Geekly articles weekly

تم منح جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب لدراسة "التغذية الذاتية" للخلايا



هذا العام ، حصل العالم الياباني يوشينوري أوسومي على جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب للبحث عن آليات الالتهام الذاتي. ظهر مصطلح "الالتهام الذاتي" نفسه في الستينيات من القرن الماضي. بدأ استخدامه فيما يتعلق بالآليات الخلوية لتنظيف الجسم من البروتينات المتدهورة. لقد وجد العلماء أنه باستخدام هذه العملية ، يتم تنظيف الخلية من الحطام داخل الخلايا ، وإرسالها إلى الليزوزومات. Lysosome (من اليونانية. Λύσις - أنا أذوب و sōma - الجسم) هو عضو خلوي خلوي محاط بغشاء ، وفي تجويفه يتم الحفاظ على بيئة حمضية وهناك العديد من الإنزيمات المائية القابلة للذوبان. يعتبر الليزوزوم مسؤولاً عن الهضم داخل الخلايا للجزيئات الكبيرة ، بما في ذلك الالتهام الذاتي.

على الرغم من حقيقة أن العملية كانت معروفة للعلماء لفترة طويلة ، إلا أن تفاصيلها ظلت غير مستكشفة. من أجل دراسة عملية البلعمة الذاتية بالتفصيل ، أجرى Osumi العديد من التجارب الذكية. أجرى كل تجاربه تقريبًا على خميرة الخباز ، محاولًا تحديد الجينات المسؤولة عن الالتهام الذاتي. وقارن كذلك آلية الالتهام الذاتي في خلايا الخميرة بآلية مماثلة في الخلايا البشرية. تمكن اليابانيون من إظهار أن العملية في خلايانا تحدث في نفس السيناريو تقريبًا.

أيضًا ، حقق العالم الياباني العديد من الاكتشافات ، مما يدل على أن البلعمة الذاتية مهمة جدًا في العمليات الفسيولوجية المختلفة. يمكن أن تؤدي الطفرات في الجينات المسؤولة عن آلية الالتهام الذاتي إلى ظهور الأمراض ، بما في ذلك السرطان والأمراض العصبية. وجد علماء آخرون استخدموا نتائج عمل Osumi أن الانتهاكات في آلية الالتهام الذاتي يمكن أن تؤدي إلى مرض باركنسون وداء السكري من النوع 2 وأمراض أخرى. بالإضافة إلى ذلك ، يلعب البلعمة الذاتية دورًا هامًا في تطوير أجنة العديد من المخلوقات. هناك حاجة أيضًا في حالة وجود كائن حي يعاني من كل من الالتهابات البكتيرية والفيروسية.

تم اختيار الخميرة من قبل اليابانيين حول السبب في أنه يمكن اعتبارها أبسط نظام حقيقيات النواة. هنا ، كما ذكر أعلاه ، هناك اختلافات قليلة جدًا في آليات الالتهام الذاتي مع تلك التي تعمل في الخلايا البشرية.


يدعي Osumi أن هناك طريقتان رئيسيتان يحدث من خلالهما الالتهام الذاتي. الأول هو التدهور في البروتيزوم . هذا هو اسم البروتياز الكبير متعدد الوحدات الموجود في خلايا حقيقيات النوى ، القديمة ، وبعض البكتيريا. في الخلايا حقيقية النواة ، توجد البروتوزومات في كل من النواة والسيتوبلازم. المهمة الرئيسية للبروتوسوم في الجسم هي التحلل البروتيني للبروتينات غير الضرورية والتالفة إلى الببتيدات القصيرة (4-25 بقايا الأحماض الأمينية) ، والتي يمكن بعد ذلك تقسيمها إلى أحماض أمينية فردية. تمت دراسة عمل البروتياز في السبعينيات والثمانينيات من القرن الماضي. في عام 2004 ، حصل آرون سيشانوفر وأفرام هيرشكو وإروين روز على جائزة نوبل لتوضيح تفاصيل عملية تدهور البروتين في البروتوزومات.



الطريقة الثانية التي سبق ذكرها أعلاه - هذا هو تدمير البروتينات في العضيات الخاصة ، وهي حويصلات محاطة بغشاء. تسمى هذه العضيات lysosomes. تم اكتشاف الليزوزومات في منتصف الخمسينات من القرن الماضي. لاكتشاف الليزوزومات ، تم منح جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب ، والتي حصلت في عام 1974 على العالم البلجيكي كريستيان دي دوف. كان هذا العالم أول من أدخل مصطلح "البلعمة الذاتية".

كان يوشينوري أوسومي قادرًا على تطوير نوع خاص من الخميرة التي تراكمت في المريء الذاتي أثناء المجاعة. بعد ذلك ، عمل على الجهاز الوراثي للخميرة بمادة كيميائية معينة ، مما تسبب في طفرات عشوائية ، ولم يعط الخميرة ما يكفي من العناصر الغذائية. في الخلية العادية ، التي تفرزها الخميرة من قبل اليابانيين في هذه الحالة ، بدأت عملية الالتهام الذاتي. في الخلايا التي شهدت طفرة ، لم تنجح هذه العملية في بعض الأحيان. اقترح العالم أنه في هذه الحالة تلف الجين المسؤول عن البلعمة الذاتية. ونتيجة لذلك ، تمكن Osumi من إيقاف جينات الحمض النووي المختلفة للخميرة ، مع ملاحظة عواقب الإغلاق. من خلال التجربة والخطأ ، تمكن من العثور على تلك الجينات التي بدونها لم تعد الخلايا تبدأ آلية "الأكل الذاتي". كما اتضح ، هناك خمسة عشر جينة من هذا القبيل في النمط الجيني للخميرة. على أي حال ، هذا كل ما تم اكتشافه.



تم الاعتراف بالبحث الذي أجراه عالم ياباني من قبل معهد كارولين ، حيث قدم جائزة نوبل ، المتميزة. "استطاعت اكتشافات Osumi أن تعطينا فهمًا لكيفية معالجة الخلايا نفسها وكيف يتم إزالتها من حطام البروتين. وقال البيان الصحفي لمعهد كارولينسكي إن عمل العالم فتح اتجاهًا جديدًا في فهم الالتهام الذاتي كجزء من مجموعة واسعة من العمليات الفسيولوجية ، بما في ذلك الاستجابة للعدوى والتكيف مع الجوع .



أثارت الدراسات التي أجراها يوشينوري أوسومي زيادة سريعة في البحث عن الالتهام الذاتي وزيادة مقابلة في عدد المنشورات حول هذا الموضوع. يمكن الحكم على مدى تأثير عمل Osumi القوي من خلال الجدول الزمني المعروض أعلاه.

Source: https://habr.com/ru/post/ar398099/

More articles:


All Articles