פירוק תפקידם של סופרסולפידים בוויסות תפקוד המיטוכונדריה ואריכות ימים

פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות


סופרסולפידים זוכים לבולטות בשל הופעתם כתיולים בעלי משקל מולקולרי נמוך או שיירי ציסטאין פרסולפידים, הנצפים בתדירות גבוהה יותר בתאים פרוקריוטיים ואיקריוטים כאחד. תרכובות אלו, המאופיינות בקשרי גופרית-גופרית, ממלאות תפקידי מפתח בחילוף החומרים באנרגיה, בהתפתחות העובר, בתפקוד הלב, בגידול הגידול, בחסינות מולדת, בהגנה אנטי-ויראלית ובמניעת הפרעות ריאות כרוניות. Cysteinyl-tRNA synthetase (CARS) הוא מכריע במגוון אורגניזמים לסינתזה ושילוב של סופרסולפידים אלה בחלבונים. אולם, ה in vivo התפקודים הפיזיולוגיים של סופרסולפידים המיוצרים על ידי CARS נותרו לא ברורים.

פרסומת

כעת, מחקר שנערך על ידי צוות מחקר מיפן גילה כי ציסטאין פרסולפיד (CysSSH) – סופר גופרתי המסונתז על ידי CARS – מווסת את אורך החיים התאיים בשמרים מתחילים. מחקר זה, שפורסם ב חיזור ביולוגיה, הובל על ידי אקירה נישימורה ממכון נארה למדע וטכנולוגיה (NAIST).

כדי לחקור את ההשפעה של CARS וסופר-סולפידים בשמרים, החוקרים הנדסו גנטית זן מוטנטי של Saccharomyces cerevisiae. זן זה נשא גן CARS שעבר מוטציה המסוגל לסנתז חלבון אך הפגין ייצור מופחת של CysSSH.

בתחילה, הצוות הוכיח כי השמרים המוטנטים הפגינו תוחלת חיים מופחתת באופן ניכר בהשוואה לשמרים רגילים (או מסוג 'פראי', WT). כ-50% מהתאים המוטנטים הפכו ללא-קיימאים במהלך השבוע הראשון ואילו תאי WT נשארו ברי-קיימא במשך כפול מהתקופה. באופן מעניין, החוקרים החזירו את אורך החיים הנורמלי בזן המוטנטי על ידי גרימת חיצונית לייצור CARS רגיל הן בציטוזול והן במיטוכונדריה של התאים.

לאחר מכן, החוקרים ערכו ניסויים נוספים כדי לקבל הבנה מקיפה של ההשפעות של המוטציה שהוכנסה, וכתוצאה מכך, את המשמעות של CysSSH וסופר-סולפידים הקשורים. בדיקתם העלתה כי מוטנט השמרים חסר ה-CARS סבל ממטבוליזם לא תקין של אנרגיה מיטוכונדריאלית, כמו גם מתגובת מתח מוגברת לאורך הרשת האנדופלזמית. עם זאת, אספקת התאים המוטנטים עם תורמי סופר-סולפיד, כמו סודיום דיסולפיד (Na2ס2) עלול להפוך את ההשפעות המזיקות הללו. "למיטב ידיעתנו, זוהי ההדגמה הראשונה של בקרת אריכות ימים תלויה ב-CARS ובסופר-סולפיד, המתווכת על ידי נשימה מיטוכונדריה וויסות איכות החלבון", מדגיש Nishimura.

יש לציין שלמחקר זה יש השלכות חשובות לא רק על שמרים, אלא על אינספור צורות חיים. "מכיוון שמנגנוני ויסות תוחלת חיים הקשורים לסופר-סולפיד צפויים להישמר באופן נרחב באורגניזמים גבוהים יותר כולל בני אדם, צריכת סופר-סולפידים מתוספי מזון ומקורות אחרים עשויה לתרום למניעת הזדקנות ולהארכת תוחלת חיים בריאה", מעיר Nishimura. יתרה מכך, מטבוליזם לא תקין של המיטוכונדריאלי ולחץ רשתית אנדופלסמית הם סימני היכר של הפרעות שונות, כגון מחלות לב, אלצהיימר, פרקינסון וסרטן. לפיכך, סופר-סולפידים עשויים להחזיק בפוטנציאל אדיר שלא מנוצל בתחום הרפואי.

בהשראת תוצאות המחקר שלהם ועם עיניים לעתיד, מסכם Nishimura, "בהתחשב בהשלכות המבטיחות של ממצאי הניסוי הנוכחיים והעוצמה המדהימה של סופר-סולפידים, המשך חקירה של סופר-סולפידים בוודאי יסייע בגילוי ופיתוח של תרופות חדשות לאתגרים. מחלות".



קישור לכתבת המקור – 2024-01-16 20:18:08

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
X-ray_Promo1

עוד מתחומי האתר