پژوهشگران آمریکایی، سرنخ مهمی را درباره این موضوع کشف کردهاند که چرا مغز با افزایش سن رو به زوال میرود. تحقیقات آنها به اختلال در سیستم تولید پروتئین سلول اشاره دارد که به نظر میرسد عامل نقص عملکرد گسترده مرتبط با زوال شناختی و بیماریهای عصبی مانند آلزایمر است.
به گزارش بهداشت نیوز، بررسی جدید پژوهشگران «دانشگاه استنفورد»(Stanford University) بر چگونگی اختلال در روند «پروتئوستاز» (Proteostasis) در دوران پیری متمرکز بود. پروتئوستاز به سلولها کمک میکند تا پروتئینها را به درستی بسازند، نگهداری کنند و از بین ببرند. هنگامی که سیستم پروتئوستاز از کار میافتد، پروتئینهای آسیبدیده در تودههای مضری جمع میشوند که در عملکرد طبیعی مغز اختلال ایجاد میکنند.
به نقل از ساینسدیلی، پژوهشگران میگویند یافتههای این پژوهش، یکی از واضحترین توضیحات تا به امروز را درباره این موضوع ارائه میدهند که چرا مغزهای پیر به طور فزایندهای در برابر بیماری و زوال ذهنی آسیبپذیر میشوند.
«جودیت فریدمن»(Judith Frydman) از پژوهشگران این پروژه گفت: ما میدانیم که بسیاری از فرآیندها با افزایش سن، ناکارآمدتر میشوند، اما اصول مولکولی اساسیِ علت پیر شدن را واقعاً درک نمیکنیم. ما در این پژوهش جدید، ارائه یک توضیح مکانیکی را برای پدیدهای آغاز کردیم که به طور گسترده در طول پیری دیده میشود و این پدیده، افزایش تجمع و اختلال در فرآیندهایی است که پروتئینها را میسازند.
پژوهشگران برای بررسی آنچه در مغزهای پیر رخ میدهد، به ماهیهای «Nothobranchius furzeri» روی آوردند. این ماهیهای رنگارنگ که بومی برکههای موقت آب شیرین در گرمدشتهای آفریقا هستند، طول عمر بسیار کوتاهی دارند و به سرعت به بسیاری از مشکلات مرتبط با سن دچار میشوند و همین ویژگی، آنها را به سوژههای ایدهآل برای تحقیقات پیری تبدیل میکند.
از آنجا که موشها و سایر پستانداران بسیار کندتر پیر میشوند، بررسی علل بیولوژیکی پیری میتواند سالها طول بکشد. ماهی Nothobranchius furzeri به دانشمندان امکان میدهد که همان فرآیندها را در یک جدول زمانی بسیار سریعتر ببینند.
این گروه پژوهشی، ماهیهای جوان، بالغ و پیر را با هم مقایسه کردند و جنبههای بسیاری از تولید پروتئین را در سلولهای مغز مورد بررسی قرار دادند. آنها سطح آمینواسید، آرانای ناقل، آرانای پیامرسان، پروتئینها و سایر اجزای دخیل در تولید پروتئین سلولی را اندازهگیری کردند.
چگونه تولید پروتئین مختل میشود؟
پروتئوستاز به تعادل دقیقی بین ایجاد پروتئینها و حذف پروتئینهای آسیبدیده متکی است. همچنین، این فرآیند به جلوگیری از تاخوردگی نادرست پروتئینها و چسبیدن آنها به یکدیگر در تودههای سمی کمک میکند. این تودههای پروتئینی به شدت با بیماریهای عصبی از جمله آلزایمر مرتبط هستند.
پژوهشگران آزمایشگاه فریدمن سالها به مطالعه چگونگی حفظ پروتئوستاز توسط سلولها در موجودات سادهتری مانند مخمر و کرمهای لولهای پرداختهاند. یافتههای جدید نشان میدهند که مکانیسمهای پیری مشابهی در مهرهداران پیچیدهتر مانند ماهی کپور معمولی و انسان وجود دارد.
فریدمن گفت: با افزایش سن، مشکلات به طور مرموزی در سطوح گوناگون - مکانیکی، سلولی و اندامی - ظاهر میشوند، اما یک وجه مشترک این است که همه این فرآیندها به واسطه پروتئینها انجام میشوند. این پژوهش تأیید میکند که در طول پیری، دستگاه مرکزی سازنده پروتئینها به مشکلات کیفی دچار میشود.
پژوهشگران به مرحله خاصی از ساخت پروتئین رسیدند که طی آن، ریبوزومها در امتداد رشتههای آرانای پیامرسان حرکت میکنند و با اضافه کردن آمینواسیدها، پروتئینها را به صورت یکجا میسازند. در مغز ماهیهای مسنتر، ریبوزومها اغلب متوقف میشدند یا با یکدیگر برخورد میکردند. این ترافیک، تولید پروتئینهای سالم را کاهش و تجمع پروتئینها را افزایش میداد.
«جائه هو لی»(Jae Ho Lee) از پژوهشگران این پروژه گفت: نتایج ما نشان میدهند که تغییرات رخداده در سرعت حرکت ریبوزوم در امتداد آرانای پیامرسان میتوانند تأثیر عمیقی را بر هموستاز پروتئین داشته باشند.
این کشف ممکن است به توضیح یکی دیگر از ویژگیهای گیجکننده پیری به نام «جدا شدن رونوشت پروتئین» نیز کمک کند. در موجودات در حال پیر شدن، تغییرات رخداده در سطح آرانای پیامرسان اغلب با تغییرات رخداده در سطح پروتئین مطابقت ندارند؛ حتی اگر آرانای پیامرسان دستورالعملهای لازم را برای ساخت پروتئینها در بر داشته باشد. گروه پژوهشی دانشگاه استنفورد دریافتند که اختلالات مرتبط با پیری در ساخت پروتئین به ویژه در ریبوزومها میتواند دلیل این قطع ارتباط را توضیح دهد. بسیاری از پروتئینهایی که تحت تأثیر این نقصها قرار میگیرند، در حفظ پایداری ژنوم و یکپارچگی سلولی نقش دارند. با تضعیف این سیستمها ممکن است اختلال عملکرد گستردهتری مرتبط با پیری رخ دهد.
فریدمن گفت: نشان دادن این که فرآیند تولید پروتئین با افزایش سن، دقت خود را از دست میدهد، نوعی منطق اساسی را برای این موضوع ارائه میکند که چرا همه فرآیندهای دیگر با افزایش سن دچار نقص میشوند. کلید حل یک مشکل، درک این است که چرا همه چیز اشتباه پیش رفته است. در غیر این صورت، شما فقط در تاریکی دست و پا میزنید.
این پژوهش در مجله «Science» به چاپ رسید.
منبع: ایسنا
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.