محققان آلمانی و لهستانی موفق به کشف نانوسوئیچی در سلول‌ها شدند که برای افزایش طول عمر سلول از آن استفاده می‌شود. کشف این نانوسوئیچ مسیرهای تازه‌ای به سوی درک بهتر بیماری‌های مرتبط به پیری باز می‌کند.
کشف نانوسوئیچی در سلول که طول عمر آن را افزایش می‌دهد
میتوکندری به دلیل نقش مهم خود در تولید انرژی سلول‌های گیاهی شهرت دارد. در طول فرآیند تنفس، گونه‌های فعال اکسیژن در میتوکندری تشکیل می‌شوند. در صورتی که این گونه‌ها افزایش یابند، فعالیت آن‌ها منجر به تغییر شکل بخش‌های مهم سلولی می‌شود. به این فرآیند استرس اکسیدکنندگی گفته می‌شود که نقش مهمی در برخی بیماری‌ها و فرآیند پیری دارد.
گونه‌های فعال اکسیژن در غلظت‌های بسیار کم نقش مهمی در سلول داشته و دومین پیام‌رسان سلولی محسوب می‌شوند. یک گروه تحقیقاتی به رهبری بتینا وارشید از دانشگاه فرایبورگ با همکاری آجنسکا چاسینسکا از مرکز فناوری‌های جدید ورشو، ساز و کار جدیدی کشف کردند که به میتوکندری کمک می‌کند تا درصورت تعادل ضعیف ترکیبات اکسید و احیا کننده بتواند سنتز پروتئین‌های جدید در سیتوپلاسم را مدیریت کند. میتوکندری با استفاده از گونه‌های فعال اکسیژن می‌تواند سرعت ماشین سنتز پروتئین را کم کند. این ساز و کار همانند یک نانوسویئچ عمل می‌کند.
با استفاده از طیف‌سنجی جرمی کمی، محققان این گروه ابتدا حالت ردوکس تیول را در هزاران پروتئین موجود در مخمر نان، تعیین کردند. این گروه دریافتند که تیول‌های فعال ردوکس ناشناخته‌ای در ریبوزوم‌ها وجود دارد.
پژوهشگران نشان دادند که افزایش سطح گونه‌های اکسیژن فعال مانع از سنتز پروتئین می‌شود. میتوکندری آسیب‌دیده حالت متابولیکی خود را به ماشین تولید پروتئین از طریق گونه‌های فعال اکسیژن مخابره می‌کند و با این کار سنتز پروتئین سلولی کاهش می‌یابد. محققان تصور می‌کنند که کاهش موقتی سنتز پروتئین در شرایط استرس اکسیدی تأثیر مثبتی روی نرخ زنده ماندن سلول‌ها می‌گذارد. در واقع کاهش پروتئین تجمع آن‌ها را در سیتوپلاسم کم می‌کند، پروتئین‌هایی که در نهایت موجب زوال سلول می‌شوند.
این گروه تحقیقاتی نشان دادند که این نانوسوئیچ سلولی تنها در مخمرها نبوده، بلکه در سلول‌های انسانی نیز وجود دارد. شناخت این نانوسوئیچ و درک بهتر مخابرات میتوکندری می‌تواند مسیرهای تازه‌ای برای آشنایی با فرآیند پیری و بیماری‌های مرتبط با آن باز کند.
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Quantitative proteomics identifies redox switches for global translation modulation by mitochondrially produced reactive oxygen species در نشریه‌ی Nature Communications به چاپ رسیده است.
