2023 Հեղինակ: Sophia Otis | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-05-21 01:49
Փետրվարի 25, 2000 - Հետազոտողները պարզել են, որ ազդանշանային սպիտակուցը, որը հանդիսանում է բջջի բնական ինքնասպանության մեխանիզմի մաս, կարող է հանդես գալ որպես «մահվան սուրհանդակ», որը շարժվում է դեպի բջջի միջուկ՝ իրականացնելու ծրագրավորված բջջային մահվան գործընթացը:
Նրանց բացահայտումը կարևոր մասն է ավելացնում այն գլուխկոտրուկին, թե ինչպես են չարորակ, անսարք կամ ոչ անհրաժեշտ բջիջներին հրահանգվում ինքնասպանություն կամ ապոպտոզ կատարել օրգանիզմի զարգացման ընթացքում:
Թեև գիտնականներն ընդգծում են, որ դեռ շատ աշխատանք կա անելու, նրանք ասում են, որ ապոպտոզ առաջացնող սպիտակուցների ուսումնասիրությունները կարող են թիրախներ առաջարկել դեղամիջոցների համար, որոնք կարող են կանխել բջիջների մահը՝ կապված սրտի կաթվածի, ինսուլտի կամ Ալցհեյմերի հիվանդության հետ:
MIT-ի HHMI-ի հետաքննիչ Հ. Ռոբերտ Հորվիցի գլխավորությամբ, հետազոտական թիմը զեկուցեց իր հայտնագործության մասին 2000 թվականի փետրվարի 25-ի Science ամսագրում: Թիմի կազմում ընդգրկված էին նաև Գերմանիայի Մաքս Պլանկի կենսաբանական քիմիայի ինստիտուտի և Երուսաղեմի Եբրայական համալսարանի գիտնականներ:
«Բջջի ծրագրավորված մահը բջիջների թվերի և կապերի կարգավորման և հյուսվածքները քանդակելու հիմնական մեխանիզմն է», - ասում է Հորվիցը, ով այդ գործընթացի բացահայտման առաջամարտիկներից էր: «Դրա սխալ կարգավորումը կարող է կենտրոնական դեր խաղալ որոշ քաղցկեղների, աուտոիմուն հիվանդությունների և նեյրոդեգեներատիվ հիվանդությունների դեպքում: Այժմ մենք գիտենք մոլեկուլներից շատերը, որոնք վերահսկում են ծրագրավորված բջիջների մահը: Մեր նոր գտածոն առաջարկում է պատկերացումներ, թե ինչպես է աշխատում այս հիմնական մոլեկուլներից մեկը»:
Գիտնականներն իրականացրել են իրենց հետազոտությունը՝ օգտագործելով Caenorhabditis elegans թափանցիկ նեմատոդ որդը, որը երկար ժամանակ օգտագործվել է որպես ապոպտոզի ուսումնասիրության մոդել: Փոքրիկ որդը պարունակում է ուղիղ 1090 բջիջ, որոնցից 131-ը ենթարկվում է ապոպտոզի՝ մեծ մասը սաղմնային զարգացման ընթացքում։
Հորվիցի թիմի նախորդ հետազոտությունը ցույց էր տվել, որ չորս սպիտակուցներ՝ EGL-1, CED-9, CED-4 և CED-3, կենտրոնական դեր են խաղում ապոպտոտիկ մեխանիզմում: CED նշանակում է «բջջային մահ աննորմալ»:
EGL-1-ը սկսում է ապոպտոզը՝ արգելակելով CED-9-ի նորմալ զսպող գործողությունը CED-4-ի վրա: Երբ CED-4-ն ազատվում է իր արգելքներից, այնուհետև գործարկում է CED-3-ը, որը շատ կործանարար սպիտակուցը քայքայող ֆերմենտ է, որը վնաս է հասցնում բջջի կառուցվածքներին:
«Մուտանտ ճիճուների գենետիկական ուսումնասիրությունները, որոնցում բացակայում է այս կամ այն սպիտակուցը, ցույց է տվել, որ դրանք ազդում են միմյանց վրա: Մենք ուզում էինք տեսնել, թե արդյոք նրանք փոխազդում են և որտեղ են դրանք բջջում», - ասում է HHMI-ի նախադոկտոր Բրեդլի Հերշը: Այսպիսով, ասել է Հերշը, նա և իր գործընկերները օգտագործել են հակամարմիններ, որոնք նշում են ապոպտոզի մեջ ներգրավված յուրաքանչյուր սպիտակուց՝ բացահայտելու դրանց բջջային տեղանքները: Նրանց փորձերը ներառում էին ազդանշանային սպիտակուցներից մեկի վերացումը և սպիտակուցի տեղայնացման վրա ազդեցության ուսումնասիրությունը:
«Մեր նախնական փորձերը ցույց տվեցին, որ և՛ CED-9-ը, և՛ CED-4-ը տեղայնացված են միտոքոնդրիումներում», - ասաց Հերշը: Միտոքոնդրիաները բջջի էներգիա արտադրող ուժերն են: Որոշ գիտնականներ կարծում են, որ միտոքոնդրիումները «սենսորների» բնական կենտրոններն են, որոնք հրահրում են ծրագրավորված բջջային մահը, քանի որ անսարք միտոքոնդրիումները լրջորեն վտանգում են բջիջների կենսունակությունը։
«Երբ մենք իմացանք, թե որտեղ են սովորաբար այս երկու սպիտակուցները, բնական բանը, որ պետք է անել, այն էր, թե ինչպես են նրանք ազդել միմյանց տեղայնացման վրա», - ասաց Հերշը: «Մենք զարմացանք, երբ հայտնաբերեցինք, որ երբ մենք վերացրեցինք CED-9-ը, CED-4-ի տեղայնացումը փոխվեց միջուկի: Ի վերջո, CED-4-ի կաթնասունների նմանակը հիմնականում հայտնաբերվում է ցիտոպլազմայում, և որևէ նշան չկար, որ այն կվերանա: միջուկը շրջապատող թաղանթին։"
Դեռևս առեղծվածային է, ասում են Հորվիցը և Հերշը, թե ինչպես է CED-4-ը հասնում միջուկային թաղանթին: Նրանք ուսումնասիրում են CED-4 մուտանտները, որոնք չեն կարողանում հասնել միջուկ: Նման մուտանտները կարող են հուշումներ բացահայտել տրանսպորտային գործընթացի և բջիջների մահվան մեջ դրա կարևորության վերաբերյալ:
Չնայած CED-4-ի տեղափոխումը միջուկային թաղանթին հիմնական բացահայտումն է, այն կարող է վերջնական կլինիկական հետևանքներ ունենալ, ասաց Հերշը:
«Եթե ակտիվացման համար պահանջվում է CED-4-ի տեղափոխումը, ապա CED-4-ի մարդկային գործընկերոջ տեղափոխումը արգելակելը կարող է արգելափակել բջիջների մահը այնպիսի դեպքերում, ինչպիսիք են սրտի կաթվածի կամ ինսուլտի իշեմիկ վնասվածքը», - ասաց նա: «Նաև Ալցհեյմերի հիվանդության դեպքում ապոպտոզը կարող է կենտրոնական լինել նեյրոնների մահվան համար, և CED-4-ի նման մոլեկուլը արգելափակելը կարող է պահպանել ուղեղի հյուսվածքը»: Այնուամենայնիվ, նա շարունակեց, «մենք դեռ բավականաչափ չգիտենք այս գործընթացի մասին, որպեսզի իմանանք, թե արդյոք հնարավոր կլինի արգելակել CED-4-ի նման սպիտակուցը կամ տեղափոխումը բջիջում: որպես կասպազներ, թվում է, թե ապոպտոզի արգելափակման ամենախոստումնալից մոտեցումն է, քանի որ այս կասպազներն ունեն հաստատված կենսաքիմիական ակտիվություն, որի համար արդեն իսկ հայտնաբերվել են ինհիբիտորներ։"
