کلید انتقال میتوکندری برای سلامت عصبی _اخبار روانشناسی جزیره ذهن

خلاصه: محققان یک مجتمع مولکولی را کشف کرده‌اند که برای انتقال میتوکندری در سلول‌های عصبی حیاتی است و بینش‌های جدیدی را برای پیشگیری از بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی ارائه می‌دهد. این مجموعه که با نام Alex3/Gαq شناخته می‌شود، برای توزیع میتوکندری‌های تولیدکننده انرژی در سراسر نورون‌ها، برای انتقال عصبی و عملکردهای عصبی ضروری است.

این یافته با هدف قرار دادن مکانیسم انتقال میتوکندری، راه های درمانی بالقوه ای را در برابر بیماری پارکینسون، اختلالات عصبی عضلانی و برخی سرطان ها باز می کند. این مطالعه بر نقش این مجموعه در حفظ سلامت و زنده ماندن نورون ها تاکید می کند و نشان می دهد که دستکاری این سیستم می تواند درمان های نوآورانه ای را برای طیف وسیعی از بیماری های مرتبط با اختلال عملکرد میتوکندری ارائه دهد.

حقایق کلیدی:

  1. کمپلکس Alex3/Gαq توزیع و انتقال دقیق میتوکندری ها را در نورون ها تنظیم می کند که برای تامین انرژی و عملکرد نورون ها حیاتی است.
  2. اختلال در این سیستم منجر به نقص حرکتی، کاهش درختکاری دندریتی و آکسونی و مرگ نورونی می شود که اهمیت آن را در رشد عصبی و سلامتی برجسته می کند.
  3. این مطالعه امکان کنترل زیست شناسی میتوکندری را از طریق گیرنده های خارجی جفت شده با پروتئین G پیشنهاد می کند و استراتژی جدیدی را برای درمان بیماری های میتوکندری و عصبی عضلانی و همچنین سرطان های خاص ارائه می دهد.

منبع: دانشگاه بارسلونا

مغز انسان عضوی است که تقریباً بین 20 تا 25 درصد انرژی مورد نیاز بدن را مصرف می کند. این تقاضای انرژی بالا برای عملکردهای عصبی به انتقال و توزیع دقیق میتوکندری – اندامک های سلولی مولد انرژی – در هر نورون بستگی دارد.

اکنون، یک مطالعه در مجله منتشر شده است سیگنالینگ علمی برای اولین بار یک مجموعه مولکولی را شناسایی کرده است که حمل و نقل میتوکندری را در نورون ها و مرگ نورون ها را تنظیم می کند.

کشف این مجموعه که منحصراً در تکامل‌یافته‌ترین پستانداران وجود دارد، می‌تواند به یافتن اهداف درمانی جدید در برابر بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی مانند پارکینسون، بیماری‌های عصبی-عضلانی یا حتی برخی از انواع تومورها کمک کند.

این میتوکندری را نشان می دهد.
این مطالعه نشان می‌دهد که کمپلکس میتوکندری Alex3/Gαq با ماشین‌آلات میتوکندری برای توزیع و انتقال این اندامک‌های سلولی در امتداد آکسون‌ها و دندریت‌های عصبی در تعامل است. اعتبار: اخبار علوم اعصاب

این مطالعه که روی مدل‌های حیوانی و کشت‌های سلولی انجام شد، توسط پروفسور ادواردو سوریانو، از دانشگاه بارسلونا و مؤسسه علوم اعصاب UB (UBneuro) و مرکز شبکه‌های تحقیقاتی زیست‌پزشکی در زمینه بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی (CIBERNED) و محقق رهبری می‌شود. آنا ماریا آراگای، عضو شورای ملی تحقیقات اسپانیا (CSIC) و موسسه زیست شناسی مولکولی بارسلون (IBMB-CSIC).

این مقاله که اولین نویسندگان آن اسماعیل ایزکوئیردو ویلالبا (IBMB-CSIC)، سرنا میرا و یاسمینا مانسو (UB-CIBERNED) هستند، شامل مشارکت آدولفو لوپز د مونین، از بیمارستان دانشگاه دونوستیا، خاویر ناوارو، از خودمختار است. دانشگاه بارسلونا (UAB)، هر دو عضو CIBERNED، و خوزه آنتونیو انریکز، همکار در تحقیقات شبکه‌های زیست پزشکی در زمینه شکنندگی و پیری سالم (CIBERFES) و مرکز ملی تحقیقات قلب و عروق کارلوس III (CNIC).

آوردن انرژی برای عملکردهای عصبی

در نورون‌ها، فرآیند انتقال میتوکندری تعیین‌کننده است، زیرا این اندامک‌ها باید در امتداد تمام آکسون‌ها و دندریت‌ها – امتداد نورون – وجود داشته باشند تا انرژی را برای انتقال عصبی و عملکردهای عصبی فراهم کنند، فرآیندهایی که به انرژی زیادی نیاز دارند.

سوریانو، یکی از مدیران این مطالعه و عضو گروه زیست شناسی سلولی، فیزیولوژی و ایمنی شناسی در دانشکده زیست شناسی UB، خاطرنشان می کند: «این مصرف زیاد به توزیع خاص و دقیق میتوکندری در نورون ها بستگی دارد.

این مطالعه نشان می‌دهد که کمپلکس میتوکندری Alex3/Gαq با ماشین‌آلات میتوکندری برای توزیع و انتقال این اندامک‌های سلولی در امتداد آکسون‌ها و دندریت‌های عصبی در تعامل است. این فرآیند به تعامل پروتئین Gq با پروتئین میتوکندری Alex3 بستگی دارد.

برای اولین بار متوجه شدیم که Alex3/Gαq نه تنها برای انتقال و عملکرد میتوکندری، بلکه برای فیزیولوژی عصبی، کنترل حرکت و زنده ماندن نورون ضروری است. اگر این سیستم غیرفعال شود – به عنوان مثال، در موش هایی با کمبود خاص پروتئین Alex3 در سیستم عصبی مرکزی – قاچاق میتوکندری کاهش می یابد، درختکاری های دندریتی و آکسونی کمتر می شود و این باعث نقص حرکتی و حتی مرگ عصبی می شود. آراگای، یکی از مدیران این مطالعه.

نویسندگان این مطالعه قبلاً در مقالات دیگری توضیح داده بودند که پروتئین های Alex3 و Gαq انتقال میتوکندری را تنظیم می کنند. با این حال، آنها نمی دانستند که اینها چگونه برهم کنش می کنند یا چه مکانیسم های مولکولی در این فرآیند شرکت داشتند.

بر اساس این مطالعه، تعامل کمپلکس میتوکندری Alex3/Gαq از طریق گیرنده‌های جفت شده با پروتئین G (GPCR) تنظیم می‌شود. این گیرنده‌ها مولکول‌های زیادی دارند – انتقال‌دهنده‌های عصبی، هورمون‌ها، کانابینوئیدها و غیره – با عملکردهای متفاوت در ارگانیسم.

فعال شدن GPCR ها نه تنها توزیع میتوکندری را تغییر می دهد، بلکه عملکرد آن را نیز تغییر می دهد و به عنوان یک اثر قابل توجه، رشد و زنده ماندن نورون ها را نیز تغییر می دهد. مطالعه ما نشان می‌دهد که به طور کلی، این مولکول‌هایی که با این گیرنده‌ها تعامل دارند، می‌توانند چندین جنبه از زیست‌شناسی میتوکندری را از طریق GPCR تنظیم کنند.

کنترل گیرنده ها برای مبارزه با بیماری های انسانی

اگرچه مکانیسم های عمل هنوز به خوبی شناخته نشده است، به نظر می رسد که عملکردهای مختلف پروتئین Alex3 می تواند با بسیاری از آسیب شناسی ها مرتبط باشد. به عنوان مثال، به نظر می رسد که حذف – از دست دادن یک قطعه DNA – Alex3 باعث ایجاد تومورهای خاص (سرطان های اپیتلیال) می شود. در موارد دیگر، حذف یا مهار بیان آن اثر محافظتی بر تومورهای خاص (سرطان های کبد) دارد.

جدا از ارتباط آن با سرطان، برخی از انواع ژنتیکی پروتئین Alex3 و خانواده ژنتیکی آن نیز با بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی – به‌ویژه پارکینسون –، آپنه خواب و بیماری‌های متابولیک مرتبط هستند.

این واقعیت که جهش های غیرفعال کننده در بانک های اطلاعاتی هزاران ژنوم انسانی شناسایی نشده اند، نشان می دهد که الکس 3 ژن عملکرد مرتبطی دارد. پروفسور جما مارفانی، یکی از نویسندگان این مطالعه و عضو گروه ژنتیک، میکروبیولوژی و آمار UB، می گوید: از دست دادن کامل آن در ارگانیسم زنده نیست، و می تواند به عنوان یک جهش جسمی در تومورها یافت شود. Biomedicine of the UB (IBUB) و مرکز تحقیقات زیست پزشکی شبکه بیماریهای نادر (CIBERER).

آراگی خاطرنشان می‌کند: «به‌علاوه، جهش‌های ژنی که کد Gαq را در انسان ایجاد می‌کند منجر به اختلالات حرکتی، نقص‌های شناختی، ناتوانی ذهنی و صرع می‌شود». نویسندگان تاکید می‌کنند که این داده‌ها ارتباط مجموعه شناسایی‌شده را برای عملکرد عصبی نشان می‌دهد.

“توانایی کنترل بیولوژی میتوکندری از خارج از سلول از طریق گیرنده های GPCR یک مزیت بزرگ است. در حال حاضر، بسیاری از مولکول‌های خاص این گیرنده‌ها را فعال یا مهار می‌کنند، بنابراین بررسی امکان کنترل محلی‌سازی و زیست‌شناسی میتوکندری در بیماری‌هایی که کمبود این اندامک‌ها وجود دارد (مثلاً بیماری‌های میتوکندری یا عصبی-عضلانی)، یا در آسیب‌شناسی‌هایی که در آن مهار وجود دارد، مهم است. متابولیسم اثرات درمانی مثبتی دارد (به عنوان مثال سرطان) “، این تیم نتیجه گیری می کند.

درباره این اخبار تحقیقات ژنتیک و علوم اعصاب

نویسنده: روزا مارتینز
منبع: دانشگاه بارسلونا
مخاطب: روزا مارتینز – دانشگاه بارسلونا
تصویر: این تصویر به Neuroscience News اعتبار داده شده است

تحقیق اصلی: دسترسی بسته
یک کمپلکس پروتئین Alex3/Gαq ویژه پستانداران، قاچاق میتوکندری، پیچیدگی دندریتیک و بقای عصبی را تنظیم می کند.توسط ادواردو سوریانو و همکاران. سیگنالینگ علمی


خلاصه

یک کمپلکس پروتئین Alex3/Gαq ویژه پستانداران، قاچاق میتوکندری، پیچیدگی دندریتیک و بقای عصبی را تنظیم می کند.

دینامیک و قاچاق میتوکندری برای تامین انرژی مورد نیاز برای انتقال عصبی و فعالیت عصبی ضروری است. ما بررسی کردیم که چگونه گیرنده‌های همراه با پروتئین G (GPCRs) و پروتئین‌های G دینامیک و قاچاق میتوکندری را کنترل می‌کنند.

فعال شدن Gαq قاچاق میتوکندری در نورون ها را از طریق مکانیسمی که مستقل از مسیر متعارف پایین دست PLCβ بود، مهار کرد. تجزیه و تحلیل میتوپروتئوم نشان داد که Gαq با پروتئین میتوکندری اختصاصی Eutherian آرمادیلو تکرار حاوی پروتئین متصل به X 3 (Alex3) و مجتمع Miro1/Trak2، که به عنوان یک آداپتور برای پروتئین های حرکتی درگیر در قاچاق میتوکندری در امتداد دندریت ها و آکسون ها عمل می کند.

با تولید یک خط حذفی موس Alex3 اختصاصی CNS، نشان دادیم که Alex3 برای اثرات Gα مورد نیاز است.q در مورد قاچاق میتوکندری و رشد دندریتیک در نورون ها موش‌های دارای کمبود Alex3 مقادیر پروتئین‌های پاسخ استرس ER را تغییر دادند، مرگ نورون‌ها را افزایش دادند، نورون‌های حرکتی را از دست دادند و نقص‌های حرکتی شدید داشتند.

این داده ها Alex3/Gα مخصوص پستانداران را نشان دادq کمپلکس میتوکندری، که کنترل قاچاق میتوکندری و مرگ نورون ها توسط GPCR ها را امکان پذیر می کند.

https://neurosciencenews.com/mitochondriagenetics-apoptosis-25583/

ممکنه براتون جالب باشه که...

پست های محبوب

دیدگاهتان را بنویسید