رویکرد پروتئومیکس یکپارچه محتویات اجسام p62 را با جزئیات شناسایی می کند

عملکرد بدن ما بین سنتز و تجزیه اجزای مختلف سلولی متعادل است. هنگامی که این اجزای سلولی پیر می‌شوند یا آسیب می‌بینند، با فرآیندی به نام «خودخواری» هضم می‌شوند. این فرآیند نه تنها به حذف مواد زائد سمی کمک می کند، بلکه به تولید بلوک های ساختمانی برای سنتز ماکرومولکول های سلولی جدید نیز کمک می کند. بنابراین، اتوفاژی به عنوان سیستم پاکسازی و بازیافت سلولی بدن عمل می کند.

محققان مدت‌هاست که مکانیسم‌های مربوط به اتوفاژی و نقش آن در پیشگیری و مبارزه با بیماری‌ها را مطالعه می‌کنند. پروتئین p62 بخش مهمی از این فرآیند است. این اندامک سیتوزولی بدون غشاء به نام بدن p62 را تشکیل می دهد و به حذف انتخابی ضایعات سلولی سمی از طریق اتوفاژی کمک می کند. حذف منظم پروتئین های ناخواسته از طریق اتوفاژی انتخابی اجسام p62 باعث حفظ هموستاز سلولی می شود. با این حال، پاکسازی به خطر افتاده آنها منجر به تجمع p62 ​​و پروتئین ها در داخل بدن p62 می شود که منجر به چندین بیماری مانند کارسینوم کبدی می شود. در حالی که مطالعات به ما در درک مکانیسم های مرتبط با تخریب اجسام p62 کمک کرده است، دانش ما در مورد اجزای تشکیل دهنده آنها ناقص است.

برای این منظور، گروهی از دانشمندان به سرپرستی دانشیار هیداکی موریشیتا و پروفسور ماساکی کوماتسو از دانشکده پزشکی دانشگاه جونتندو، ژاپن، روش جدیدی ابداع کرده‌اند که از مرتب‌سازی ذرات فعال شده با فلورسانس (FAPS) برای خالص‌سازی اجسام p62 استفاده می‌کند. آنها آن را با طیف‌سنجی جرمی اندامک‌های خالص شده و بافت‌های بازیابی شده از موش‌های انتخابی معیوب اتوفاژی دنبال کردند تا بسترهای درون اجسام p62 را شناسایی کنند. تجزیه و تحلیل آنها نه تنها چندین بستر و گیرنده های اتوفاژی را که قبلاً شناخته شده بودند در اجسام p62 شناسایی کرد، بلکه یک زیرواحد اصلی مجتمع پروتئینی فوق مولکولی، طاق، را به عنوان محموله ای در اندامک بدون غشاء کشف کرد. یافته های آنها در مجله منتشر شده است سلول رشدی در 15 مه 2023.

این تیم همچنین شامل Reo Kurusu و Yuki Fujimoto، دانشجویان کارشناسی از برنامه آموزش پزشکان انجام تحقیقات پایه، دانشگاه Juntendo بود. دانشمندان توضیح می دهند که خرک به اجسام p62 جذب می شود و توسط اتوفاژی انتخابی تجزیه می شود، فرآیندی که به آن vault-phagy می گویند. این از طریق پروتئین واسطه ای به نام NBR1 به دست می آید که برای استفاده از طاق و تخریب بعدی آن همراه با اجسام p62 حیاتی است.

چرا این یافته مهم است؟ به گفته دانشمندان، vault-phagy، یعنی تخریب خرک، سطوح هموستاتیک خرک را در سلول‌ها و بافت‌ها تنظیم می‌کند و اختلال در آن ممکن است با کارسینوم کبدی ناشی از استئاتوهپاتیت غیرالکلی همراه باشد.

پروفسور ماساکی در مورد مطالعه آنها اظهار داشت:رویکرد پروتئومی ما محتویات اجسام p62 را با جزئیات شناسایی کرد و ما را قادر ساخت که بسترهای اتوفاژی انتخابی با واسطه p62 را تعیین کنیم. این روش را می توان تحت شرایط مختلفی مانند استرس و بیماری ها در سایر انواع سلول ها و بافت ها اعمال کرد“

اگرچه شواهدی در ادبیات در مورد روش‌های شناسایی بسترهای اتوفاژی انتخابی وجود دارد، روش حاضر با استفاده از FAPS و موش‌های معیوب اتوفاژی انتخابی دارای چندین مزیت است. FAPS برای خالص سازی اندامک های سیتوزولی غیر غشایی مانند اجسام p62 مناسب تر است. علاوه بر این، می‌تواند بسترهای خاص مسیر را شناسایی کند و می‌تواند در درک نقش فیزیولوژیکی اتوفاژی انتخابی و جداسازی فاز در پروتئوستاز مفید باشد.

همانطور که دانشیار هیداکی موریشیتا مشاهده می کند، “روش‌های ما دامنه گسترده‌ای از کاربردهای بالقوه دارند که باید به کشف محموله‌های با واسطه جداسازی فاز در حال حاضر مشخص نشده منجر شود تا بتوان درک عمیق‌تری از اتوفاژی انتخابی و بیماری‌های مرتبط با آن پیدا کرد.“

در حالی که دانشمندان بر این باورند که نیاز به تحقیقات بیشتر برای درک پیامدهای فاگی در بیماری ها وجود دارد، تکنیک جدید آنها و بینش های ایجاد شده در این مطالعه مطمئناً دانش ما را در مورد مکانیسم های خانه داری سلول ما غنی می کند!