محققان به درک جدیدی از نحوه عمل لیزوزوم ها رسیده اند که می تواند در یافتن راه حلی برای کند شدن فرایند پیری و ابتلا به برخی بیماری های ناشی از افزایش سن موثر باشد.
به گزارش تک ناک، لیزوزوم‌ها که گاهی اوقات سیستم بازیافت سلولی نامیده می‌شوند، ساختارهای کوچکی هستند که پسماندهای مولکولی را تجزیه کرده و از بین می‌برند تا سلول‌ها را جوان و شاداب نگه دارند. به همین دلیل، آنها در بسیاری از بیماری‌های مرتبط با افزایش سن مانند سرطان، آلزایمر و پارکینسون دخیل بوده‌اند، اما درک جدیدی از نحوه ترمیم این اندامک‌ها می‌تواند به راه‌های جدیدی برای متوقف کردن بیماری های ناشی از فرایند پیری منجر شود
.
جی ژائو تان نویسنده اصلی این مقاله از دانشگاه پیتسبورگ می‌گوید: آسیب لیزوزوم مشخصه پیری و بسیاری از بیماری‌ها، به ویژه اختلالات عصبی مانند آلزایمر است. “مطالعه ما مجموعه ای از مراحل را شناسایی می کند که معتقدیم مکانیزم جهانی برای ترمیم لیزوزومی است، که ما مسیر را PITT به عنوان یک اشاره به دانشگاه پیتسبورگ نامیدیم.”
کلید عملکرد لیزوزوم ها، غشایی است که هدف مهم آن دربرگرفتن آنزیم های گوارشی قدرتمندی است که آنها برای خوردن ضایعات مولکولی استفاده می کنند. با جدا کردن این آنزیم‌ها، غشاء بقیه سلول را سالم و سالم نگه می‌دارد. این غشاء می تواند سوراخ شود، اما سلول های سالم می توانند فوراً شکاف ها را ببندند و لیزوزوم را به عملکرد کامل بازگردانند.
تان و تیمش با مشاهده لیزوزوم‌های آسیب‌دیده در سلول‌های کاشت آزمایشگاهی به دنبال درک فرآیندهای زیربنایی این شیوه ترمیم بودند. دانشمندان مشاهده کردند که پروتئین ها روی اندامک های آسیب دیده فرود آمدند و به ویژه یکی از آنها توجه آنها را جلب کرد. آنزیمی به نام PI4K2A به سرعت وارد شد و مقادیر زیادی از یک مولکول علامت دهی به نام PtdIns4P را تولید کرد.
تان گفت: “PtdIns4P مانند یک پرچم قرمز است.” به سلول می گوید: «هی، ما اینجا مشکل داریم». سپس این سیستم هشدار گروه دیگری از پروتئین ها به نام ORP را به خدمت می گیرد.سپس مشخص شد که ORPS مانند اتصال دهنده ها عمل می کند و در یک سمت به لیزوزوم PtdIns4P و در سمت دیگر به ساختار سلولی به نام شبکه آندوپلاسمی متصل می شود. این ساختار در سنتز پروتئین ها و لیپیدها نقش دارد و مشخص شد که کلسترول و لیپیدی به نام فسفاتیدیل سرین ایجاد می کند که سوراخ هایی را در غشاء ایجاد می کند و کلید فرآیند ترمیم کل لیزوزوم است.
همچنین مشخص شد که فسفاتیدیل سرین پروتئین دیگری به نام ATG2 را فعال می کند که به انتقال لیپیدها به لیزوزوم در مرحله نهایی فرآیند ترمیم کمک می کند. درآزمایش‌های بعدی، تیم ژنی را که آنزیم PI4K2A را کد می‌کند حذف کردند و دریافتند که فیبرهای تاو مرتبط با بیماری آلزایمر اجازه رشد آزاد دارند.
دانشمندان بر این باورند که در افراد جوان و سالم، لیزوزوم‌ها به سرعت از طریق این مسیر ترمیم می‌شوند، اما پیری و بیماری می‌تواند عملکرد آن را به خطر بیندازد و باعث تجمع لیزوزوم‌های شکاف خورده ، تسریع پیری و شروع برخی بیماری‌ها شود. از جمله گام‌های بعدی دانشمندان، آزمایش‌هایی است که بررسی می‌کنند چگونه می‌توان از این مسیر برای محافظت از موش‌ها در برابر ابتلا به آلزایمر استفاده کرد.
تورن فینکل، نویسنده ارشد این مطالعه گفت: «آنچه در مورد این سیستم زیبا است این است که همه اجزای مسیر PITT وجود دارند، اما شناخته شده نبودند که در این توالی یا برای عملکرد ترمیم لیزوزوم برهم کنش داشته باشند. من معتقدم این یافته‌ها پیامدهای زیادی برای مقابله با پیری و بیماری‌های مرتبط با افزایش سن خواهند داشت.»
