بسیاری از فرآیندهایی که ما را زنده نگه می دارند نیز ما را در معرض خطر قرار می دهند. برای مثال، واکنش‌های شیمیایی تولیدکننده انرژی در سلول‌های ما، رادیکال‌های آزاد را نیز تولید می‌کنند – مولکول‌های ناپایدار که الکترون‌ها را از مولکول‌های دیگر می‌دزدند. هنگامی که رادیکال‌های آزاد مازاد تولید می‌شوند، می‌توانند باعث آسیب جانبی شوند و به طور بالقوه باعث ایجاد اختلالاتی مانند سرطان، تخریب عصبی یا بیماری‌های قلبی عروقی شوند.
سلول ها با سنتز آنتی اکسیدان ها، ترکیباتی که رادیکال های آزاد را خنثی می کنند، این مشکل را حل می کنند. در یک مطالعه جدید، دانشمندان راکفلر یک مولکول کلیدی را شناسایی کردند که گلوتاتیون، آنتی اکسیدان اصلی بدن را به داخل میتوکندری سلول، جایی که رادیکال های آزاد به طور انبوه تولید می شود، منتقل می کند. این کشف، منتشر شده در طبیعت، فرصت های جدیدی را برای بررسی استرس اکسیداتیو و اثرات مخرب آن باز می کند.
کیوانچ بیرسوی، استادیار چاپمن پرلمن در دانشگاه راکفلر می‌گوید: با شناسایی ناقل بالقوه، اکنون می‌توانیم میزان گلوتاتیونی را که وارد میتوکندری می‌شود کنترل کنیم و استرس اکسیداتیو را به طور خاص در منبع آن مطالعه کنیم.
شاتل به میتوکندری
برای جلوگیری از استرس اکسیداتیو، سلول‌ها باید سطح رادیکال‌های آزاد و آنتی‌اکسیدان‌ها را در میتوکندری خود، جایی که تولید انرژی در آن اتفاق می‌افتد، متعادل کنند. از آنجایی که گلوتاتیون خارج از میتوکندری، در سیتوزول سلول تولید می‌شود، دانشمندان می‌خواستند بدانند در وهله اول چگونه به این نیروگاه‌های کوچک منتقل می‌شود.
برای روشن کردن این فرآیند، تیم Birsoy بیان پروتئین در سلول‌ها را در پاسخ به سطوح گلوتاتیون کنترل کردند. برسوی می‌گوید: «ما فرض کردیم که گلوتاتیون توسط یک پروتئین ناقل که تولید آن توسط گلوتاتیون تنظیم می‌شود، جابه‌جا می‌شود. بنابراین اگر سطح گلوتاتیون را کاهش دهیم، سلول باید با تنظیم مجدد پروتئین ناقل جبران کند.
تجزیه و تحلیل به SLC25A39 اشاره کرد، پروتئینی در غشای میتوکندری که عملکرد آن تاکنون ناشناخته بود. محققان دریافتند که مسدود کردن SLC25A39 باعث کاهش گلوتاتیون در داخل میتوکندری می شود، بدون اینکه بر سطح آن در سایر نقاط سلول تأثیر بگذارد. آزمایش های دیگر نشان داد که موش ها بدون SLC25A39 نمی توانند زنده بمانند. در حیواناتی که بدون این پروتئین مهندسی شده‌اند، گلبول‌های قرمز خون به‌سرعت در اثر استرس اکسیداتیو به دلیل عدم موفقیت در وارد کردن گلوتاتیون به میتوکندری می‌میرند.
شناسایی ناقل ممکن است به درک بهتر انواع مسیرهای بیماری مرتبط با استرس اکسیداتیو، از جمله مسیرهای مرتبط با پیری و تخریب عصبی منجر شود. بیرسوی می گوید: «این شرایط به طور بالقوه می تواند با تحریک انتقال آنتی اکسیدان به میتوکندری درمان یا پیشگیری شود.
علاوه بر این، تیم اکنون در حال بررسی است که آیا SLC25A39 ممکن است به عنوان یک هدف دارویی برای سرطان، با کمک به القای استرس اکسیداتیو کشنده در سلول‌های تومور، نویدبخش باشد. برسوی می‌گوید: در سرطان، ما می‌خواهیم از ورود آنتی‌اکسیدان‌ها به میتوکندری جلوگیری کنیم و پروتئین ناقل ممکن است راه ما برای انجام این کار باشد.
منبع داستان:
مواد ارائه شده توسط دانشگاه راکفلر. توجه: محتوا ممکن است برای سبک و طول ویرایش شود.