اخبار علمی, مطالب
شباهت شگفت انگیز پروتئین های غشایی باکتری با انسان
سلول های موجودات ساده مانند باکتریها و همچنین سلول های انسانی توسط غشایی احاطه شده اند که وظایف مختلفی از جمله محافظت از سلول در برابر استرس را انجام می دهد. در یک پروژه مشترک ، تیم هایی از دانشگاه Johannes Gutenberg Mainz (JGU) و Forschungszentrum Jülich ، با مشارکت دانشگاه هاینریش هاینه دوسلدورف (HHU) اکنون کشف کرده اند که یک پروتئین غشایی موجود در باکتری ها ساختار و عملکرد مشابه گروهی از پروتئین ها دارد که مسئول بازسازی غشای سلولی در انسان هستند. قبل از این هیچ ارتباطی بین دو گروه پروتئین شناخته نشده بود. کارهای تحقیقاتی این تیم اخیراً در مجله Cell منتشر شده است.
سیستم پروتئین های شوک فاژی یا PSP تقریباً 30 سال پیش در باکتری ها کشف شد. در آن زمان مشخص شد که این یک پاسخ باکتری اشرشیاکلی در برابر عفونت با ویروس های خاصی به نام باکتریوفاژ است. بعدا مشخص شد که عملکرد آن در محافظت از غشای سلولی در برابر استرس های سلولی بیش از پاسخ خاص به عفونت باکتریوفاژ است. استرس اسمزی ، گرما ، سموم سلول یا نقص در غشا نیز می تواند واکنش استرس را تحریک کند.
پروفسور دیرک اشنایدر ، رئیس گروه پروتئین های غشایی در JGU ، توضیح داد: “امروز ، ما می دانیم که سیستم Psp در پاسخ به انواع مختلف تنش غشایی فعال می شود. با این حال ، چندین جزئیات مولکولی همچنان گیج کننده است.” “به همین دلیل ما تصمیم گرفتیم از نزدیک پروتئین های اصلی سیستم Psp را بررسی کنیم.” او به همراه تیم خود به تازگی کشف کرده است که چگونه Psp IM30 برای مقابله با استرس غشایی یک ساختار محافظ مانند بر روی غشای سلولی ایجاد می کند.
دانشمندان در کار جدید خود پروتئین شوک فاژ (PspA) را که نقشی اساسی در سیستم Psp دارد بررسی کردند. آنها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی، نحوه تشکیل PspA درتولید لوله های بلند و مارپیچی شکل مشاهده کردند که می تواند یک غشای زیستی را در حفره داخلی محصور کند. تصاویر با وضوح بالا اکنون برای اولین بار نشان می دهد که چگونه PspA غشاهای منفرد را به واحد های بزرگتر تغییر شکل می دهد و یا حتی واسطه ای برای تشکیل ساختارهای غشایی جدید می شود.
در زیر میکروسکوپ ، محققان توانستند ساختار PspA را تشخیص دهند. ساختار پروتئین برای عملکرد آن ضروری است و نقص در ساختار می تواند عملکرد پروتئین را مختل کند. ساچس گفت: “در زیر میکروسکوپ ، فهمیدیم که PspA ساختاری شبیه پروتئین های ESCRT-III دارد که آزمایشگاه ما قبلاً روی آن کار کرده بود. . “پس از میلیاردها سال ، دو گروه پروتئین که تاکنون از نظر ژنتیکی از هم جدا شده اند اکنون شباهت آنها فقط بر اساس ساختار آنها قابل تشخیص است.”
پروتئین های ESCRT-III در تمام موجودات زنده با هسته سلول واقعی ، از جمله سلول های انسانی یافت می شوند. در اینجا ، مجتمع های پروتئینی ESCRT-III در بازسازی و ترمیم غشای سلول نقش دارند اما در تعدادی از فرآیندهای سلول دیگر نیز نقشی اساسی دارند. در باکتری ها ، هیچ پروتئین از خانواده ESCRT-III قبلا شناخته نشده بود. اشنایدر گفت: “بنابراین ، PspA و ESCRT-III به همان گروه پروتئین ها تعلق دارند. این دو وظیفه مشابهی را در غشای داخل سلول انجام می دهند.”
