جرد

يعتبر الكالسيوم من أهم المعادن في جسم الإنسان، ويتم التحكم بمستواه في خلايا الجسم بشكل محكم. تحتاج الخلية إلى أيونات الكالسيوم للقيام بالعديد من العمليات الأساسية، بما في ذلك، من بين أمور أخرى، نمو الخلايا، ونقل الإشارات العصبية، وتقلص العضلات، وتكوين العظام، وعملية الإخصاب.

يعتبر الكالسيوم من أهم المعادن في جسم الإنسان، ويتم التحكم بمستواه في خلايا الجسم بشكل محكم. تحتاج الخلية إلى أيونات الكالسيوم للقيام بالعديد من العمليات الأساسية، بما في ذلك، من بين أمور أخرى، نمو الخلايا، ونقل الإشارات العصبية، وتقلص العضلات، وتكوين العظام، وعملية الإخصاب. لذلك، من الضروري الحفاظ دائمًا على تركيز منخفض ولكن ثابت من أيونات الكالسيوم داخل الخلايا. إن التغيرات في تركيزات الكالسيوم -كما أصبح واضحا- قد تؤدي إلى اضطرابات في وظيفة الخلايا، والتسبب في أمراض مختلفة. وبالتالي، على سبيل المثال، يؤدي التركيز العالي جدًا لأيونات الكالسيوم في الخلايا العصبية إلى موتها، مما قد يسبب أمراضًا تنكسية عصبية. بالإضافة إلى ذلك، يعتقد العلماء أن الخلل في مستويات الكالسيوم يرتبط بأنواع مختلفة من السرطان وأمراض القلب والأوعية الدموية. وقد اكتشف البروفيسور إيتان روفاني، من قسم الكيمياء الحيوية في المعهد، مؤخراً دور بروتين جديد، يشارك في عملية التحكم وموازنة مستوى الكالسيوم في الخلية.

للتأكد من وجود إمدادات كافية ومتاحة من أيونات الكالسيوم في الخلية، ولمنع "القفزات" غير المنضبطة في تركيزها في الخلية، يتم تخزين الكالسيوم في مخازن خلوية - وهو نوع من الفقاعات المغلفة بالغشاء. تعرف هذه المستودعات كيفية تجديد المخزون الموجود فيها بمجرد أن يبدأ في النفاد. ولكن كيف تعرف الخلية بالضبط مقدار الكالسيوم الذي يجب أن تطلبه؟ وقد عرف العلماء حتى الآن جزيئين يشاركان في التحكم في عملية دخول الكالسيوم إلى الخلية وتخزينه في مخازنه. يقوم أحد الجزيئات، STIM، بإجراء "جرد المخزون" في المستودعات، ويكشف عن انخفاض في كمية الكالسيوم. في هذه الحالة فإنه يقدم تقاريره إلى الجزيء الثاني - أوراي. هذا الجزيء هو في الواقع قناة بروتينية انتقائية لأيونات الكالسيوم، الموجودة على غشاء الخلية. بعد إرسال إشارة جزيء STIM، تفتح القناة، وتتدفق أيونات الكالسيوم إلى الخلية، ويتم تخزينها في المخازن. لكن يغيب عن الصورة عنصر أساسي آخر: ما هو العامل الذي يتحكم في إغلاق الترع، وبالتالي منع طفح المستودعات، وتسرب محتوياتها إلى الخارج؟ حدد البروفيسور روفاني، مع أعضاء مجموعته راز بيلتي وآدي ريفا وإيدو كامينسكي وروث ميلر، بروتينًا جديدًا يساعد في التحكم في آلية تخزين الكالسيوم - وهو اكتشاف نُشر مؤخرًا في المجلة العلمية Cell. ويبدو أنه عندما تفتح قنوات أوراي، يقوم البروتين الجديد، المسمى SARAF، بتثبيط نشاط STIM تدريجيًا، مما يؤدي إلى إغلاق القنوات بطريقة خاضعة للرقابة.

وعندما قام العلماء بإيقاف نشاط البروتين المثبط، باستخدام أساليب الهندسة الوراثية، تراكم الكالسيوم الزائد في الخلية، مما تسبب في حدوث خلل في العمليات المختلفة في الخلية. التشخيص الآخر للباحثين هو أن البروتين المثبط، SARAF، يتحرك مع STIM إلى غشاء الخلية (حيث توجد القنوات) - مما يوفر دليلًا إضافيًا على أن هذا البروتين متورط بالفعل في تثبيط STIM.

الخلايا التي تعبر عن بروتين SARAF (ملطخة بعلامة الفلورسنت الحمراء)، والخلايا التي تعبر عن STIM1 (ملطخة بعلامة الفلورسنت الخضراء). والصورة الصحيحة، التي يظهر فيها البروتينان، تظهر أنهما موجودان معًا

على الرغم من عدم وجود دليل مباشر على وجود صلة بين طفرات SARAF والأمراض لدى البشر، فقد حددت الدراسات الحديثة بروتين SARAF كمؤشر حيوي يشارك في أمراض مثل سرطان البروستاتا، ومرض الزهايمر، واختلال عضلة القلب - جميع الأمراض التي تتميز بمستويات غير طبيعية من الكالسيوم في الخلايا.

البروفيسور روفيني: "يتم إنتاج بروتين ساراف في جميع خلايا الجسم، لكن مستواه مرتفع بشكل خاص في خلايا الجهاز المناعي وخلايا الدماغ. ما زلنا لا نعرف بالضبط ما يفعله هناك وكيف يعمل، وهذه هي مهامنا لمزيد من البحث.

يتم تمييز بروتين SARAF بالبروتين الفلوري الأخضر. ويتكثف اللون مع اقتراب البروتين من غشاء الخلية