قد يتبين أن المعلومات الجديدة حول بروتينات الإشارة، المعروفة باسم بروتينات G، مهمة للغاية في مكافحة أمراض مثل عيوب القلب والتنكس العصبي والسرطان.
معلومات جديدة عن بروتينات الإشارة، والتي تسمى بروتينات G (دخول ويكيبيديا) قد يكون مهمًا للغاية في مكافحة أمراض مثل عيوب القلب والتنكس العصبي والسرطان. لعقود عديدة، كان العلماء يتساءلون "كيف يتم نقل بروتينات الإشارة وتنظيمها في مجمعات محددة في الخلية؟". ويقدم الباحثون في مجالات علم النانو الآن معلومات جديدة لحل هذه المشكلة.
"لقد بدأنا الآن في فهم كيفية التعرف على بروتينات الإشارة ونقلها إلى مناطق معينة من الخلية والحصول على فهم أوضح لآلية العمليات الخلوية المهمة مثل إشارات الخلية والنمو. "يمكن استخدام هذه المعرفة المهمة في المستقبل لفهم أمراض مثل الاكتئاب والزهايمر وعلاجها"، يوضح البروفيسور ديميتريوس ستامو، الذي قاد هذا البحث.
تعتمد الخلايا في الجسم بشكل كامل على قدرتها الانتقائية على نقل البروتينات وتوطينها في مناطق معينة. إن الفرضيات السابقة، التي أشارت إلى أن البروتينات تتحرك في الخلايا من خلال التعرف على المكونات النانوية في الغشاء المحيط بها، والمعروفة أيضًا باسم جمع الدهون، أصبحت الآن موضع جدل حاد. إلا أن باحثين من مركز علوم النانو بجامعة كوبنهاجن اكتشفوا آلية غير معروفة تعتمد على شكل غشاء الخلية، وتم نشرها في المجلة العلمية Nature Chemical Biology.
مثل جميع المواد الأخرى، تتشقق أغشية الخلايا نتيجة انحناءها. ومع ذلك، فإن غشاء الخلية له خاصية فريدة: الانحناء أكثر فأكثر لا يؤدي إلى حدوث شقوق أكبر، بل كمية أكبر من الشقوق ذات الحجم نفسه. وتبين أن عددًا من البروتينات المهمة "تفضل" الارتباط بهذه الشقوق وبالتالي تصبح الأجزاء المنحنية من الغشاء مكانًا جيدًا "للالتقاء" لتجتمع معًا لأداء مهام معقدة تتطلب النشاط المشترك للعديد من البروتينات المختلفة. .
"لقد فوجئنا عندما وجدنا أن عدد الشقوق في الغشاء يحدد عدد البروتينات التي سترتبط. وحتى الآن، كان الباحثون في هذا المجال يعتقدون أن العامل الحاسم هو قدرة البروتينات وميلها إلى الارتباط بالغشاء، وهو المفهوم المعروف باسم الألفة. "نتائجنا تتعارض مع هذه الفرضية" ، يلاحظ أحد الباحثين.
وتتحرك البروتينات داخل الخلايا في حويصلات صغيرة، وهي نوع من فقاعات الصابون، مثل الخلايا نفسها، محاطة بقشرة. قام الباحثون بإعداد حويصلات بأحجام مختلفة في المختبر واختبروا عدد أنواع البروتينات المختلفة التي يمكن أن ترتبط بأغشيتها. واكتشفوا أنه كلما صغر حجم الحويصلة وزاد انحناء القشرة، زاد عدد الشقوق، ونتيجة لذلك، يمكن ربط المزيد من البروتينات، نسبة إلى وحدة المساحة.
"بمجرد أن أدركنا أن العامل الأكثر حسماً في ملاحظاتنا هو بنية الغشاء، اعتقدنا على الفور أننا ربما وجدنا آلية عامة يمكن أيضًا تكييفها مع أنواع أخرى من البروتينات إلى جانب تلك التي درسناها. بعد ذلك، قمنا بعد ذلك بدراسة بروتينات G وهي بروتينات إشارة مهمة مرتبطة بغشاء الخلية بطرق مختلفة عن طريق "مرساة" دهنية. ويوضح أحد الباحثين أن النتائج التي توصلنا إليها أثبتت أن الآلية عامة بالفعل.
يؤكد الباحث الرئيسي: "إن اكتشاف الأهمية الهائلة لبنية الغشاء في ترسيم مئات بروتينات الإشارة المهمة أمر ضروري لفهمنا للعديد من العمليات البيولوجية، والتي يرتبط الكثير منها بشكل مباشر بالأمراض الشائعة".
