یک مخمر را گرسنه نگه دارید، طول عمر آن را شیرین کنید: مکانیسم‌های مولکولی تولید قند و طول عمر را به هم مرتبط می‌سازند

محققان جان هاپکینز یک پیچش بیوشیمیایی انرژی‌زای جدید در تعیین طول عمر سلول‌های مخمر کشف کرده‌اند که برای طول عمر آنقدر ارزشمند است که احتمالاً در انسان نیز عمل می‌کند.

یافته های آنها که در شماره 20 مارس Cell منتشر شد، نشان می دهد که ساخت گلوکز به شدت تحت تأثیر یک مجتمع آنزیمی بزرگ است که قبلاً برای تثبیت DNA آسیب دیده شناخته شده است و ظاهراً از طریق یک فرآیند شیمیایی رایج - استیلاسیون بر طول عمر مخمر تأثیر می گذارد..

در یک سری آزمایشات، تیم هاپکینز نشان داد که وقتی به طور مداوم استیله می شود، به اصطلاح کمپلکس آنزیمی NuA4 باعث می شود سلول های مخمر بیشتر از آنچه در شرایط عادی زندگی می کنند، زندگی کنند.

این تیم سلول‌های مخمر را اصلاح ژنتیکی کردند و یکی را برای تقلید از شکل دائمی استیله آنزیم و دیگری برای تقلید از شکل دائماً استیله‌زدایی شده طراحی کردند. سپس آنها این دو جهش یافته را با سلولی مقایسه کردند که هیچ چیز از نظر ژنتیکی در آن تغییر نکرده بود. آنها دریافتند که شکل دائماً استیله شده سلول مخمر می تواند تا 20 درصد بیشتر از سلول بدون استیله زنده بماند و شکل دائمی استیله زدایی شده در مقایسه با سلول بدون تغییر 80 درصد کاهش در طول عمر خود دارد.

هنگ ژو، استادیار فارماکولوژی و علوم مولکولی در دانشگاه جانز، توضیح می‌دهد: «از آنجایی که کمپلکس NuA4 در بین گونه‌ها بسیار حفاظت شده است، آنچه در مخمرها یافتیم به انسان نیز ترجمه می‌شود. دانشکده پزشکی دانشگاه هاپکینز. او افزود: «آنچه که ما در مورد طول عمر مخمر فاش کرده‌ایم، شاید روزی بتواند به سلامت انسان ترجمه شود.»

با استفاده از یک تراشه پروتئوم مخمر - یک اسلاید شیشه ای حاوی 5،800 یا بیش از 80 درصد پوشش تمام پروتئین های کدگذاری شده با مخمر - محققان در امتداد این رشته از پروتئین ها شکار کردند تا اهداف مولکولی خاصی از کمپلکس NuA4 را پیدا کنند..

با تجزیه و تحلیل تراشه پروتئوم مخمر و توجه به اینکه کدام پروتئین ها دارای یک گروه استیل پس از افزودن NuA4 به آنها چسبیده بودند، تیم بیش از 90 هدف احتمالی را شناسایی کرد. برای اینکه بفهمند کدام یک از اینها به طور طبیعی استیله می شود، تیم یک مجموعه تصادفی از 20 تا را برای آزمایش بیشتر انتخاب کرد و در نهایت 13 مورد را به عنوان اهداف کمپلکس NuA4 تایید کرد.

بیش از گسترش فهرست اهداف شناخته شده از سه به 13، این تیم اولین شواهدی را ارائه کردند که نشان می‌دهد استیلاسیون فعالیت آنزیمی به نام Pck1p را که برای تولید قند در مخمر و احتمالاً سلول‌های انسانی حیاتی است، کنترل می‌کند. این آنزیم نیز توسط آنزیم Sir2 کنترل می شود که گروه استیل را حذف می کند. Sir2 به شدت در پیری و تعدادی از بیماری ها توسط مطالعات اخیر در پستانداران نقش دارد.

"عملکرد جدیدی که ما برای Pcklp شناسایی کردیم تنظیم تولید گلوکز است، کاری که همه سلول ها برای زنده ماندن در شرایط گرسنگی انجام می دهند."

که توسط برنامه نقشه راه انستیتوی ملی سلامت تامین می شود، این مطالعه بین رشته ای شامل بیوشیمی، پروتئومیکس، ژنتیک و زیست شناسی محاسباتی محصول مرکز زیست شناسی بالا، یا مرکز HiT، موسسه جانز هاپکینز برای علوم پایه زیست پزشکی است..

علاوه بر هنگ زو، نویسندگان مقاله عبارتند از: یو-یی لین، جین-یینگ لو، شنگ-سه تائو، جون وان، جیانگ کیان و جف دی. بوکه، همه از دانشکده های دانشگاه جان هاپکینز دارو؛ Junmei Zhang و Yingming Zhao از مرکز پزشکی UT Southwestern; و شلی ال. برگر، وندی والتر و وی وی دانگ از موسسه Wistar.