میتوکندریها ساختارهای بسیار کوچکی درون سلولها هستند که انرژی لازم برای حرکت، رشد و حفظ سلامت بدن را تولید میکنند. از آنجا که نیازهای انرژی همواره در حال تغییر است، میتوکندریها باید فعالیت خود را به طور مداوم تنظیم کنند تا با این نیازها هماهنگ بمانند. این توانایی تا حدی به مواد مغذی در دسترس سلول وابسته است. با این حال، تا مدتها دانشمندان درک دقیقی از اینکه مواد مغذی چگونه بر فرآیند تنظیم انرژی تأثیر میگذارند، نداشتند.
اکنون گروهی پژوهشی به سرپرستی پروفسور دکتر تورستن هوپه از مؤسسه ژنتیک دانشگاه کلن و خوشه پژوهشی برتر CECAD در حوزه تحقیقات سالمندی، مسیر زیستی جدیدی را شناسایی کرده است که نشان میدهد اسید آمینه لوسین چگونه عملکرد میتوکندریها را تقویت میکند. یافتههای این پژوهش نشان میدهد لوسین با تثبیت پروتئینهای مهم غشای خارجی میتوکندری، توانایی این اندامک را در تولید انرژی افزایش میدهد. این مطالعه با عنوان «لوسین با جلوگیری از تخریب پروتئینهای غشای خارجی میتوکندری، تنفس میتوکندریایی را تطبیق میدهد» در مجله Nature Cell Biology منتشر شده است.
چگونه لوسین به تولید انرژی کمک میکند
لوسین یکی از اسیدهای آمینه ضروری است؛ به این معنا که بدن قادر به ساخت آن نیست و باید از طریق تغذیه تأمین شود. این اسید آمینه در فرآیند ساخت پروتئین نقش کلیدی دارد و در مواد غذایی غنی از پروتئین مانند گوشت، لبنیات و حبوباتی همچون لوبیا و عدس به وفور یافت میشود. پژوهشگران دریافتهاند که لوسین به محافظت از برخی پروتئینهای موجود در غشای خارجی میتوکندری در برابر تجزیه شدن کمک میکند. اهمیت این پروتئینها در این است که مولکولهای متابولیک را برای تولید انرژی به داخل میتوکندری انتقال میدهند. با حفظ این پروتئینها، لوسین امکان فعالیت کارآمدتر میتوکندری و در نتیجه افزایش تولید انرژی در سلول را فراهم میکند.
دکتر چیاوچو لی، نویسنده اول این پژوهش گفت: «ما از این که وضعیت تغذیهای سلول، بهویژه سطح لوسین، مستقیماً بر تولید انرژی اثر میگذارد، شگفتزده شدیم. این سازوکار موجب میشود سلولها در دورههایی که مواد مغذی فراوان است، به سرعت با افزایش نیاز انرژی سازگار شوند.»
این پژوهش همچنین نشان داد که پروتئینی به نام SEL1L نقش مهمی در این فرایند دارد. SEL1L بخشی از سیستم کنترل کیفیت سلول است که وظیفه شناسایی و حذف پروتئینهای معیوب یا نادرست تاخوردهشده را بر عهده دارد. به نظر میرسد لوسین فعالیت SEL1L را کاهش میدهد، که این امر موجب کاهش تجزیه پروتئینهای میتوکندری و بهبود عملکرد آن میشود. دکتر لی گفت: «تنظیم سطح لوسین و SEL1L میتواند راهبردی برای افزایش تولید انرژی باشد. با این حال، باید با دقت عمل کرد. SEL1L نقش حیاتی در جلوگیری از تجمع پروتئینهای آسیبدیده دارد که این موضوع برای سلامت طولانیمدت سلول ضروری است.»
پیامدهای گستردهتر برای سلامت و بیماری
برای بررسی تأثیرات وسیعتر این یافتهها، پژوهشگران این فرایند را در ارگانیسم مدل Caenorhabditis elegans مورد مطالعه قرار دادند. آنها دریافتند که اختلال در متابولیسم لوسین میتواند عملکرد میتوکندری را مختل کرده و حتی منجر به مشکلات باروری شود. هنگامی که این گروه سلولهای سرطان ریه انسان را بررسی کردند، مشخص شد برخی جهشهایی که بر متابولیسم لوسین اثر میگذارند، در واقع به سلولهای سرطانی کمک میکنند تا زنده بمانند؛ موضوعی که عامل مهمی برای تدوین راهبردهای آینده درمان سرطان به شمار میرود.
این یافتهها نشان میدهد مواد مغذی که مصرف میکنیم فراتر از تأمین انرژی بدن عمل میکنند؛ آنها به طور فعال بر چگونگی تولید انرژی در داخل سلولها تأثیر میگذارند. با روشن شدن نحوه تأثیرگذاری لوسین بر سوختوساز میتوکندری، این پژوهش مسیرهایی بالقوه برای درمان بیماریهایی که با کاهش تولید انرژی همراهاند، از جمله سرطان و اختلالات متابولیک، معرفی میکند.
منبع خبر : sciencedaily.com
نظرات کاربران