Genom Tənzimləmə Mərkəzi tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

İnsan qaraciyər hüceyrələri hüceyrənin içərisində kollagen damcılarını (yaşıl qruplar) göstərir, TANGO1 (bənövşəyi) tərəfindən yerində saxlanılır və ətrafdakı şəbəkə kimi hüceyrədənkənar kollagen lifləri görünür. Hüceyrə nüvələri mavi rəngə boyanmışdır. Müəllif: Soumya Bhattacharyya / Genom Tənzimləmə Mərkəzi

Barselonadakı Genom Tənzimləmə Mərkəzinin (CRG) yeni bir araşdırmasına görə, dəri, sümük, vətər və orqanları quran zülal olan kollagen, hüceyrələrin içərisində son yarım əsrdə dərsliklərdə görünən uzun, sərt çubuq əvəzinə maye kimi bir damla şəklində mövcuddur.

“Journal of Cell Biology” jurnalında dərc olunan bu tapıntı , insan bədənində ən çox olan və ümumi zülal kütləsinin təxminən üçdə birini təşkil edən zülalın canlı hüceyrələrin içərisində təbii şəkildə necə mövcud olduğunu göstərən ilk birbaşa müşahidədir.

Barselonadakı CRG-də aparılan tədqiqatın baş müəllifi, ICREA-nın tədqiqat professoru Vivek Malhotra izah edir: “Hüceyrənin içərisində kollagenlər, düşünüldüyü kimi, sərt molekullar deyil. Əslində, onlar çox elastikdirlər və bir damla suda yağ kimi maye kondensat forması alırlar”.

Mayeyəbənzər vəziyyət qoruyucu funksiya yerinə yetirə bilər. Kollagenin işi, hüceyrə xaricində olduqdan sonra, toxumaları bir-birinə bağlayan sərt liflərə yığılmaqdır. Hüceyrə daxilində eyni proses fəlakətli olardı.

Malhotra deyir ki, “Bu, hüceyrələrin kollagenlərin hüceyrə daxilində heç vaxt lifli olmamasını təmin etməsinin başqa bir yoludur. Çünki əgər lifli olsaydı, hüceyrəni öldürərdi.”

Bu tapıntı, bədənin əsas struktur tikinti blokunu hüceyrələrin içərisindəki istehsal yerlərindən necə ixrac etdiyinə təsir göstərir. Tədqiqatçılar hüceyrələrin 1980-ci və 1990-cı illərdə aparılan işlər nəticəsində müəyyən edilmiş və 2013-cü ildə Nobel mükafatına layiq görülmüş ənənəvi reseptorlardan və ya veziküllərdən istifadə etməməsini təklif edirlər.

Bunun əvəzinə, onlar “maye ekstruziyası” hipotezini irəli sürürlər ki, bu da kollagenlərin sintez yerindən kapilyar təsir vasitəsilə sekresiya yolunun növbəti hissəsinə keçməsinə imkan verir. Nəzəriyyənin yara sağalması, fibroz və xərçəng üçün mühüm əhəmiyyəti var.

Hüceyrə biologiyasında 60 illik bir tapmaca

Kollagen endoplazmatik retikulum (ER) adlanan hüceyrə bölməsinin içərisində yerləşir. Tədqiqatda xüsusilə hüceyrələrin içərisində 1-ci tip kollagenə çevrilən prokollagen 1 adlanan bir sələf forması araşdırılıb. 1-ci tip kollagen ən çox yayılmış kollagen növüdür və bədənin ümumi kollageninin təxminən 90%-ni təşkil edir.

Mikroskop altında təmizlənmiş kollagen 400 nanometrə qədər uzunluqda ola bilən uzun, sərt bir çubuq kimi görünür. Lakin, zülalları sintez yerindən hüceyrənin xaricinə daşıyan kisəciklər olan veziküllərin diametri cəmi 60-90 nanometrdir.

Kollagenin quruluşu ilk dəfə yarım əsrdən çox əvvəl təsvir edildiyindən bəri, hüceyrə biologiyası sahəsi bu qədər böyük molekulların hüceyrələrdən necə daşınması ilə bağlı suallar ortaya çıxarıb. Yeni cavab budur ki, hüceyrənin içərisində kollagen hələ çubuq deyil. Zülalın kanonik təsviri kollageni yalnız hüceyrələri tərk edib toxumaları bir-birinə bağlayan liflərə yığıldıqdan sonra təsvir edir.

İnsan qaraciyər ulduzşəkilli hüceyrələrinin — kollagen istehsal edən və qaraciyər fibrozunda çapıq əmələ gətirən qaraciyər hüceyrələrinin — yüksək dəqiqlikli canlı hüceyrə görüntüləməsindən istifadə edərək , komanda hüceyrənin içərisindəki kollagenin ətraf mühitlə birləşən, parçalanan və mübadilə edən kiçik damcılara çevrildiyini göstərdi.

Bunların hamısı bir kondensatın, suda yağ damlaları kimi ətraf mühitdən ayrılan zülalların o qədər qatılaşmış bölmələrinin əlamətləridir.

Tədqiqatın ilk müəllifi Sumya Bhattacharyaya görə, hüceyrə biologiyasının əksər hissəsi nüvədəki kondensatlara və sitozoldakı stress qranullarına yönəlmişdir.

Bhattacharyya deyir ki, “Endoplazmatik retikulumun içərisindəki kondensatları yeni anlamağa başlayırıq”.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Kəşf: “Bunun hara aparacağını bilmirdim”

Tapıntılar, Vivek Malhotranın laboratoriyasında postdoktoral tədqiqatçı Dr. Soumya Bhattacharyya tərəfindən 2024-cü ilin may ayında çəkilmiş mikroskopiya şəkillərindən ortaya çıxdı. Bhattacharyya, fibrotik hüceyrələrdə kollagen istehsalı artdıqda nə baş verdiyini öyrənmək üçün qaraciyər hüceyrə sistemindən bir vasitə kimi istifadə edirdi.

“Bunun nəyə gətirib çıxaracağını bilmirdim. Amma nümunələri götürəndə məni heyrətləndirən bu parlaq sferik strukturlar oldu,” deyə Bhattacharyya xatırlayır.

Hüceyrə biologiyası dogmasına meydan oxuyan bir tapıntıya laboratoriyada ilkin reaksiya şübhə ilə qarşılandı.

“Düşündüm ki, bu, bir artefakt olmalıdır”, Malhotra deyir.

Növbəti aylarda komanda endoplazmatik retikulumun içərisində müşahidə etdikləri zülal yığılmasının tullantı olub-olmadığını müəyyən etməli oldu. Hüceyrələr, BiP adlı bir şaperon mərkəzində pis qatlanmış zülalları aşkar etmək və ya onları yenidən qatlamaq və ya məhv olmaq üçün işarələmək üçün mürəkkəb bir sistemə malikdir.

Əgər kollagen damcıları səhv qatlanmış zülal yığınları olsaydı, tədqiqatçılar yüksək səviyyədə BiP aşkar edərdilər. Bunun əvəzinə, damcılarda köməkçi zülalların qarışığı, o cümlədən düzgün qatlanmış kollageni tanıyan şaperonlar var idi.

TANGO1-in rolu

Tədqiqat həmçinin təxminən iyirmi il əvvəl Malhotra laboratoriyası tərəfindən kəşf edilmiş və kollagen ixracı üçün tələb olunduğu bilinən bir zülal olan TANGO1-in funksiyasını da aydınlaşdırır. Tədqiqatçılar TANGO1-i tükəndirdikdə , kollagen damcıları hələ də əmələ gəlmiş, lakin artıq yükün bölmədən çıxdığı ER çıxış yerlərində yerləşməmişdi. Kollagen ifrazı da müvafiq olaraq azalmışdır.

Kəşf, TANGO1-in ənənəvi yük reseptoru kimi deyil, ixrac yerində damcını saxlayan bir lövbər nöqtəsi kimi çıxış etdiyini göstərir. Müəlliflər kollagenin daha sonra maye damcının çıxış yerinə yapışdığı və oradan axdığı islanma adlanan fiziki bir proseslə hüceyrəni tərk etdiyini irəli sürürlər.

Malhotra bu köçürmə üçün iki mümkün fiziki mexanizm təklif edir.

“Təsəvvür edin ki, maye ilə doldurulmuş, başlığı olan rezin topunuz var. Onu sıxırsınız, mayeni bu kiçik dəlikdən çıxmağa məcbur edirsiniz. Mexanizm budurmu? Yoxsa maye kapilyar qüvvələr tərəfindən yüksəlir, eynilə bitkilərdə qida maddələri kapilyar hərəkətlə cazibə qüvvəsinə qarşı yuxarı axdığı kimi?”

Təklif olunan maye ekstruziya mexanizmi model olaraq qalır, lakin ixrac mexanizminin birbaşa vizuallaşdırılması üçün növbəti təcrübələr artıq davam edir. Komanda həmçinin canlı toxumada tapıntıları təsdiqləmək üçün xarici tərəfdaşlarla əməkdaşlıqda siçan modeli hazırlamağı planlaşdırır.

Fibroz və xərçəng üçün təsirləri

Əgər model təsdiqlənərsə, işin qaraciyər, ağciyər və dəri fibrozu da daxil olmaqla, artıq kollagen ifrazının mərkəzi rol oynadığı bir neçə patoloji vəziyyətə, eləcə də şişlərin kimyaterapiyadan və immun sistemindən qorunmaq üçün istifadə etdiyi sıx matrisə təsir göstərməsi üçün nəticələri olacaq.

Malhotra deyir ki, “Xərçəngin əsas problemlərindən biri hüceyrələrin hüceyrədənkənar matrisə o qədər çox kollagen və digər zülal ifraz etməsidir ki, bu komponentlərdən ibarət bir qabıqda gizlənir və kimyəvi və immunorefrakter hala gəlirlər, yəni kimyəvi terapevtiklər və ya immun sistemi tərəfindən görülmürlər”, Malhotra deyir.

“İnsanlar bu toxuma sementini qırmağın yollarını tapmağa çalışırlar və tədqiqatımız bu strategiyaları məlumatlandırmağa kömək edə bilər”, – deyə o əlavə edir.

Təklif olunan kollagen ifrazı modeli, yükün çıxış yerində tutulmasının qarşısını almaq üçün TANGO1-i parçalamaq və ya yükün düzgün təşkil olunmasının qarşısını almaq üçün kondensatın özünü həll etmək kimi yeni strategiyaların araşdırmağa dəyər ola biləcəyini göstərir.