Bir fabrikdə və ya ofisdə çalışan işçilər kimi, hüceyrədəki zülallar da işlərini yerinə yetirmək üçün lazımi bölmədə olmalıdırlar. Lakin elm adamları hələ də hüceyrənin təşkilinin tam xəritəsini tərtib etməmiş, böhran və ya dəyişiklik zamanı bu hüceyrə “işçilərinin” necə təyin oluna biləcəyini müəyyən etməmişdir. Məsələn, bir virusun düşmən tərəfindən ələ keçirilməsi hüceyrənin zülallarını yeni stansiyalara göndərə bilər ki, onlar ya patogenin məqsədlərinə xidmət edə bilər, ya da infeksiyaya müqavimət göstərməyə çalışarkən hüceyrəyə kömək edə bilər.

Dekabrın 31-də Cell -də təsvir edilən və Chan Zuckerberg Biohub San Francisco-da (CZ Biohub SF) multidissiplinar komanda tərəfindən işlənib hazırlanmış yeni üsul bütün hüceyrə üzrə məkan təşkilatını misli görünməmiş təfərrüat səviyyəsində ələ keçirir. Onların yanaşması insan hüceyrəsinin təxminən 10.000 növ zülalının əksəriyyətini orqanoidlərə və onları ehtiva edən digər bölmələrə görə xəritələşdirir və hüceyrələrimizin necə qurulduğunu anlamaq üçün mühüm istinad verir. Komanda həmçinin bu zülalların bir hissəsinin viral infeksiya zamanı necə yerdəyişməsini xarakterizə etmək üçün öz metodunu tətbiq etdi.

Yeni iş Nature Methods jurnalı tərəfindən 2024-cü ildə “İlin Metodunu” adlandırılan “məkan proteomikası”nın bir nümunəsidir . Məkan proteomikası zülalların hüceyrələrdə və toxumalarda yerləşdiyi yerlərin ətraflı xəritələrini quraraq onların necə fəaliyyət göstərdiyinə dair anlayışımızı artırmaq məqsədi daşıyır.

Tədqiqatçılar adətən dəyişən şəraitə uyğunlaşmaq üçün hüceyrə zülalları “işə götürdüyü” və ya “yandırdığı” üçün xüsusi zülalların və ya onların prekursor mRNT molekullarının miqdarında artım və ya azalma axtararaq hüceyrə reaksiyalarını öyrənirlər. Məqalədə bildirilən eksperimentlərdə zülalların yerləşdiyi yerdəyişmələr onların bolluğundakı dəyişikliklərdən çox asılı olmayaraq baş verdi – bu, ənənəvi yanaşmanın hüceyrənin reaksiyasının yalnız bir hissəsini əhatə etdiyini göstərir.

Hüceyrədaxili Memarlıq qrupunun rəhbəri və direktoru baş müəllif Manuel Leonetti, “Xəstəlik zamanı hüceyrələrdə baş verənlər haqqında tam təsəvvür əldə etmək istəyiriksə, təkcə bolluğun ölçülməsi haqqında deyil, həm də məkan təşkilindəki dəyişikliklər haqqında düşünməliyik” dedi. CZ Biohub SF-də sistem biologiyası.Oyna

00:0000:08SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1736489006&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-01-scientists-comprehensive-protein-human-cells.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMxLjAuNjc3OC4yNjYiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMS4wLjY3NzguMjY2Il0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMS4wLjY3NzguMjY2Il0sWyJOb3RfQSBCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1736489006621&bpp=1&bdt=56&idt=158&shv=r20250108&mjsv=m202501030301&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1736488723%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1736488723%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1736488723%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=5427234009414&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=2580&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31088580%2C42532524%2C95349404%2C31089638%2C95347432&oid=2&pvsid=3239969071539508&tmod=2063553819&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=162

Bir hüceyrə, 19 bölmə, minlərlə zülal

Hüceyrələrimizin hər biri təxminən 10.000 növ zülaldan ibarətdir. Tədqiqatçılar çoxdan mikroskopun obyektivləri altında bu zülalların az sayda mövqelərini izləmək qabiliyyətinə sahibdirlər. Bununla belə, hüceyrənin müxtəlif şərtlərə uyğunlaşdığı üçün onların yerlərinin necə dəyişdiyini izləmək bir yana, hüceyrədəki yerlərinin tam əhatəsini əldə etmək daha çətin olaraq qalır.

Əvvəlki işdə Leonettinin komandası ilkin şərtlər altında 1300-dən çox növ zülalın dəqiq hüceyrə yerini təyin etmək üçün mikroskopiyadan istifadə edən OpenCell adlı platforma hazırlayıb. Lakin zülalların yerini daha geniş miqyasda və müxtəlif hüceyrə vəziyyətlərində müəyyən etmək üçün onlara yeni bir yanaşma lazım idi.

Xüsusi zülalların yerini dəqiq müəyyən etməyə diqqət yetirmək əvəzinə, onların yeni yanaşması olan Organelle Profiling onları hüceyrə orqanoidlərinin, onun maye daxili hissəsinin (sitozol) və digər daxili strukturların tərkib hissəsi kimi nəzərdən keçirir. Yeni araşdırmada onlar bütün hüceyrəni ümumi hesab edən 19 belə bölməyə unikal molekulyar etiketlər əlavə etdilər.

Etiketləmədən sonra, daxili strukturları toxunulmaz saxlayarkən, dar bir şpris vasitəsilə hüceyrələri zorla açdılar. Etiketləri tanımaq üçün hazırlanmış antikorlardan istifadə edərək, onların zülal tərkibini kütləvi spektrometriya ilə təyin etməzdən əvvəl ayrı-ayrı bölmələri çıxardılar , bu birləşmələri elektrik yükü və kütləsi əsasında müəyyən edən analitik üsuldur.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Bu bölmələrin içərisindən onlar 8000-dən çox unikal zülal növünün nisbi yerini müəyyənləşdirib təhlil etdilər. İş böyük müəllif Coş Eliasın rəhbərlik etdiyi CZ Biohub SF-nin Kütləvi Spektrometriya platforması ilə sıx əməkdaşlıq şəraitində həyata keçirilib.

Eyni növ zülal bir neçə bölmədə görünə bilər, bəzi hallarda bir az orqanoid qonşu bölmə ilə birlikdə çıxarıldıqda zəif görünür. Daha sonra komanda oxşar profillərə malik zülalları axtarıb. Təhlillərində onlar oxşar zülalları birləşmiş hesab edən bir şəbəkə qurdular ki, bu da ayrı-ayrı bölmələri – endoplazmatik retikulum, sitozol, mitoxondriya və s.-ni təyin edən yaxşı təsvir edilmiş zülal qruplarının yaranmasına səbəb oldu.

Bəzi zülalların bölmələri birləşdirən əhəmiyyətli əlaqələri var idi. CZ Biohub SF-nin baş hesablama bioloqu Duo Peng’in sözlərinə görə, tədqiqatçıların bölmə sərhədlərində yerləşdiyi kimi şərh etdiyi bu zülallar bölmələrin hüceyrəni dəstəkləmək üçün birlikdə işləməsinə kömək edir.

“Əvvəlki texnologiyaların əksəriyyətində zülalları orqanellələrin interfeysində həll etmək çox çətindir, lakin bizimkilər bunu çox yaxşı edir” dedi məlumatların təhlilinə rəhbərlik edən yeni məqalənin birinci müəllifi Penq .

Nəhayət, komanda zülalları bir-biri ilə əlaqələrinə görə təşkil edən bir xəritə yaratdı – bütün hüceyrəni əhatə edən yüksək keyfiyyətli görünüş. Bu xəritəni zülallar haqqında əvvəllər toplanmış məlumatlarla müqayisə etdikdə, bunun çox yaxşı uyğunlaşdığını gördülər.

“Əslində gözəl olan odur ki, bizim metodumuz kifayət qədər az sayda təcrübə ilə çoxlu məlumat təmin edə bilir. Bu, güclüdür, çünki şərtlər dəyişdikdə hüceyrənin özünü necə dəyişdirdiyini asanlıqla müqayisə etməyə imkan verir” dedi Leonetti.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=809300024&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1736489043&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-01-scientists-comprehensive-protein-human-cells.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMxLjAuNjc3OC4yNjYiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMS4wLjY3NzguMjY2Il0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMS4wLjY3NzguMjY2Il0sWyJOb3RfQSBCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1736489006621&bpp=1&bdt=62&idt=209&shv=r20250108&mjsv=m202501030301&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1736489040%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1736489040%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1736489040%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0%2C750x188%2C1005x124&nras=2&correlator=5427234009414&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=4714&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=957&eid=31088580%2C42532524%2C95349404%2C31089638%2C95347432&oid=2&psts=AOrYGsl84dd9RnEvrZHfxr03SnxsFrz7Mri7IsVDFtBhwbKpO1Th7VAZ5zlZYdeG7_JT1IObSe-QavWwpxlLu7Ozyf9g4cdT%2CAOrYGskTeqRFwY-L2wNveZ8NYV-DwojWZfR5oa6ffPDhkA7621BWX0J6gIWutdoGJcdHbDAm9iHO-L9aYqjSGgJujv1PrGSGwAJ5H7HY5jc_-SzS8L-FtA&pvsid=3239969071539508&tmod=2063553819&uas=3&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=3&fsb=1&dtd=36546

Köçürülmənin aşkarlanması

Hüceyrələrin dəyişikliklərə cavab olaraq özlərini daxili olaraq necə yenidən konfiqurasiya edə biləcəyini növbəti dəfə görmək üçün komanda hüceyrələri soyuqdəyməyə səbəb olan bir koronavirus olan OC43-ə məruz qoydu, sonra Organelle Profiling analizini təkrarladı. Bu, iki fərqli yerdəyişməni ortaya qoydu: 633 növ zülal köçürüldü, yəni onların hüceyrə xəritəsindəki digər zülallarla əlaqələri əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdi. Bu arada, 429 növ zülalın ümumi bolluğu artıb və ya azalıb. Ancaq komandanın təəccübünə görə, yalnız 54-ü hər iki növ dəyişikliyə məruz qaldı.

Leonettinin Biohub qrupunun əməkdaşı olarkən layihəyə rəhbərlik edən ilk müəllif Marco Hein deyir ki, bu iki növ dəyişikliyin nə qədər az üst-üstə düşməsi onu heyrətə salıb.

İndi Maks Perutz Laboratoriyalarında öz qrupuna rəhbərlik edən Hein, “Zülalın yerləşdiyi yerə baxsaq, həqiqətən də, daha asan olanı etsəydik və yalnız zülal bolluğunu ölçsək mümkün olmayacaq konseptual olaraq fərqli bir məlumat əldə edirik” dedi. Vyana, Avstriya.

OC43 infeksiyasından sonra yerdəki dəyişikliklər əsas biologiyaya yeni ipucular verdi. Xüsusilə, ferroptoz adlanan proqramlaşdırılmış hüceyrə ölümünün bir formasında iştirak edən zülalların yerdəyişməsi tədqiqatçıları ferroptozun artmasının infeksiyaya kömək etdiyini, azaldılması isə virusun qarşısını aldığını göstərdi. Bu onu göstərir ki, ferroptoz infeksiyaya nəzarətdə mərkəzi rol oynayır və yeni antiviral müalicələrin inkişafı üçün hədəf ola bilər.

Tədqiqatçılar həm digər viral infeksiyalarda, həm də Alzheimer xəstəliyində zülal qarışıqlığının digər nümunələrini axtarmağa davam edirlər.

“Bizim Orqanelle Profilləmə metodumuzun müxtəlif xəstəliklərdə hüceyrələrin məkan quruluşunda dəyişiklikləri aşkar edə biləcəyini düşünürük” dedi Leonetti. “Bu, bizə bu xəstəliklərin bioloji mexanizmi haqqında bir çox yeni ipucu və onlarla mübarizə aparmaq üçün yeni fikirlər verə bilər.”

Bu vaxt qrup Organelle Profiling vasitəsilə əldə etdikləri məlumatları digər alimlərə sərbəst şəkildə təqdim edib. CZ Biohub SF komandası həmçinin istifadə etdikləri alətləri, o cümlədən hüceyrələr və reagentləri elmi ictimaiyyətə təqdim etməyi planlaşdırır. Onların inkişaf etdirdikləri sadələşdirilmiş proqram proqramı digər tədqiqatçılara öyrəndikləri ssenarilərdə zülalların bölmələrini daha asan xəritələşdirməyə imkan verəcək. Bunun müqabilində komanda ümid edir ki, başqaları hüceyrələrimizin daxildə necə təşkil olunduğuna dair daha yaxşı modellər yaratmaq üçün məlumatlarını açıq şəkildə təqdim edəcəklər.

“Bizim metodumuz təfərrüatlı məlumatların əldə edilməsi ilə bunu asan bir şəkildə etmək arasında həqiqətən gözəl bir tarazlıq yaradır” dedi Elias. “Bu, bir çox müxtəlif laboratoriyaların olduqca maraqlı iş görmək üçün istifadə edə biləcəyi bir şeydir.”

Daha çox məlumat: Marco Y. Hein et al, Qlobal orqanoid profili, hüceyrəaltı lokalizasiyanı və proteom miqyasında yenidən qurulmasını aşkar edir, Cell (2024). DOI: 10.1016/j.cell.2024.11.028

Jurnal məlumatı: Nature Methods , Cell  

Chan Zuckerberg Biohub tərəfindən təmin edilmişdir