William Poor, Vaşinqton Universiteti tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Yeni bir araşdırmada, UW tədqiqatçıları hüceyrələrin böyümə üçün tələb olunan bəzi zülalları niyə “ehtiyatda saxladığını” araşdırdılar. Burada beş bakteriya nəsli ərzində tələb olunan bir zülalın bolluğunu ətraflı şəkildə göstərən bir sıra “istilik xəritəsi” şəkilləri göstərilir – qırmızı rəng hüceyrə daxilində daha çox zülal, tünd mavi isə daha az zülal deməkdir. Mənbə: Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.adz9623

Tədqiqat mövzularına gəldikdə, təkhüceyrəli bakteriya ilə ortaq nöqtə tapmaq həmişə asan olmur. Lakin Pol Viqqins özünün model bakteriyası olan Acinetobacter baylyi-ni nə qədər çox araşdırırsa, onların davranışları ilə bizim insan davranışlarımız arasında bir o qədər təəccüblü ortaqlıqlar görür.

Vaşinqton Universitetinin həm fizika, həm də biomühəndislik üzrə dosenti olan Viqqins bildirib ki, “Tamamilə əks-intuitiv davranışa görə uzun müddət çaşqınlıq içində qalıb hər gün eyni davranışı etdiyimi anlamaq məni utandırırdı”.

Viqqinsin laboratoriyasındakı alimlər gen ifadəsini və xüsusən də zülal bolluğunu idarə edən qlobal prinsipləri anlamaq üçün təcrübələrdən və modelləşdirmədən istifadə edirlər. “Science Advances” jurnalında dərc olunmuş yeni tədqiqatda Viqqinsin komandası aşkar edib ki, A. baylyi hüceyrələri sağ qalmaq üçün kifayət qədər protein istehsal etmək kimi daha səmərəli yanaşmadan istifadə etmək əvəzinə, çoxlu miqdarda vacib protein toplayır. UW News bu qəribə davranışın olduqca əlaqəli səbəbini öyrənmək üçün Viqqinsin özü ilə söhbət edib.

Bu iş sizin və komandanızın aşkar etdiyi bir sirrdən yarandı. Bizə bu sirr haqqında danışın.

Genlər zülalların planlarıdır – biz onların “zülalları kodlaşdırdığını” deyirik. A. baylyi-nin hüceyrə böyüməsi üçün vacib olduğunu bildiyimiz bir sıra zülalları kodlaşdıran genləri var. Lakin bu zülalların hər birinin nə etdiyini dəqiq bilmirdik. 2016-cı ildə Manoil Laboratoriyası ilə əməkdaşlıq edərək bu zülalların spesifik funksiyalarını aşkar etməyə çalışdıq. Bunu etmək üçün hər bir geni pozduq ki, hüceyrələr daha çox zülal istehsal edə bilməsinlər – onlarda əvvəllər istehsal etdikləri hər şeyin azalması ilə qaldı. Sonra hüceyrə proseslərinin nə vaxt və necə uğursuz olacağını müəyyən etmək üçün hüceyrələri mikroskop altında izləyərdik.

Misal olaraq, hüceyrə divarının sintezindən məsul olduğunu aşkar etdiyimiz bir zülalı kodlayan bir geni məhv etdik – bu ge, hüceyrələrin parçalanmasının və ya lizisinin qarşısını alan zülal-şəkər zəncirvari əlaqəsini yaradır. Nə baş verdiyini görmək üçün qeyd etdiyimiz videoya baxa bilərsiniz: Hüceyrələr bir müddət böyüdü və bölündü, amma sonra birdən şişdi və sadəcə partladı.

Bu nümunədə qəribə bir şey baş verdi. Hüceyrə divarlarının pozulma baş verdikdən dərhal sonra sıradan çıxmağa başlayacağını gözləyə bilərik, çünki hüceyrələr hər dəfə bölündükdə qalan zülal törəmə hüceyrələr arasında bölünür, buna görə də yeni hüceyrə divarlarını saxlamaq üçün kifayət qədər tez bir zamanda qalmayacaq. Lakin, böyümə bir nəsildən digərinə davam etdi və hüceyrələr dörd bölünmə mərhələsindən sonra nəhayət sıradan çıxdı.

Niyə bu qədər uzun çəkdi? Genlər bir-birinin ardınca eyni nümunəni göstərdi. Hər hüceyrənin ehtiyac duyduğundan daha çox – çoxlu əlavə zülal istehsal etdiyini anladıq. Beləliklə, həmin vacib geni məhv etdikdən sonra hüceyrə bir müddət buxarla işləyə bildi və hətta həmin zülalın ehtiyatlarını öz nəslinə ötürə bildi. Bu tapıntı əvvəlcə böyük bir sürpriz oldu. Hamımız sadəlövhcəsinə gözləyirdik ki, əgər bir hüceyrənin işləməsi üçün yalnız bir neçə zülal nüsxəsinə ehtiyac varsa, o, yalnız bir neçəsini istehsal edəcək – artıq hər şey resurs və enerji itkisi olacaq. Bu, yeddi günlük səyahətə çıxıb 30 cüt corab yığmaq kimi olardı. Və yenə də bu davranış bir çox vacib genlər üçün adi görünürdü.

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 .

Sizcə, bu protein həddindən artıqlığının səbəbi nədir?

Çörək bişirmək yaxşı bir bənzətmədir. Əgər alma piroqu hazırlamaq istəyirsinizsə, yəqin ki, həmin resept üçün lazım olan qədər alma alırsınız. Amma şkafınızda çoxlu miqdarda duz saxlayırsınız. İstənilən yeməyi hazırlamaq üçün yalnız bir çay qaşığı duza ehtiyacınız ola bilər, amma heç birimiz mağazaya gedib bir çay qaşığı duz almırıq. Duz o qədər ucuz və saxlamaq asandır ki, yeməyinizdəki digər inqrediyentlərin qiymətinə nisbətən onu çox miqdarda saxlamaq əsasən pulsuzdur. Ən əsası isə, yemək bişirərkən duzunuzun tükənməsini istəmirsiniz.

Biz A. baylyi hüceyrələrində əsas genlərin əksəriyyəti üçün analoji bir şeyin baş verdiyini nümayiş etdirdik. Hüceyrənin əsas genlərinin yalnız təxminən 30%-i “bahalı” olan zülalları kodlaşdırır, çünki hüceyrələr bu zülallara çoxlu sayda ehtiyac duyurlar. Məsələn, onsuz da çox olan bir rəqəmi ikiqat artırmaq çox baha başa gələrdi. Bunlar alma piroqu bənzətməmizdəki almalardır – hüceyrə bu zülallardan yalnız kifayət qədərini istehsal edir.

Lakin əsas genlərin qalan 70%-i hüceyrənin çoxlu sayda ehtiyac duymadığı zülalları kodlaşdırır . Əslində, digər 30%-ə nisbətən hüceyrənin bu zülallardan o qədər azına ehtiyacı var ki, əsasən bir dəstə əlavə zülal istehsal etməkdə sərbəstdir. Əgər hüceyrənin ümumi büdcəsi üç milyon zülaldırsa, bu zülalların istehsalını, məsələn, 30-dan 60 nüsxəyə qədər ikiqat artırmaq, çömçə üçün bir damladır. Beləliklə, hüceyrə deyir: “Dayan, demək olar ki, sərbəstdir. Gəlin əlavə zülal istehsal edək ki, tükənməsin”. Bəzi hallarda, bir hüceyrə ehtiyac duyduğundan 10 dəfə çox zülal istehsal edə bilər.

Bu strategiya hüceyrələr üçün nə üçün faydalıdır?

Bu həddindən artıq çoxluq strategiyası vacibdir, çünki əks halda hüceyrə kifayət qədər vacib bir şey istehsal edə bilməyəcəkdir. Zülal sintezi qeyri-dəqiq bir prosesdir – hüceyrələr bəzən proqramlaşdırıldıqlarından bir az daha çox və ya bir az az şey istehsal edirlər. Bəzi vacib zülallar o qədər aşağı miqdarda istehsal olunur ki, plandan hər hansı bir sapma hüceyrədə həmin zülalın sıfır nüsxəsi ilə qala bilər. Bu, daha çox sayda istehsal olunan vacib zülallar üçün o qədər də problem deyil.

Bu tapıntılar hüceyrələrin necə fəaliyyət göstərməsi ilə bağlı əvvəlki fikirləri necə dəstəkləyir və ya şübhə altına alır?

Kiminlə danışdığınızdan asılı olaraq, bu ya tamamilə səhvdir, ya da tamamilə aydındır. Bir tərəfdən, orqanizmlərin həmişə hər şeyi optimallaşdırdığı, hüceyrələrin ehtiyac duyduqlarını tam olaraq istehsal etməli olduqları fikri çox kök salmış bir fikirdir – nə çox, nə də az. Lakin, bu, açıq-aydın belə deyil. Digər tədqiqatlar əvvəllər də hüceyrələrdə bu cür zülal artıqlığını müşahidə etmişdi, lakin bu fenomenin nə qədər geniş yayıldığı tam olaraq başa düşülməmişdi. Əvvəllər tədqiqatçılar həddindən artıq bolluğun dəyişən şərtlərə qarşı bir maneə ola biləcəyini irəli sürmüşdülər – bəlkə də hüceyrələr çətin vəziyyətlər yarandıqda zülallar yığırlar. Biz bunun hüceyrələrin lazımi miqdarda vacib zülal istehsal edə bilməməsinə qarşı bir maneə olduğunu irəli sürürük.

Nəşr detalları

H. James Choi və digərləri, Zülalın həddindən artıq çoxluğu böyümənin davamlılığından qaynaqlanır, Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.adz9623

Jurnal məlumatları: Elmin irəliləyişləri 

Əsas anlayışlar

bakteriyalarBiomolekulyar və subhüceyrəvi proseslər

Vaşinqton Universiteti tərəfindən təmin edilir