აშშ-ის ვანდერბილტის უნივერსიტეტის სამედიცინო სკოლის მკვლევრებმა ჭიებზე ჩატარებულ კვლევაში აღმოაჩინეს დაბერებასთან აქამდე უცნობი ადაპტაცია, რომელიც აქტიურად ახდენს ჩვენი უჯრედების ერთ-ერთი უდიდესი და ყველაზე რთული სტრუქტურის გადაკეთებას.
აღმოჩენა არა მხოლოდ დაბერების უჯრედული მექანიკის გარკვევაში გვეხმარება, არამედ შეიძლება მინიშნებაც მოგვცეს ასაკთან დაკავშირებული ქრონიკული დაავადებების საწინააღმდეგო შესაძლო პრეპარატთა სამიზნის შესახებ.
დაბერებასთან ერთად, ადამიანებისა და ცხოველების უჯრედები თავიანთ ენდოპლაზმურ ბადეს (ER) ცვლიან — ვრცელ, გამჭვირვალე სისტემას, რომელიც კრიტიკულ როლს ასრულებს სხვადასხვა ბიოქიმიურ პროცესში, მაგალითად, ცილის დაკეცვაში.
უჯრედები ამ მოდიფიკაციას ER-ფაგიის გამოყენებით ახორციელებენ — მექანიზმის, რომელიც ბოლო წლებში აღმოაჩინეს.
ER-ფაგია ავტოფაგიის ტიპია, ბუნებრივი პროცესი, რომელშიც მომნელებელი ფერმენტები შლიან და გადაამუშავებენ უჯრედის დაზიანებულ და არასაჭირო კომპონენტებს. ER-ფაგიაში ენდოპლაზმური ბადის კონკრეტული ქვედომენები, როგორიცაა დაზიანებული ან ჭარბი ცილები, რომლებმაც შეიძლება საფრთხე შეუქმნან უჯრედის ჯანმრთელობას — შერჩევითად ამოიღება მიზანში და ხდება მათი დაშლა.
თუმცა, ახალი კვლევა ცხადყოფს, რომ ER-ფაგია ასევე ასრულებს როლს ჯანმრთელ დაბერებაში — და შესაძლოა, სიცოცხლის გახანგრძლივებაშიც.
„მიუხედავად იმისა, რომ მრავალმა წინა კვლევამ დაადასტურა, თუ როგორ იცვლება სხვადასხვა უჯრედული მექანიზმების დონე ასაკთან ერთად, ამის ნაცვლად, ჩვენ ვფოკუსირდით იმაზე, რა გავლენას ახდენს დაბერება უჯრედების მიერ ამ მექანიზმების განლაგებისა და ორგანიზების წესზე მათ რთულ შიდა არქიტექტურაში“, — ამბობს ვანდერბილტის უნივერსიტეტის ბიოლოგი კრის ბურკევიცი.
ევკარიოტული უჯრედების ფუნქციონირების უნარი დამოკიდებულია ინდივიდუალურ ორგანოიდთა ეფექტიანობაზე, მაგრამ უჯრედში უბრალოდ ყოფნის გარდა, მნიშვნელოვანია მათი განლაგება და განაწილებაც.
ბურკევიცის განცხადებით, ის ერთგვარი ფაბრიკაა — ყველა საჭირო დანადგარის უბრალოდ ქონა თქვენს ქარხანას პროდუქტიულს ვერ გახდის, თუკი ამ დანადგარებს სწორი განლაგებითა და მიმდევრობით არ განათავსებთ.
„როცა სივრცე შეზღუდულია ან წარმოება ცვლილებას მოითხოვს, სწორი პროდუქციის წარმოებისთვის, ქარხანამ უნდა განაახლოს თავისი განლაგება. თუკი ორგანიზება მოიშალა, წარმოება ძლიერ არაეფექტიანი გახდება“, — ამბობს ბურკევიცი.
სწორედ აქ ერთვება საქმეში ენდოპლაზმური ბადე. ის შედგება მრავალი სტრუქტურული ქვეერთეულისგან, რომელთაგან თითოეული დაკავშირებულია კონკრეტულ ფუნქციასთან. მაგალითად, უხეში ენდოპლაზმური ბადე ასინთეზირებს, კეცავს ალაგებს და გადააადგილებს ცილებს, ნაზი ენდოპლაზმური ბადე კი ინახავს ლიპიდებს და ასრულებს სხვა ამოცანებს.
უჯრედის ენდოპლაზმური ბადე ციტოპლაზმაში მოთავსებული ხარაჩოს როლს ასრულებს, იყენებს მისი რთულ ფორმას, რათა ორგანიზებაში დაეხმაროს უჯრედის სხვა ნაწილებს. გარკვეულ კონტექსტში მან შეიძლება ფორმა შეიცვალოს, მაგრამ მრავალი დეტალი ჯერ მწირადააა შესწავლილი.
უფრო მეტიც, მიუხედავად მისი მრავალი საკვანძო როლისა, ენდოპლაზმური ბადის შესახებ ჯერ მაინც ბევრი რამ არ ვიცით, მათ შორის, როგორ და რატომ იცვლება მისი სტრუქტურა დაბერებულ ევკარიოტებში.
დაბერებაში ენდოპლაზმური ბადის როლის შესასწავლად, მკვლევრებმა შეისწავლეს Caenorhabditis elegans ნემატოდები, რომლებიც ფართოდ გამოიყენება სამოდელო ორგანიზმების სახით. ვინაიდან ისინი გამჭვირვალეები არიან და სწრაფად ბერდებიან, განსაკუთრებით გამოსადეგები არიან, თუ გსურთ დააკვირდეთ ცოცხალი ცხოველის უჯრედს დაბერების პროცესში.
ბურკევიცმა და მისმა კოლეგებმა ფლუორესცენციული და ელექტრონული მიკროსკოპით გადაიღეს ენდოპლაზმური ბადის დინამიკა როგორც ახალგაზრდა, ისე ხანდაზმულ ნემატოდებში, რამაც გამოავლინა ასაკთან დაკავშირებული საინტერესო მორფოლოგიური ცვლილებები.
კვლევამ დაადგინა, რომ დაბერებასთან ერთად, ნემატოდების უჯრედებში მკვეთრად შემცირდა უხეში ენდოპლაზმური ბადის რაოდენობა, ნაზი ენდოპლაზმური ბადე კი მხოლოდ ოდნავ შეიცვალა.
ამის მნიშვნელობის დასადასტურებლად მეტი კვლევაა საჭირო, მაგრამ ეს აღმოჩენა შეიძლება დაგვეხმაროს დაბერების ზოგიერთი ფართომასშტაბიანი ეფექტის ახსნაში. თუნდაც, ფუნქციური ცილების ან მეტაბოლური ცვლილებების უნარის შემცირება, რაც ცვლის ჩვენში ცხიმის დაგროვების წესს.
შედეგები მიუთითებს, რომ ენდოპლაზმური ბადის გადაკეთება „პროაქტიური და დამცავი პასუხია“ დაბერების დროს.
სამედიცინო მეცნიერება ადამიანებს გვეხმარება, რომ უფრო დიდხანს ვიცოცხლოთ, ზოგჯერ 100 წელსაც გადავცდეთ. თუმცა, სიცოცხლის ასე გახანგრძლივება აუცილებლად არ ნიშნავს სხეულის გაძლიერებას, რის გამოც, მრავალი ადამიანი თავის ოქროს წლებს სისუსტესთან და ქრონიკულ დაავადებებთან ბრძოლაში ატარებს.
შემდეგ კვლევებში გაგრძელდება ენდოპლაზმური ბადის დინამიკის შესწავლა დაბერების მთელი პროცესის განმავლობაში. ამის მიზანია დაზუსტდეს, ზუსტად რა ხდება და რატომ — ასევე, თუ როგორ შეგვიძლია გამოვიყენოთ ეს ცოდნა ჯანმრთელი დღეგრძელობის ხელშესაწყობად.
„დაბერების პროცესში შედარებით ადრეულ ეტაპზე ხდება ცვლილებები ენდოპლაზმურ ბადეში. ამის ერთ-ერთი ყველაზე საინტერესო შედეგი ის არის, რომ სწორედ ეს შეიძლება იყოს ერთ-ერთი გამომწვევი მიზეზი იმისა, რაც მოგვიანებით მოხდება: დისფუნქცია და დაავადება“, — ამბობს ვანდერბილტის უნივერსიტეტის ბიოლოგი კრის ბურკევიცი.
კვლევა Nature Cell Biology-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია medschool.vanderbilt.edu-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
