اطلس بی سابقه ای میتوکندری را در سراسر درخت زندگی کاوش می کند

کاتالوگ پروتئین تصویری پویا از میتوکندری، فراتر از آنچه از انسان و مخمر شناخته شده بود، ارائه می دهد. اعتبار: دکتر دیوید فرنس/دانشگاه کیل/SPL

دانشمندان با جزئیات بی سابقه ای از پروتئین های تشکیل دهنده میتوکندری در شش موجود زنده - پنج انگل تک سلولی و یک گیاه - که درخت یوکاریوتی حیات را در بر می گیرند، نقشه برداری کرده اند.

این یافته ها که در 9 مقاله منتشر شده در Cell، Cell Press Blue، Molecular Cell و Current Biology در تاریخ 1 تا 9 اکتبر شرح داده شده است، ده ها پروتئین را نشان می دهد که در انسان یافت نمی شوند اما در بین انگل ها مشترک هستند، از جمله برخی که باعث مالاریا یا بیماری خواب می شوند. این یافته ها ممکن است به دانشمندان کمک کند تا درمان های جدیدی برای این بیماری ها ابداع کنند.

این کار همچنین یک بحث طولانی در مورد منشا میتوکندری را برانگیخته است.

میتوکندری که بیشتر به عنوان نیروگاه سلول یوکاریوتی شناخته می شود، زیرا انرژی تولید می کند، DNA کوچک خود را دارد که از هسته سلول متمایز است. اما هر دو DNA میتوکندریایی و هسته ای پروتئین های سازنده این اندامک را رمزگذاری می کنند. وامسی موتا، زیست شناس میتوکندری در موسسه پزشکی هاوارد هیوز در بوستون، ماساچوست، که پروژه کاتالوگ های "میتوپروتئوم" را رهبری می کرد، می گوید: بیشتر آنچه در مورد میتوکندری شناخته شده است از مطالعات انسان و مخمر ناشی می شود.

اکنون، با تجزیه و تحلیل پروتئین‌های میتوکندری در چندین شاخه یوکاریوتی، این تیم پروتئین‌های بیشتری را شناسایی کرده‌اند که ممکن است به مسیرهای مولکولی مطالعه نشده اشاره کنند.

موتا و همکارانش پروتئوم چندین انگل از جمله ژیاردیا لامبلیا 1 را مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند که هر ساله حدود 280 میلیون نفر را در سراسر جهان مبتلا می کند و باعث اسهال می شود 10 . پاول دولژال، زیست‌شناس سلولی در دانشگاه چارلز در پراگ، جمهوری چک، می‌گوید انگل‌های ژیاردیا دارای اندامک‌های ریز شبیه میتوکندری هستند که مطالعه آن‌ها بسیار دشوار است، زیرا آنها در روده موجودات دیگر، بدون اکسیژن زندگی می‌کنند.

موتا و همکارانش در مجموع 59 پروتئین میتوکندری را در G. lamblia شناسایی کردند - 32 پروتئین که قبلا برای دانشمندان شناخته شده بود و 27 پروتئین جدید 1 . کارکرد 34 مورد از اینها ناشناخته است، که تعجب آور است، دولژال می گوید: "به این معنی است که متابولیسم جدیدی وجود دارد که ما درباره آن نمی دانیم. و نادیده گرفته شد."

محققان با ترکیب میتوپروتئوم‌های شش موجود با ارگانیسم‌هایی که برای انسان و مخمرها شناخته شده‌اند، مجموعه‌ای از 8619 پروتئین میتوکندریایی را جمع‌آوری کردند که در 3199 خانواده ترسیم شد. حدود 43 درصد از این خانواده ها در پایگاه داده غول پیکر پروتئین ها به نام Pfam ثبت نشده اند. و 33 خانواده پروتئینی در پاتوژن های یوکاریوتی حفظ شده اند اما در انسان وجود ندارند.

موتا می‌گوید این پروتئین‌ها می‌توانند «هدف‌های دارویی ایده‌آل» برای درمان‌های دقیقی باشند که روی پروتئین‌های انگل تأثیر می‌گذارند، اما روی پروتئین‌های انسانی تأثیر نمی‌گذارند.

محققان توافق دارند که میتوکندری دو میلیارد سال پیش زمانی پدیدار شد که یک باکتری توسط یک سلول باستانی غرق شد و در یک رابطه سودمند دوجانبه در داخل آن شروع به زندگی کرد - که به نام اندوسیمبیوز شناخته می شود. تصور می شود که این باکتری که بعدا به میتوکندری تبدیل شد، انرژی باستانی میزبان خود را تأمین کرده است.

اما مشخص نیست که آیا میتوکندری در اوایل یا اواخر تکامل یوکاریوتی بوجود آمده است.

برای مقابله با این سوال، موتا و همکارانش خط و نسب میتوپروتئوم ها را در سراسر یوکاریوت ها بر روی یک درخت فیلوژنتیک ترسیم کردند - نقشه ای از روابط تکاملی بین گونه ها. این تیم از یک مدل هوش مصنوعی برای کشف ژنوم شناخته شده 203 یوکاریوت و پیش‌بینی اینکه کدام یک از پروتئین‌های کدگذاری شده میتوکندری هستند، استفاده کردند. آنها 1420 خانواده را شناسایی کردند که در مجموعه داده های فعلی ثبت نشده بودند.

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-026-03195-9

گویال ام و همکاران Curr. Biol. https://doi.org/10.1016/j.cub.2026.07.074 (2026).

چن، ام. زی و همکاران. سلول 189، 6285-6306 (2026).

استفلی، جی. ا. و همکاران. سلول 189، 6246-6266 (2026).

فرای، M. Y. و همکاران. سلول 189، 6307-6324 (2026).

Stefely J. A. و همکاران Cell Press Blue https://doi.org/10.1016/j.cpblue.2026.100125 (2026).

Betsinger، C. N. و همکاران. Curr. Biol. https://doi.org/10.1016/j.cub.2026.08.072 (2026).

واکاس، A. F. و همکاران. مول. سلول 86، 4058-4074 (2026).

سلیمان، ام و همکاران. مول. سلول 86، 4043-4057 (2026).

Klimczak, S., Packi, K., Rudek, A., Kurowski, M. & Śliwińska, A. Parasitol Res 125, 28 (2026).

سلول ها در حال تعویض میتوکندری خود هستند. این برای سلامتی ما چه معنایی دارد؟

دوز tRNA وابستگی و مقاومت به دودمان را در سرطان پروستات تنظیم می کند

مدل‌سازی ارگانوئید ریه انسانی پاسخ‌های سلول‌های T ضد ویروسی ساکن بافت

برجستگی های دینامیکی تحرک خزنده را در باستانی آسگارد واسطه می کنند

وابستگی مهندسی شده به TYK2 آگونیسم گیرنده IL-10 انتخابی میلوئیدی را فعال می کند

اتساع عروق انتخابی مویرگی از طریق مهار میوزین آبشارهای ایسکمیک را متوقف می کند.

درمان سل پیشرفت کرده است - اکنون باید مقاومت دارویی که ما را به عقب می کشاند متوقف کنیم

دانشکده علوم و فناوری زندگی (SLST) برای موقعیت‌های شغلی و شغلی متعددی دعوت می‌کند.

دپارتمان پزشکی هسته ای و ترانوستیک و دپارتمان علوم رادیولوژی، بخش انکولوژی، در UCLA به طور مشترک استخدام می کنند

دپارتمان علوم و مهندسی مواد (MSE)، کالج مهندسی، دانشگاه میشیگان، متقاضیان برجسته ای را برای یک دوره...

دانشکده رتبه آزاد (همه سطوح) در بخش علوم انکولوژی گروه تازه تاسیس علوم انکولوژی، دانشکده پزشکی، در دانشگاه...

F-REI به دنبال محققان، محققان ارشد، کارشناسان و کارشناسان ارشد برای پیشبرد تحقیق و توسعه نوآورانه، تقویت نوآوری و حمایت از آینده فوکوشیما است.

موسسه تحقیقات، آموزش و نوآوری فوکوشیما (F-REI)