با وجود نقایص میتوکندریایی عمر طولانی تری دارد؟ کرم‌ها به قفس‌هایی که با کلسیم فعال می‌شوند متکی هستند

توسط لورنا اینفانت لارا، دانشگاه واندربیلت

ویرایش شده توسط Swati Mestri، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

اگر موتور خودروی شما دچار لکنت می شود، این به طور کلی نشانه آن است که قبل از توقف کار باید به مکانیک مراجعه کنید. ما تمایل داریم در مورد بدن خود همینطور فکر کنیم: وقتی چیزی خراب می شود، معمولا چیز بدی به دنبال دارد. با این حال، ممکن است حداقل یک استثنا از این قاعده وجود داشته باشد.

جهش در مسیرهای تولید انرژی میتوکندری، اندامک‌هایی که مسئول ساخت سلول‌های انرژی برای عملکرد و بقا هستند، معمولا با افزایش سن و چندین حالت بیماری مرتبط است. با این حال، یک پارادوکس چند دهه ای در زیست شناسی پیری وجود دارد که در آن اختلالات خاصی در عملکرد میتوکندری می تواند به طور غیر مستقیم به افزایش طول عمر ارگانیسم کمک کند.

این اثر فقط در Caenorhabditis elegans، کرم شفافی که این پدیده در آن کشف شد، مشاهده نشده است. همچنین در طول تکامل و حتی در انسان مشاهده شده است. در واقع، متفورمین، دارویی تایید شده برای درمان دیابت نوع 2، یک مهارکننده خفیف میتوکندری است که در حال حاضر به عنوان یک داروی ضد پیری بالقوه در حال توسعه است.

و با این حال، دانشمندان هنوز نتوانسته‌اند آنچه را که باعث می‌شود مهار میتوکندری در برخی زمینه‌ها مفید و در برخی دیگر آسیب‌شناسانه باشد، تجزیه و تحلیل کنند.

کریس بورکوویتز، استادیار زیست شناسی سلولی و تکاملی، در حال کار برای درک چگونگی واکنش سلول ها و سازگاری با اختلالات میتوکندری بوده است.

در مقاله اخیر در Nature Communications، آزمایشگاه Burkewitz بررسی کرد که چگونه ارتباط بین میتوکندری و سایر اندامک‌ها ممکن است به سلول‌ها کمک کند تا با اختلال عملکرد میتوکندری سازگار شوند.

بورکوویتز گفت: "بیشتر تحقیقات گذشته بر درک چگونگی سازگاری خود میتوکندری ها با استرس متمرکز شده است، اما در واقع سلول به عنوان جامعه ای از اندامک های مختلف عمل می کند." یکی از اهداف ما این بود که رویکردی جامع‌تر داشته باشیم و بپرسیم که چگونه سایر بخش‌های سلول ممکن است در سازگاری با اختلال عملکرد میتوکندری نقش داشته باشند.

تحقیقات نوظهور نشان داده است که شبکه آندوپلاسمی، دومین مرکز متابولیک ضروری سلول، تعامل نزدیکی با میتوکندری دارد و عملکرد آنها را از طریق سیگنال‌های کلسیم تنظیم می‌کند.

وفادار به هدف تیم تحقیقاتی برای درک ارتباطات بین بخش‌های مختلف سلول، آنها دریافتند که عامل اصلی در سیگنال‌دهی کلسیم ER، یک کانال یونی حفاظت‌شده به نام گیرنده IP 3، برای توانایی یک جهش میتوکندری خاص برای افزایش طول عمر ضروری است. جهش در مسیرهای تولید انرژی به عنوان راهی برای غلبه بر عملکرد کاهش یافته میتوکندری، باعث رشد و گسترش میتوکندری می شود.

این مطالعه نشان داد که یکی از جنبه‌های ضروری سازگاری موفقیت‌آمیز با استرس میتوکندریایی در کرم‌های با عمر طولانی، توانایی حفظ این شبکه‌های میتوکندریایی ناکارآمد از رشد بیش از حد بزرگ و مرتبط با یکدیگر است.

این تیم نشان داد که برای جلوگیری از گسترش کنترل نشده میتوکندری، کلسیم آزاد شده توسط ER، بازسازی اسکلت سلولی اکتین را فعال می کند، که تحقیقات قبلی نشان داده بود که می تواند به عنوان "قفس های محدود کننده" میتوکندری عمل کند.

بورکویتز گفت: «ما پیوندهای ژنتیکی جدیدی بین سیگنال‌دهی کلسیم ER، بازسازی اکتین و پویایی گردش شبکه‌های میتوکندری در این زمینه‌های پیری شناسایی کرده‌ایم، اما جزئیات مولکولی زیادی وجود دارد که باید قبل از اینکه به طور کامل نحوه اتصال این مسیرها را درک کنیم، پر کنیم.

گروه او در این مطالعه از "ابزارهای ژنتیکی ساده" با تاثیرات زیادی بر سیگنال‌های کلسیم استفاده کردند و او معتقد است که گام بعدی خوب، رمزگشایی دقیق‌تر این است که چگونه سلول‌ها زمان و الگوی آزادسازی کلسیم را تغییر می‌دهند تا اشکال خاصی از استرس میتوکندریایی را به یک پاسخ طولانی‌کننده زندگی تبدیل کنند.

یافته‌های این مقاله همچنین ممکن است روشن کند که چرا اختلال عملکرد میتوکندری و نقص در سیگنال‌دهی کلسیم اغلب در چندین بیماری مرتبط با سن بالا، به ویژه در بیماری‌های نورودژنراتیو، همزمان اتفاق می‌افتد. همانطور که این مطالعه نشان می‌دهد، اگر سیگنال‌دهی کلسیم از عملکردهای میتوکندری پشتیبانی کند، سلول‌ها می‌توانند در یک چرخه معیوب قرار گیرند که هر دو فرآیند در طول پیری طبیعی مختل شوند و در نتیجه بیماری آشکار شود.

در نهایت، درک بهتر از پویایی پیچیده اطراف میتوکندری و ER (و احتمالا سایر اندامک‌ها) ممکن است به بازگشایی درمان‌های جدیدی کمک کند که سال‌های سالم زندگی ما را افزایش می‌دهد.

در ضمن، اگر مکانیک من می‌توانست بفهمد که چگونه می‌توان ماشینم را برای سال‌های بیشتر با شکستن یک چیز در اینجا یا آن‌جا روشن نگه دارد، من خودم برای او یک پتک می‌آورم.

Gaomin Feng و همکاران، سیگنال دهی InsP3R و دینامیک میتوکندری وابسته به اکتومیوزین نقش اساسی در طول عمر ناشی از استرس میتوکندری ایفا می کنند، Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-76514-3

سواتی مستری دارای مدرک لیسانس در مهندسی الکترونیک است و از سال 2019 به عنوان ویرایشگر محتوا کار کرده است. او ویرایش اسناد تحقیقاتی در زمینه فناوری، مراقبت های بهداشتی و علم مواد را تجربه کرده است و علاقه خاصی به فناوری و فضا دارد. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →