لوسین بیشتر از عضله سازی انجام می دهد. سلول های شما را نیرو می دهد

میتوکندری ها اغلب به عنوان نیروگاه های سلولی توصیف می شوند، زیرا انرژی زیادی را تولید می کنند که بدن ما برای رشد، حرکت، ترمیم بافت ها و انجام وظایف روزمره نیاز دارد. اما آنها با سرعت ثابت عمل نمی کنند. در عوض، میتوکندری ها به طور مداوم فعالیت خود را بسته به مقدار انرژی مورد نیاز یک سلول و مواد مغذی موجود تنظیم می کنند.

دانشمندان مدت هاست می دانند که تغذیه می تواند بر این روند تأثیر بگذارد. چیزی که کمتر واضح بوده این است که دقیقا چگونه مواد مغذی فردی سیگنال هایی را ارسال می کنند که فعالیت میتوکندری را تغییر می دهد.

اکنون، محققان به رهبری پروفسور دکتر تورستن هاپ از موسسه ژنتیک و CECAD Cluster of Excellence on Aging Research در دانشگاه کلن، مکانیسم جدیدی را شناسایی کرده اند که اسید آمینه لوسین را در بر می گیرد. یافته‌های آن‌ها نشان می‌دهد که لوسین می‌تواند به تثبیت پروتئین‌های مهم در میتوکندری کمک کند و به اندامک‌ها اجازه می‌دهد تا انرژی کارآمدتری تولید کنند.

این مطالعه که در Nature Cell Biology منتشر شده است، با عنوان "لوسین از تخریب پروتئین های غشای خارجی میتوکندری برای سازگاری با تنفس میتوکندری جلوگیری می کند" نام دارد.

چگونه لوسین به تولید انرژی میتوکندری کمک می کند؟

لوسین یک اسید آمینه ضروری است، به این معنی که بدن انسان به تنهایی نمی تواند آن را به اندازه کافی بسازد و باید آن را از طریق غذا به دست آورد. اسیدهای آمینه بلوک های ساختمانی مورد استفاده برای ساخت پروتئین هستند و لوسین به ویژه در غذاهای غنی از پروتئین مانند لبنیات، گوشت، لوبیا و عدس فراوان است.

محققان دریافتند که لوسین بیشتر از کمک به تولید پروتئین است. همچنین به جلوگیری از تجزیه پروتئین های خاصی که در سطح خارجی میتوکندری قرار دارند کمک می کند.

این پروتئین‌ها نقش مهمی در متابولیسم دارند زیرا به حرکت مولکول‌های دیگر به میتوکندری کمک می‌کنند، جایی که می‌توان از آنها به عنوان بخشی از ماشین‌های تولید انرژی سلول استفاده کرد. هنگامی که لوسین به حفظ این پروتئین ها کمک می کند، میتوکندری ها می توانند به طور موثرتری عمل کنند و میزان انرژی تولید شده سلول را افزایش دهند.

دکتر کیائوچو لی، نویسنده اول این مطالعه گفت: «ما از کشف این موضوع که وضعیت مواد مغذی سلول، به ویژه سطوح لوسین آن، مستقیما بر تولید انرژی تأثیر می‌گذارد، هیجان‌زده شدیم. این مکانیسم سلول‌ها را قادر می‌سازد تا به سرعت با افزایش تقاضای انرژی در طول دوره‌های فراوانی مواد مغذی سازگار شوند.

پروتئین کنترل کیفیت سلولی نقش کلیدی ایفا می کند

تیم این اثر را در پروتئینی به نام SEL1L که در کنترل کیفیت سلولی نقش دارد، ردیابی کردند.

سلول‌ها دائما پروتئین‌های خود را بررسی می‌کنند، زیرا پروتئین‌های آسیب‌دیده یا نادرست تا شده می‌توانند در عملکرد طبیعی اختلال ایجاد کنند. SEL1L به شناسایی پروتئین هایی که باید حذف شوند کمک می کند و آنها را به سمت تخریب هدایت می کند.

به گفته محققان، به نظر می رسد لوسین فعالیت SEL1L را کاهش می دهد. این بدان معناست که پروتئین‌های میتوکندری کمتری تجزیه می‌شوند و به تعداد بیشتری از آنها اجازه می‌دهد در جای خود باقی بمانند و از عملکرد میتوکندری پشتیبانی کنند.

لی افزود: تعدیل سطوح لوسین و SEL1L می‌تواند یک استراتژی برای افزایش تولید انرژی باشد. "با این حال، مهم است که با احتیاط پیش برویم. SEL1L همچنین نقش مهمی در جلوگیری از تجمع پروتئین های آسیب دیده، که برای سلامت طولانی مدت سلولی ضروری است، ایفا می کند."

این هشدار مهم است زیرا افزایش تولید انرژی به طور خودکار در هر شرایطی سودمند نیست. همان سیستم های سلولی که پروتئین های مفید را حفظ می کنند، به از بین بردن پروتئین های معیوب نیز کمک می کنند، بنابراین تغییر این تعادل می تواند عواقب ناخواسته ای داشته باشد.

برای بررسی اثرات گسترده‌تر متابولیسم لوسین، محققان همچنین Caenorhabditis elegans را مطالعه کردند، یک کرم گرد کوچک که معمولا در زیست‌شناسی استفاده می‌شود، زیرا بسیاری از فرآیندهای سلولی آن شبیه به فرآیندهای موجود در موجودات پیچیده‌تر است.

در کرم ها، مشکلات مربوط به تجزیه لوسین عملکرد میتوکندری را مختل کرد و با مشکلات باروری مرتبط بود.

دانشمندان همچنین سلول های سرطان ریه انسان را بررسی کردند. آنها دریافتند که برخی از جهش‌های مؤثر بر متابولیسم لوسین می‌تواند به بقای سلول‌های سرطانی کمک کند. این مشاهدات می تواند برای تحقیقات سرطان آینده مهم باشد زیرا درمان هایی که مسیرهای مرتبط با لوسین را تغییر می دهند ممکن است سلول های سالم و سلول های تومور را به روش های مختلف تحت تأثیر قرار دهند.

این یافته‌ها به شواهد فزاینده‌ای اضافه می‌کنند که نشان می‌دهد مواد مغذی چیزی بیش از تأمین مواد خام برای بدن انجام می‌دهند. آنها همچنین می توانند به عنوان سیگنال هایی عمل کنند که بر عملکرد سلول ها تأثیر می گذارد.

در این مورد، به نظر می رسد لوسین به سلول ها کمک می کند تا با محافظت از پروتئین های کلیدی میتوکندری در برابر تخریب، تولید انرژی را مطابق با در دسترس بودن مواد مغذی تنظیم کنند.

با آشکار کردن این ارتباط ناشناخته قبلی بین لوسین، کنترل کیفیت پروتئین و متابولیسم میتوکندری، محققان اهداف جدید بالقوه ای را برای بیماری هایی که در آنها تولید انرژی سلولی مختل می شود، از جمله سرطان و اختلالات متابولیک، شناسایی کرده اند.

این کار توسط استراتژی تعالی آلمان در چارچوب CECAD و همچنین توسط مراکز تحقیقاتی مختلف که توسط بنیاد تحقیقات آلمان (DFG) تأمین مالی می‌شوند، پشتیبانی می‌شود. حمایت اضافی توسط شورای تحقیقات اروپا از طریق کمک هزینه پیشرفته ERC "راهبردهای سلولی کنترل کیفیت پروتئین" (CellularPQCD) و بنیاد الکساندر فون هومبولت ارائه شد.

مواد ارائه شده توسط دانشگاه کلن. توجه: محتوا ممکن است برای سبک و طول ویرایش شود.

یک سیگنال مغزی شگفت انگیز می تواند توضیح دهد که چرا خوردن پروتئین کمتر باعث افزایش طول عمر می شود

مصرف کنندگان شاهدانه بیشتر احتمال دارد مرتکب خشونت شوند و خشونت را تجربه کنند، مطالعه کنید

دانشمندان از هم پاشیدگی قمرها را شبیه سازی کردند - و چیزی غیرمنتظره پیدا کردند

DNA سرکش سرطان دارای پاشنه آشیل است - و دانشمندان به تازگی آن را پیدا کردند