چگونه میتوکندری ها تولید پروتئین را در حرکت نگه می دارند
محققان موسسه Karolinska کشف کرده‌اند که چگونه پروتئینی به نام TACO1 به میتوکندری‌ها کمک می‌کند تا پروتئین‌ها را هنگامی که فرآیند با توالی‌های دشوار مواجه می‌شود، تولید کنند. این مطالعه که در Nature Communications منتشر شده است، بینش جدیدی در مورد مکانیسمی ارائه می دهد که در برخی از بیماری های میتوکندری مختل می شود.
ویرایش شده توسط لیزا لاک، بررسی توسط رابرت ایگان
این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:
محققان موسسه Karolinska کشف کرده‌اند که چگونه پروتئینی به نام TACO1 به میتوکندری‌ها کمک می‌کند تا پروتئین‌ها را هنگامی که فرآیند با توالی‌های دشوار مواجه می‌شود، تولید کنند. این مطالعه که در Nature Communications منتشر شده است، بینش جدیدی در مورد مکانیسمی ارائه می دهد که در برخی از بیماری های میتوکندری مختل می شود.
میتوکندری انرژی سلول ها را تامین می کند و مجموعه ای کوچک اما ضروری از پروتئین های مورد نیاز برای این فرآیند را تولید می کند. این پروتئین ها توسط ریبوزوم های میتوکندریایی که به عنوان میتوریبوزوم شناخته می شوند ساخته می شوند.
با این حال، در طول تولید پروتئین، برخی از توالی ها می توانند باعث کند شدن یا توقف میتوریبوزوم شوند. این امر به ویژه در مورد توالی های حاوی چندین نسخه از اسید آمینه پرولین صادق است. شناخته شده است که TACO1 به میتوریبوزوم کمک می‌کند تا در چنین توالی‌هایی ادامه دهد، اما نحوه انجام این کار دقیقا نامشخص است.
محققان با استفاده از میکروسکوپ کرایو الکترونی یا cryo-EM، TACO1 انسانی را در حال تعامل با یک میتوریبوزوم در حالی که در حال تولید پروتئین بود، ضبط کردند. آنها دریافتند که TACO1 متفاوت از عوامل مرتبط موجود در باکتری ها و جاهای دیگر در سلول های انسانی عمل می کند.
TACO1 نزدیک به محل A ریبوزوم، جایی که اسیدهای آمینه جدید وارد می شود، متصل می شود و مستقیما با RNA انتقالی یا tRNA ورودی وارد تعامل می شود.
جوآنا رورباخ، استاد گروه بیوشیمی و بیوفیزیک پزشکی در موسسه کارولینسکا و نویسنده ارشد این مطالعه می‌گوید: «TACO1 راه‌حل مشخصی را برای چالشی که همه ریبوزوم‌ها با آن مواجه هستند نشان می‌دهد: حفظ سنتز پروتئین در توالی‌های دشوار.»
محققان cryo-EM را با تجزیه و تحلیل AlphaFold، مدل‌سازی محاسباتی و شبیه‌سازی دینامیک مولکولی ترکیب کردند. نتایج آنها نشان می‌دهد که TACO1 می‌تواند متحمل حرکات اساسی شود که به تثبیت tRNA ورودی در طی مراحل چالش برانگیز در تولید پروتئین کمک می‌کند.
Vivek Singh، محقق فوق دکترا در موسسه Karolinska و نویسنده اول، می گوید: "ترکیب cryo-EM با تجزیه و تحلیل AlphaFold و شبیه سازی دینامیک مولکولی به ما این امکان را داد تا بررسی کنیم که چگونه انعطاف پذیری TACO1 ممکن است به موقعیت tRNA ورودی کمک کند."
انس خواجه، متخصص پژوهش در مؤسسه کارولینسکا و نویسنده همکار، می‌گوید: «این یافته‌ها به ارتباط تغییرات TACO1 با نقص در سنتز پروتئین میتوکندری کمک می‌کند و مبنای مولکولی واضح‌تری برای درک بیماری‌های مرتبط ارائه می‌دهد.
محققان همچنین شباهت‌های ساختاری بین TACO1 و نسبی باکتریایی آن YebC2 پیدا کردند که به یک مکانیسم حفظ‌شده تکاملی اشاره می‌کند. جهش در TACO1 با کمبود سیتوکروم c اکسیداز و سندرم Leigh با شروع دیررس مرتبط است. این یافته ها توضیح مولکولی برای چگونگی تداخل تغییرات TACO1 در سنتز پروتئین میتوکندری ارائه می دهد.
Vivek Singh و همکاران، مبنای ساختاری عملکرد TACO1 در ازدیاد طول ترجمه میتوکندری، Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-78692-6
لیسانس تاریخ هنر، کارشناسی ارشد فرهنگ مادی. سردبیر سابق موزه، پیراپزشک و هماهنگ کننده پیوند. ویرایش برای Science X از سال 2021. 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 →
متن اصلی (انگلیسی)
How mitochondria keep protein production moving
Researchers at Karolinska Institutet have discovered how a protein called TACO1 helps mitochondria produce proteins when the process encounters difficult sequences. The study, published in Nature Communications, provides new insights into a mechanism that is disrupted in some mitochondrial diseases.