تمكن الباحثون في معهد والتر وإليزا هول (WEHI) في ملبورن من حل لغز طويل الأمد يتعلق بدور البروتين في إزالة الميتوكوندريا التالفة من الجسم. قد تمهد هذه النتائج الطريق لعلاجات جديدة محتملة لمرض باركنسون
تمكن الباحثون في معهد والتر وإليزا هول (WEHI) في ملبورن من حل لغز طويل الأمد يتعلق بدور البروتين في إزالة الميتوكوندريا التالفة من الجسم. قد تمهد هذه النتائج الطريق لعلاجات جديدة محتملة لمرض باركنسون.
تلعب الميتوكوندريا دورًا حاسمًا في إنتاج الطاقة التي تحتاجها خلايانا لأداء وظائفها المختلفة، ولكن عند تلفها يمكن أن تؤثر بشكل كبير على وظيفة الخلية وتساهم في تطور الأمراض المختلفة.
عادة ما يتم التخلص من الميتوكوندريا غير الطبيعية وإعادة تدويرها من خلال عملية التخلص من القمامة تسمى ميتوفاجي.
PINK1 وParkin هما بروتينان ضروريان لهذه العملية، وهما مسؤولان عن "وضع علامات" على الميتوكوندريا المختلة لتدميرها. في مرض باركنسون، يمكن أن تؤدي الطفرات في هذه البروتينات إلى تراكم الميتوكوندريا التالفة في الدماغ، مما قد يؤدي إلى أعراض حركية مثل الارتعاش والتصلب وصعوبة الحركة.
تحل الدراسة الجديدة، التي نُشرت في Molecular Cell، لغزًا حول كيفية تعرف البروتين optineurin على الميتوكوندريا التالفة التي تم "تمييزها" بواسطة PINK1 وparkin، ويسمح بنقلها إلى نظام التخلص من النفايات في الجسم.
الدكتور تان نوان (يسار) والبروفيسور هيبر مايكل لازارو (يمين).
الائتمان: ويهي
وقال البروفيسور المشارك مايكل لازارو، مدير المختبر في قسم وضع علامات اليوبيكويتين في WEHI، إن هذا الاكتشاف ملأ فجوة معرفية حيوية من شأنها أن تغير فهمنا لهذا المسار الخلوي. "حتى هذه الدراسة، كان الدور الدقيق للأوبتينيورين في عملية التخلص من فضلات الجسم غير معروف."
"هناك العديد من البروتينات التي تربط المواد الخلوية التالفة بآلية التخلص من النفايات، لكننا وجدنا أن الأوبتينيورين يفعل ذلك بطريقة غير عادية للغاية لا تشبه أي شيء آخر رأيناه في بروتينات مماثلة.
"هذا الاكتشاف مهم لأن الدماغ البشري يعتمد على الأوبتينيورين لاستنفاد الميتوكوندريا من خلال نظام التخلص من النفايات باستخدام PINK1 والباركين. إذا عرفنا كيف يقوم الأوبتينيورين بذلك، سيكون لدينا إطار عمل يسمح لنا باستهداف PINK1 والتخفيف من الباركين. في المرض ومنع تراكم الميتوكوندريا التالفة في الخلايا العصبية مع تقدم العمر.
"إذا نجحنا، فسيكون ذلك ذا أهمية كبيرة للأشخاص المصابين بمرض باركنسون - وهو المرض الذي لا يزال يؤثر على أكثر من عشرة ملايين شخص في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك 80,000 ألف أسترالي".
يعمل PINK1 داخل الميتوكوندريا وهو مسؤول عن مراقبة حالتها. عندما يكتشف المشاكل، فإنه ينشط باركين، الذي يضع علامات على الميتوكوندريا التالفة للتخلص منها.
إنهم يعملون معًا لتوجيه أجسامنا لإنشاء "أكياس قمامة" خلوية حول الميتوكوندريا التالفة والاستعانة بالأوبتينيورين لبدء هذه العملية.
وفي الدراسة الجديدة، تم اكتشاف أن الأوبتينيورين يزيل الميتوكوندريا التالفة عن طريق الارتباط بإنزيم يسمى TBK1. ومن هناك، وجد أن TBK1 يقوم بدوره بتنشيط آلية خلوية محددة لها دور رئيسي في إنشاء أكياس القمامة هذه حول الميتوكوندريا التالفة.
قال المؤلف الأول الدكتور ثانه نوان: "لا تحتاج البروتينات الأخرى إلى TBK1 لمساعدتها على التسبب في عملية الحذف هذه، لذا فإن الأوبتينيورين غير معتاد حقًا عندما يتعلق الأمر بكيفية إزالة الجسم للميتوكوندريا.
"لقد سمح لنا هذا بالتفكير في خصائص هذا المسار الذي يتضمن TBK1 كهدف دوائي محتمل، وهي خطوة مهمة إلى الأمام في بحثنا عن علاجات جديدة لمرض باركنسون.
"سيكون الهدف النهائي هو إيجاد طريقة لزيادة مستويات PINK1/Parkin mitophagy في الجسم - وخاصة في الدماغ - للقضاء على الميتوكوندريا التالفة بشكل أكثر كفاءة.
"نأمل أيضًا في تصميم جزيء يمكنه تقليد ما يفعله الأوبتينيورين، بحيث يمكن التخلص من الميتوكوندريا التالفة حتى بدون PINK1 أو باركين."
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
