ردیابی مرگ و تولد پروتئین در سلول

مقدار پروتئینهای داخل سلولی در گذر زمان مدام در حال نوسان هستند و این امر روی بسیاری از وقایع سلولی اثرگذار است. سلولها بهطور مداوم در حال ساخت و تجزیه پروتئینها هستند و مطالعات نشان دادهاست این پدیده که از آن با عنوان See Saw یاد میکنند، روی عملکرد سلولی مؤثر است.
در رابطه با سلولهای بنیادی، تغییرات مداوم فاکتورهای رونویسی(پروتئینهایی که بیان ژن را کنترل میکنند) تأثیر مهمی روی تمایز این سلولها به سلولهای بالغ دارند. اما چگونه تولید پروتئین و تجزیه آن درکنار یکدیگر میتواند این نوسانات را کنترل کند؟
دکتر Suter بههمراه تیم تحقیقاتیاش به تازگی تکنیک جدیدی را ابداع کردهاند که از این طریق میتوان تغییرات در سنتز پروتئین را از تغییرات در تجزیه پروتئین در سلولهای زنده تمایز داد. این تکنیک در ژورنال Molecular Cell بهچاپ رسیده است. در این تکنیک با استفاده از تایمر Fluorescent بههمراه Pulse-Chase Fluorescent میتوان پروسههای سلولی را در طول زمان ردیابی کرد.
بهکمک این تکنیک محققان به ۲ کشف مهم دست یافتند. اولاً، میزان سنتز و تجزیه پروتئین در طی چرخه سلولی بهطور معناداری تغییر میکند و تقریباً نیمی از پروتئینها طی میتوز از فرآیند تجزیهشدن شان جلوگیری میشود. ثانیاً، میزان تجزیه پروتئینها بین سلولهای مختلف، متفاوت است.
وجود چنین تغییری در همه پروتئینهای موجود در یک گستره، میتواند نشاندهنده نوسان در فعالیت پروتئازوم باشد. پروتئازوم، یک کمپلکس پروتئینی است که پروتئینهای آسیبدیده و غیرضروری را تجزیه میکند. بهطور مشخصی، این اختلافات با تفاوت در میزان تولید پروتئین جبران میشود، بنابراین، باعث کاهش تغییرات در سطح بیان پروتئین در بین سلولها میشود.
طبق گفته دکتر Suter:” دو کارخانه را تجسم کنید؛ کارخانه A مقادیر زیادی از محصول بیکیفیت X را تولید میکند. این بدین معناست که تولید این کارخانه از تنظیم خارج شده است. در مقابل آن، کارخانه B مقادیر کمی از محصول با کیفیت Y را تولید میکند. این بدین معناست که این کارخانه برای مدت بیشتری کار کرده است.”