كيف يبدو الترمومتر الجزيئي؟ هذا السؤال أكثر تعقيدًا مما قد يبدو للوهلة الأولى. على ما يبدو ، فإن "مقياس الحرارة" الذي تستخدمه الخلية ، والذي يلعب أحد أهم الأدوار في الحفاظ على استقرار بروتين الخلية ، هو نظام لعوامل النسخ والبروتينات المتخصصة - المرافقون ، بما في ذلك. بروتينات الصدمة الحرارية التي تتفاعل ليس فقط مع ارتفاع درجة الحرارة (هذه فقط أول الوظائف المكتشفة لهذه الفئة من البروتينات) ، ولكن أيضًا للتأثيرات الفسيولوجية الأخرى التي تتلف الخلية.
Chaperones هي فئة من البروتينات ، وتتمثل وظيفتها الرئيسية في استعادة البنية الثلاثية الصحيحة للبروتينات التالفة ، فضلاً عن تكوين مجمعات البروتين وتفككها.
يتفاعل نظام Chaperone مع الضرر الناشئ في مسار حياة الخلية ويضمن المرور الصحيح للطي - طي سلاسل الأحماض الأمينية التي تنحدر من "خط التجميع" الريبوزومي إلى هياكل ثلاثية الأبعاد. على الرغم من وضوح الأهمية الاستثنائية لهذا النظام ، لم يفترض أي من المتخصصين الذين يدرسون هذا النظام لفترة طويلة أن هذا الترمومتر الجزيئي كان في نفس الوقت نوعًا من "مصدر الشباب" للخلية ، ودراسته توفر فرصة للنظر في عدد من الأمراض من منظور جديد لم يكن معروفًا من قبل ...
لا تشكل البروتينات ، وهي المنتج الرئيسي لعمل الجينوم ، الهيكل فحسب ، بل تضمن أيضًا عمل جميع الخلايا والأنسجة والأعضاء. عدم وجود اضطرابات في تخليق متواليات الأحماض الأمينية ؛ يعد تكوين جزيئات البروتين وتجميعها ونقلها ، بالإضافة إلى التخلص من البروتينات التالفة جانبًا أساسيًا للحفاظ على صحة الخلايا الفردية والكائن الحي بأكمله. البروتينات هي أيضًا المادة الضرورية للتكوين والتشغيل الفعال "للآلات الجزيئية" التي تدعم عمليات التخليق الحيوي ، وهي عملية ضرورية لضمان طول عمر الجسم. تنبع العديد من المشاكل من اضطرابات عملية الطي الأساسية للبروتينات. الاضطرابات في عمل "OTC" ، المتمثلة في بروتينات الصدمة الحرارية والمرافقين ، تؤدي إلى ظهور وتراكم الأخطاء. تؤدي هذه الأخطاء إلى تعطيل عمل الآليات الجزيئية ، مما قد يؤدي إلى الإصابة بأمراض مختلفة. إن حدوث مثل هذه الأخطاء في الخلايا العصبية محفوف بالعواقب الوخيمة حقًا ، ويتجلى ذلك في تطور أمراض التنكس العصبي مثل التصلب المتعدد ، وكذلك أمراض هنتنغتون ، وباركنسون والزهايمر.
اكتشف فيروشيو ريتوسا في عام 1962 ، تفاعل الصدمة الحرارية يوصف بأنه تغير ناتج عن درجة الحرارة في تنظيم الكروموسومات المكتظة بكثافة في خلايا الغدد اللعابية لذباب الفاكهة ، مما يؤدي إلى تكوين ما يسمى بـ "الانتفاخات". تظهر مثل هذه التورمات ، التي تبدو مثل كرات القطن تحت المجهر ، محصورة بين الكروموسومات المكدسة بإحكام ، عند تعرضها للدينيتروفينول والإيثانول وأملاح حمض الساليسيليك.
اتضح أن انتفاخات الكروموسومات هي مناطق جديدة من النسخ تبدأ تخليق رنا مرسال جديد في غضون بضع دقائق بعد ظهورها. تُعرف منتجات البروتين في هذه العملية الآن على نطاق واسع ببروتينات الصدمة الحرارية ، وأكثرها دراسة هي Hsp90 و Hsp70. تنظم بروتينات هذه العائلة طي سلاسل الأحماض الأمينية وتمنع ظهور جزيئات البروتين المشوهة في خلايا جميع الكائنات الحية.
في أواخر السبعينيات وأوائل الثمانينيات ، باستخدام التقنية الأصلية للكيمياء الحيوية الخلوية ، والتي تسمح بزيادة كمية الحمض النووي الريبي المرسال الذي يشفر تسلسل البروتينات المقابلة ، تمكن العلماء من استنساخ أول جينات الصدمة الحرارية من ذبابة الفاكهة. في ذلك الوقت ، رأى الخبراء أن تفاعل الصدمة الحرارية كان مميزًا حصريًا لكائن ذبابة الفاكهة. في هذه المرحلة ، قدم ريتشارد موريموتو مساهمته الأولى في دراسة بروتينات الصدمة الحرارية. لقد جمع مجموعة واسعة من الحمض النووي من كائنات متعددة الخلايا ، وباستخدام طريقة النشاف الجنوبي ، أظهر أنها تحتوي جميعها على نظائر لجين Hsp70 متطابقة تقريبًا في التركيب. في نفس الوقت تقريبًا ، حدد جيم باردويل وبيتي كريج من جامعة ويسكونسن في ماديسون جين dnaK في جينوم الإشريكية القولونية ، وهو أيضًا نظير لـ Hsp70. كانت نتيجة مزيد من الدراسة التفصيلية لهذه المسألة هي فهم أن جينات الصدمة الحرارية في شكل لم يتغير عمليا في سياق التطور ممثلة في جينومات ممثلي جميع الممالك الخمس للعالم الحي.
كان التقدم التالي في سلسلة الأحداث اللاحقة هو تحديد عائلة عوامل النسخ التي تتحكم في بدء المرحلة الأولى من تفاعل الصدمة الحرارية. شاركت عدة مجموعات بحثية من جامعات مختلفة في هذا العمل ، بما في ذلك مجموعة Morimoto. لقد أثبت العلماء أن الزيادة في درجة حرارة الخلية تسبب تغيرًا في شكل عوامل النسخ هذه ، مما يسهل ارتباطها بمحفزات جينات الصدمة الحرارية ، والتي تبدأ في تصنيع بروتينات الصدمة الحرارية. علاوة على ذلك ، اتضح أنه على عكس الخميرة وذباب الفاكهة والديدان الخيطية Caenorhabditis elegans ، التي لها عامل نسخ واحد فقط لجينات الصدمة الحرارية ، فإن الخلايا البشرية لديها ما يصل إلى ثلاثة عوامل من هذا القبيل. قاد هذا المخطط المعقد لتنظيم التعبير عن الجينات المدروسة العلماء إلى فكرة تعدد وظائفهم ، الأمر الذي يتطلب دراسة إضافية.
أظهرت دراسات أخرى أن بروتينات الصدمة الحرارية نفسها تنظم عمل عامل النسخ ، الذي يبدأ إنتاجها في نواة الخلية. أصبح من الواضح أيضًا أن بروتينات الصدمة الحرارية تؤدي وظائف المرافقين الجزيئية - فهي تتحكم في طي سلاسل الأحماض الأمينية ، مما يضمن تكوين مطابقة مكانية صحيحة لجزيئات البروتين ، وأيضًا تحديد الاضطرابات في هذه العملية والقضاء عليها. وهكذا ، اتضح أن مقياس الحرارة الخلوي لا يقيس درجة الحرارة فحسب ، بل يراقب أيضًا ظهور البروتينات المشوهة والتالفة في الخلية. تملأ الصدمة الحرارية والتأثيرات المجهدة الأخرى الخلية ببروتينات غير طبيعية ، والتي تتفاعل معها المرافقون عن طريق ربط هذه البروتينات وإطلاق عامل نسخ الصدمة الحرارية -1 (Hsf1). تشكل جزيئات هذا العامل بشكل تلقائي قواطع (مجمعات من ثلاثة جزيئات) ترتبط بالمناطق المقابلة من الجينوم ، والتي بدورها تؤدي إلى تخليق بروتينات الصدمة الحرارية. تؤدي الزيادة اللاحقة في تركيز بروتينات الصدمة الحرارية إلى المستوى المطلوب وفقًا لمبدأ التغذية المرتدة إلى قمع نشاط النسخ لعامل النسخ Hsf1.
أدت دراسة عمل بروتينات الصدمة الحرارية على خطوط الخلايا إلى الحد بشدة من إمكانيات الباحثين ، لأنها لم تقدم معلومات عن التغييرات المصاحبة في الكائن الحي بأكمله. لذلك ، في حوالي عام 1999 ، قرر موريموتو وزملاؤه التحول إلى نموذج جديد - الديدان المستديرة من النوع C. elegans. لقد استلهموا بشكل خاص من عمل ماكس بيروتز ، الذي نُشر في عام 1994 ، والذي وجد أن سبب مرض التنكس العصبي الخطير - مرض هنتنغتون - هو طفرة خاصة في جين يسمى هنتنغتين. ينتج عن هذه الطفرة تخليق متغير بروتين يحتوي على جزء إضافي من الجلوتامين الأحماض الأمينية طويلة السلسلة ، مما يؤدي على ما يبدو إلى تعطيل عملية الطي العادية. يؤدي تجمع جزيئات البروتين غير الطبيعية في الخلايا العصبية إلى تطور مرض هنتنغتون. افترض الباحثون أن دراسة البروتينات التي تعطل تكوينها الجزيئي بسبب التعبير عن البوليجلوتامين أو لأسباب مماثلة ستساعد على فهم عمل مقياس الحرارة الجزيئي.
أثناء العمل على إنشاء نماذج حيوانية للتعبير في الخلايا العصبية وخلايا العضلات للبروتينات التي تحتوي على تسلسل فائض من البوليجلوتامين ، وجد الباحثون أن درجة التجميع والسمية المرتبطة بهذه البروتينات تتناسب مع طولها وعمر الكائن الحي. قادهم هذا إلى الاعتقاد بأن كبت آلية الإشارات التي يتوسطها الأنسولين والتي تنظم عمر الجسم يمكن أن تؤثر على تراكم البروتينات المحتوية على البولي جلوتامين. أكدت نتائج الدراسات الإضافية وجود العلاقة المقترحة ، وأظهرت أيضًا أن تأثير عمل عامل النسخ Hsf1 على عمر الكائن الحي يتم بواسطة آلية إشارات تعتمد على الأنسولين. أوضحت هذه الملاحظات أن تفاعل الصدمة الحرارية مهم بنفس القدر لبقاء الكائن الحي في ظروف الإجهاد الحاد وللتعادل المستمر للتأثير السام للبروتينات ، مما يؤثر سلبًا على عمل الخلايا وعمرها.
سمح استخدام الكائنات الحية كنموذج تجريبي للعلماء بأخذ البحث إلى مستوى جديد نوعيًا. بدأوا في الانتباه إلى الآليات التي من خلالها يدرك الجسم ويدمج المعلومات القادمة من الخارج على المستوى الجزيئي. إذا كان الإجهاد يؤثر على عملية الشيخوخة ، فمن المنطقي أن نفترض أن بروتينات الصدمة الحرارية ، التي تسجل المظهر وتمنع تراكم البروتينات التالفة في الخلية ، قادرة تمامًا على إبطاء تطور تأثيرات الشيخوخة.
حقيقة أن العديد من الأمراض المرتبطة بتراكم البروتينات المعرضة للتجمع تتميز بأعراض الشيخوخة ، وأن جميع الأمراض القائمة على الاضطرابات في تكوين جزيئات البروتين مرتبطة بالشيخوخة تشير إلى أن البروتينات المنتقلة للحرارة الحساسة للحرارة تفقد وظائفها بسبب عمر الجسم. في الواقع ، أظهرت التجارب التي أجريت على C. elegans أن عمل الآلية التي يطلقها عامل النسخ Hsf1 ، وكذلك أنظمة الدفاع الخلوية الأخرى ، تبدأ في التلاشي فور وصول الكائن الحي إلى مرحلة النضج. ومع ذلك ، فقد اتضح أن تنشيط عامل النسخ Hsf1 في المراحل المبكرة من التطور يمكن أن يمنع اضطراب استقرار جزيئات البروتين (بروتينية).
ربما لا تنطبق هذه الملاحظة ، التي تشير إلى احتمالات مثيرة للاهتمام للغاية ، على الكائنات الحية متعددة الخلايا الأكثر تعقيدًا ، ولكن جميع الكائنات الحية مصنوعة من البروتينات ، لذا فإن النتائج التي تم الحصول عليها في التجارب على الديدان الأسطوانية يمكن ، بدرجة عالية من الاحتمال ، أن تساعد العلماء على فهم الآليات شيخوخة الإنسان.
مع ذلك، فتلك ليست نهاية الحكاية. تشير نتائج العمل الذي تم إجراؤه مؤخرًا تحت قيادة البروفيسور موريموتو إلى وجود آليات لتصحيح البروتينات التي لا تتطلب تدخلًا مباشرًا في عمل عامل النسخ Hsf1. قرر الباحثون إجراء فحص وراثي كلاسيكي لطفرات C. elegans ، مما يدل على وجود خلل في تكوين جزيئات البروتين في خلايا العضلات. ونتيجة لذلك ، وجدوا أن الطفرة التي تؤثر على هذه العملية تقع في الجين لعامل النسخ الذي يتحكم في إنتاج الناقل العصبي حمض جاما أمينوبوتيريك (GABA). يتحكم GABA في عمل الناقلات العصبية المثيرة وينظم توتر العضلات. حقيقة مثيرة للاهتمام هي أن أي انتهاك لاستقرار عمل الآليات التي تتوسط فيها GABA يؤدي إلى فرط التحفيز ، مما يجبر خلايا العضلات بعد المشبكي على الاستجابة للإجهاد غير الموجود ، مما يؤدي إلى انتهاك تكوين جزيئات البروتين. بعبارة أخرى ، اتضح أن نشاط الخلايا العصبية يمكن أن يؤثر على عمل موازين الحرارة الجزيئية لخلايا أخرى في الجسم ، مما يزيد من تعقيد الصورة الناشئة.
إذا امتدت هذه الآلية إلى البشر ، فربما يكون العلماء قادرين على تطوير طريقة للتأثير على الخلايا العصبية ، مما يؤدي إلى تنشيط بروتينات الصدمة الحرارية في خلايا العضلات والهيكل العظمي والمساعدة في القضاء على أعراض الحثل العضلي وأمراض الخلايا العصبية الحركية الأخرى . من المحتمل أن يسمح التلاعب بهذه الآلية بالتحكم في عملية تراكم البروتينات التالفة المرتبطة بالشيخوخة. ومع ذلك ، لسوء الحظ ، ليس كل شيء بهذه البساطة التي نتمنى أن تكون. في كائن C. elegans ، يتم التحكم في تطور تفاعل الصدمة الحرارية في جميع الخلايا الجسدية البالغة بواسطة زوج واحد من الخلايا العصبية. يبدو أن نشاط هذه الخلايا العصبية وآلية التغذية الراجعة تسمح للخلايا والأنسجة بتنشيط بروتينات الصدمة الحرارية وفقًا لاحتياجاتها الخاصة. الحقيقة هي أن الأنسجة المختلفة تتميز بنشاط مختلف للتخليق الحيوي للبروتين ، بالإضافة إلى اختلاف شدة وطبيعة التأثيرات الخارجية. لذلك ، فإن اتباع نهج عالمي للتحكم في رد فعل الصدمة الحرارية مستحيل من حيث المبدأ.
مسلحًا بنتائج أعمالهم وأفكارهم الواعدة ، أسس موريموتو والعديد من زملائه علاج البروتيوستاسيس ، الذي يهدف إلى تحديد الجزيئات العلاجية الصغيرة التي يمكنها تصحيح الآثار المرضية لتراكم جزيئات البروتين المشوهة. يرتبط هذا النهج بدرجة عالية من المخاطر إلى حد ما ، حيث يزداد مستوى بروتينات الصدمة الحرارية في العديد من الأمراض الخبيثة. ومع ذلك ، يعتقد موريموتو ورفاقه أن الاتجاه الذي يطورونه به احتمالية كبيرة للغاية بحيث لا يمكن تجاهله.
عن المؤلف
كرس البروفيسور ريتشارد موريموتو ، بعد دفاعه عن أطروحة الدكتوراه ، عمله بأكمله لدراسة أداء بروتينات الصدمة الحرارية ودورها في الشيخوخة. اتخذ موريموتو خطواته الأولى في الاتجاه الذي اختاره في جامعة هارفارد تحت إشراف الدكتور مات ميسيلسون. ريتشارد موريموتو هو حاليًا مدير معهد رايس للبحوث الطبية الحيوية بجامعة نورث وسترن في إيفانستون ، إلينوي ، وعضو مؤسس في علاج البروتيوستاسيس ، كامبريدج ، ماساتشوستس.
إيفجينيا ريابتسيفا
بوابة "الشباب الأبدي" بناءً على مواد من العالم: ريتشارد موريموتو ،
التغيرات الهيكلية والوظيفية تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة.يؤثر التعرض لدرجات الحرارة المرتفعة في المقام الأول على سيولة الأغشية ، مما يؤدي إلى زيادة نفاذية وإطلاق مواد قابلة للذوبان في الماء من الخلية. نتيجة لذلك ، هناك خلل في العديد من وظائف الخلايا ، ولا سيما تقسيمها. لذلك ، إذا كانت جميع الخلايا عند درجة حرارة 20 درجة مئوية تخضع لعملية الانقسام الانقسامي ، عند 38 درجة مئوية - كل سبعة ، وعند 42 درجة مئوية - فقط كل خمسمائة خلية.
تؤدي زيادة سيولة دهون الغشاء ، بسبب التغيير في تكوين وهيكل الغشاء أثناء ارتفاع درجة الحرارة ، إلى فقدان نشاط الإنزيمات المرتبطة بالغشاء وتعطيل نشاط ETC. من بين العمليات الرئيسية لإنتاج الطاقة - التمثيل الضوئي والتنفس ، الأكثر حساسية هي ETC لعملية التمثيل الضوئي ، وخاصة النظام الضوئي II (PS II). بالنسبة إلى إنزيمات التمثيل الضوئي ، فإن الإنزيم الرئيسي لدورة C3 من التمثيل الضوئي ، RBP carboxylase ، مقاوم تمامًا لارتفاع درجة الحرارة.
يكون لارتفاع درجة الحرارة تأثير ملحوظ على نظام الماء في النبات ، مما يزيد بسرعة وبشكل كبير من شدة النتح. نتيجة لذلك ، يصاب النبات بعجز مائي. إن الجمع بين الجفاف والحرارة والتشمس الشمسي العالي له تأثير سلبي أقصى على المحاصيل ، مما يعطل ، إلى جانب التمثيل الضوئي ، والتنفس ونظام المياه ، امتصاص المغذيات المعدنية.
الجوانب الجزيئية لأضرار الصدمة الحرارية.الأضرار الحرارية في الخلية هي البروتينات بشكل أساسي ، وخاصة الإنزيمات ، وتعطيل عملية التخليق الحيوي للبروتين de novo ، وتثبيط نشاط الإنزيمات ، مما يؤدي إلى تحلل البروتينات الموجودة. نتيجة لذلك ، قد تختفي تجمعات من الإنزيمات المهمة لعمل الخلايا أثناء الإجهاد والإصلاح اللاحق. معظم إنزيمات النبات الرئيسية قابلة للحرارة ، بما في ذلك RuBisCO و catalase و SOD. تثبيط RuBisc هو السبب الرئيسي لانخفاض IF في درجات الحرارة العالية. تعمل الحرارة أيضًا على تثبيط القدرة على تحويل السكروز إلى نشا في الشعير والقمح والبطاطس ، مما يشير إلى أن إنزيمًا واحدًا أو أكثر في سلسلة التحويل يتم تثبيطه بشدة بواسطة الحرارة. التأثير المباشر للحرارة على نشاط سينسيز النشا القابل للذوبان في السويداء للقمح ، سواء في المختبر أو في الجسم الحي ، يمنع تراكم النشا.
أدت درجات الحرارة المرتفعة إلى تثبيط نشاط الكاتلاز في العديد من الأنواع النباتية ، بينما لم يتم قمع نشاط إنزيمات مضادات الأكسدة الأخرى. في الجاودار ، كانت التغييرات في نشاط الكاتلاز قابلة للعكس ولم تترك أضرارًا مرئية بعد إيقاف الحرارة ، بينما في الخيار ، تم إبطاء استعادة نشاط الكاتلاز (تثبيطه) وكان مصحوبًا بتغير لون الكلوروفيل ، مما يشير إلى ضرر مؤكسد أكبر. في شتلات الذرة المزروعة في درجات حرارة مرتفعة (35 درجة مئوية) ، كان نشاط SOD أقل منه في درجات حرارة منخفضة نسبيًا (10 درجات مئوية).
انتهكت الحرارة سلامة الأغشية ، مما أدى إلى زيادة نفاذية الأيونات والمحاليل. في الوقت نفسه ، تعطل نشاط الإنزيمات المرتبطة بالغشاء من التمثيل الضوئي ، والتنفس ، ونقل المستوعبات. زادت الحرارة من تشبع الأحماض الدهنية في فوسفوليبيدات غشاء EPR. في ظل ظروف الحرارة الشديدة ، تعرضت أغشيتها للتلف الانتقائي ، مما تسبب في تدهور mRNA (3-amylase. وفي الوقت نفسه ، يؤثر تسرب المواد الناتج عن الحرارة عبر الأغشية على إمكانات الأكسدة والاختزال في الأجزاء الخلوية الرئيسية ، مما يؤدي بدوره إلى تعطيل مسار عمليات التمثيل الغذائي حتى موت الخلية.
تم التعرف مؤخرًا على الإجهاد التأكسدي كواحد من أهم العوامل السلبية في تأثيرات الحرارة على النباتات. تسبب الحرارة عدم توازن بين كمية الإشعاع الشمسي التي تمتصها الأصباغ ونقل الإلكترونات عبر السيتوكرومات - وهي عملية تسمى منع الضوء. يمكن تحويل الطاقة الزائدة إلى الأكسجين ، مما يؤدي إلى تكوين ROS. المناطق الرئيسية للأضرار التأكسدية في الخلايا هي الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء ، حيث يتم إعاقة نقل الإلكترون. في البلاستيدات الخضراء ، يؤدي الإجهاد الناتج عن درجات الحرارة المرتفعة إلى تثبيط ضوئي لعملية التمثيل الضوئي وتعطيل الكاتلاز ، مما يؤدي إلى تراكم ROS وتغير لون الكلوروفيل. يُعرف نظام الصور II بأنه الأكثر حساسية لتأثير الحرارة ، مما يؤدي إلى تفكك المكونات الوظيفية لمركب PS II ، وبالتالي ، اضطراب نقل الإلكترون بين PS I و PS II ، مما يؤدي إلى زيادة تدفق الإلكترون إلى الأكسجين الجزيئي ، وتكوين ROS. نتيجة لذلك ، ينخفض IF ، وهو السبب الرئيسي لفقدان المحصول تحت تأثير الحرارة.
بروتينات الصدمة الحرارية.تم اكتشاف تخليق بروتينات الصدمة الحرارية (HSP) استجابة لارتفاع درجة الحرارة في عام 1974. وهي خاصية مميزة لجميع أنواع الكائنات الحية ، بما في ذلك النباتات العليا والدنيا. يتم تمثيل HSP في جميع الكائنات الحية بمجموعة كبيرة من polypeptides ، والتي عادة ما يتم تسميتها وفقًا للوزن الجزيئي المعبر عنه بالكيلو دالتون (kDa). على سبيل المثال ، HSPs ذات الوزن الجزيئي 70 كيلو دالتون تسمى HSP 70. يتضح الدور الهام لـ HSPs في حياة الخلايا من خلال التحفظ العالي لتطورها. وهكذا ، فإن المواقع الفردية في تطور HSP 70 تحتفظ بأكثر من 90٪ من التماثل في البكتيريا والبشر. يتم تمثيل HSPs النباتية بمجموعة من البروتينات ذات الوزن الجزيئي العالي (110-60 كيلو دالتون) والوزن الجزيئي المنخفض (35-15 كيلو دالتون). السمات المميزة للنباتات هي تعدد HSPs منخفض الوزن الجزيئي والشدة العالية لتركيبها أثناء الصدمة الحرارية (HS).
تخليق HSP هو برنامج صدمة حرارية مرهق يحدث عندما ترتفع درجة الحرارة بمقدار 8-10 درجة مئوية فوق المعدل الطبيعي. وهكذا ، في أوراق الشعير ، يتم الوصول إلى الحد الأقصى لتركيب HSP عند 40 درجة مئوية ، وفي أوراق الأرز - عند 45 درجة مئوية. يشمل تحويل حياة الخلية الطبيعية إلى برنامج مرهق إعادة برمجة الجينوم المرتبطة بتثبيط التعبير الجيني ، ونشاطها سمة من سمات الحياة في ظل الظروف العادية ، وتنشيط جينات HS. في الخلايا النباتية ، تم اكتشاف HSPs المرنا المرنا بعد 5 دقائق من بداية الإجهاد. بالإضافة إلى ذلك ، يحدث اضمحلال polysomes الذي يصنع البروتينات النموذجية للظروف العادية ، ويحدث تكوين polysomes الذي يصنع HSPs. التنشيط السريع لتوليف HSP ليس فقط على مستوى النسخ (تخليق الحمض النووي الريبي على الحمض النووي) ، ولكن أيضًا الترجمة (تخليق البروتين على الرنا المرسال) يتحقق نتيجة لتنسيق العديد من الأحداث. تسبب الصدمة الحرارية تغييرات في الرنا المرسال المركب في الخلية قبل الصدمة ، المرتبطة بتعديل عوامل ترجمة البروتين والبروتينات الريبوسومية. بالإضافة إلى ذلك ، تختلف HSP mRNAs عن mRNAs للبروتينات التقليدية. نتيجة لـ HS ، ضعف ثم إنهاء تخليق البروتينات الشائعة وتحويل جهاز تخليق البروتين إلى تخليق HSPs ، الموجودة في الخلية بالفعل بعد 15 دقيقة من ظهور HS. لوحظ التوليف الأقصى بعد 2-4 ساعات ، ثم يتناقص.
يحدث تخليق HSPs المختلفة في درجات حرارة مختلفة. في البلاستيدات الخضراء ، تم تنشيط تخليق HSPs عالي الوزن الجزيئي في نطاق 34-42 درجة مئوية ، وإضعافه عند 44 درجة مئوية ، وانخفاض حاد عند 46 درجة مئوية. كان تحريض تخليق HSPs منخفض الوزن الجزيئي ملحوظًا بشكل خاص عند 40-42 درجة مئوية. حدث تثبيط كبير لتخليق RuBisc فقط عند درجات حرارة أعلى من 44 درجة مئوية. يتم ترميز جميع HSPs التي تم اكتشافها في البلاستيدات الخضراء تقريبًا في النواة ، ويتم تصنيعها في السيتوبلازم ، ثم يتم نقلها إلى البلاستيدات الخضراء ، حيث تؤدي وظيفة وقائية أثناء التهاب الغدد العرقية المقيّح. بعد نهاية الصدمة الحرارية ، يتوقف تخليق HSP ويستأنف تصنيع البروتينات المميزة للخلية في ظل ظروف درجة الحرارة العادية. في هذه الحالة ، تتحلل جزيئات HSP mRNAs بسرعة في الخلايا عند درجة الحرارة العادية ، بينما يمكن للبروتينات نفسها أن تستمر لفترة أطول ، مما يوفر على ما يبدو زيادة في مقاومة الخلية للتسخين. عادةً ما يؤدي التعرض المطول للخلايا لـ HS أيضًا إلى إضعاف وإنهاء تخليق HSP. في هذه الحالة ، يتم تنشيط آليات تنظيم التعبير عن جينات HSP بواسطة مبدأ التغذية الراجعة. يقلل تراكم HSPs في الخلايا من نشاط جيناتها. من الممكن بهذه الطريقة أن تحافظ الخلية على عدد HSPs عند المستوى المطلوب ، مما يمنع إنتاجها الزائد.
كقاعدة عامة ، استجابة لارتفاع درجة الحرارة ، يتم تصنيع البروتينات المقابلة ، مما يساهم في زيادة المقاومة الحرارية للجسم. يتم وصف الدور الوقائي لـ HSPs بواسطة نموذج مرافق جزيئي (مترجم من الإنجليزية - دليل ، مرشد لشاب). في الظروف القاسية ، "يعتني" HSPs بوظيفة جزيئات كبيرة معينة ، هياكل خلوية ، خلايا خالية من المكونات التالفة ، مما يسمح بالحفاظ على التوازن الخلوي. يعتمد تفاعل HSP 70 مع البروتينات الأخرى على نسبة ATP / ADP. يُعتقد أن HSP 70 في معقد يحتوي على ADP يحتفظ بالبروتين غير الملتصق على نفسه ، ويؤدي استبدال ADP بـ ATP إلى إطلاق هذا البروتين من المركب بـ HSP 70.
وفقًا لهذا النموذج ، تزيد HSPs المقاومة الحرارية للخلايا ، مما يوفر العمليات التالية: التثبيت المعتمد على الطاقة للهيكل الأصلي للبروتينات ؛ التجميع الصحيح لهياكل قليلة القسيمات في ظل ظروف ارتفاع الحرارة ؛ نقل المواد عبر أغشية العضيات ؛ تفكيك المجمعات الجزيئية التي تم تجميعها بشكل غير صحيح ؛ إطلاق الخلية من الجزيئات الكبيرة المحوَّلة وإعادة استخدام المونومرات المتضمنة فيها بمساعدة اليوبيكويتين. يوبيكويتين Ubiquitins عبارة عن بروتينات صدمة حرارية منخفضة الوزن الجزيئي ، حيث يجعل ارتباطها ببولي ببتيد هدفًا للبروتياز. هذا نوع من "علامة الموت" للبروتينات. بمساعدتهم ، يحدث التخلص من البروتينات التالفة وغير المكتملة نتيجة لعمل التهاب الغدد العرقية المقيّح وإزالتها.
يشهد عدد من الحقائق لصالح الوظيفة الوقائية لـ HSP في HS. على وجه الخصوص ، لقد ثبت أن إغلاق تخليق البروتين بواسطة مثبطات معينة أثناء HSP ، عندما يحدث تخليق HSP ، يؤدي إلى موت الخلايا. يمكن تقوية الخلايا ، مما يزيد من ثباتها الحراري من خلال التعرض الأولي قصير المدى لدرجات حرارة مرتفعة. تتطابق شروط هذا التبريد مع شروط تحريض تخليق HSP. ومن المثير للاهتمام أن توليف HSP في النباتات لا يحفز فقط HS ، ولكن أيضًا ، على سبيل المثال ، أملاح الكادميوم والزرنيخ ، العلاج الذي يزيد من مقاومة الخلايا للحرارة. من المهم أيضًا التأكيد على أن التغييرات في بنية الجين (الطفرات) التي تعطل تخليق HSP تؤدي إلى فقدان مقاومة الخلية للحرارة. ستجعل الدراسات الإضافية للوظيفة المحددة لكل HSP تحت الضغط من الممكن توضيح الآليات الجزيئية لتشكيل وعمل الخصائص الوقائية في HSP.
تحتوي معظم بروتينات HS على بروتينات مرتبطة في الخلايا ، والتي يتم تصنيعها في درجة حرارة طبيعية باستمرار أو في مراحل معينة من التكوُّن. اتضح أن هذه البروتينات ، على وجه الخصوص HSP 70 ، ترتبط ببروتينات أخرى ، مما يجعلها تتكشف وتمنع تراكمها. هذا الأخير يمكن أن يمنع البروتين من اكتساب التشكل الأصلي الضروري لنشاطه الوظيفي. يعد كشف البروتينات باستخدام HSPs ضروريًا لاختراقها من خلال غشاء البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا و EPR. نظرًا لأن تراكم البروتينات يزداد بشكل حاد مع زيادة درجة الحرارة ، فإن تنشيط تخليق HSP 70 في ظل هذه الظروف يجب أن يحمي البروتينات من التلف الذي لا رجعة فيه. توجد HSPs في جميع حجرات الخلايا ، ولا سيما في النواة والنوى ، حيث تتراكم أثناء التهاب الغدد العرقية المقيّح. يسهل HSP 70 مرور سلائف بروتين البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا المركبة في السيتوبلازم عبر الغشاء ، ويلعب دورًا في التكوّن الحيوي لهذه العضيات. HSP 60 ، المرتبط أيضًا بالمرافقين ، يُطلق عليهم أيضًا اسم chaperonins. تضمن هذه البروتينات التجميع الصحيح للبنية الرباعية للبروتينات الخلوية ، على سبيل المثال ، الإنزيم الرئيسي لعملية التمثيل الضوئي ، RuBisc ، الذي يتكون من ثماني وحدات فرعية كبيرة وثمانية وحدات فرعية صغيرة. تضم مجموعة المرافقين أيضًا HSP 90 ، الذي يلعب دورًا مهمًا في تكوين مركب من هرمونات الستيرويد مع مستقبلاتها. بالإضافة إلى ذلك ، يشكل HSP 90 معقدات تحتوي على بعض كينازات البروتين التي تتحكم في نشاطها. كما تعلم ، فإن بروتين كينازات فسفوريلات مجموعة متنوعة من البروتينات الخلوية ، مما ينظم نشاطها.
في النباتات ، تم العثور على أكثر من 30 HSPs منخفض الوزن الجزيئي (15-35 كيلو دالتون) ، مترجمة بشكل رئيسي في حبيبات الصدمة الحرارية السيتوبلازمية التي تظهر أثناء التهاب الغدد العرقية المقيّح وتختفي بعده. وتتمثل وظيفتها الرئيسية في حماية mRNAs "قبل الصدمة" ، مما يسمح باستخدامها لتخليق البروتين بعد نهاية الصدمة. تم العثور أيضًا على HSPs منخفض الوزن الجزيئي في مقصورات أخرى ، على وجه الخصوص ، في البلاستيدات الخضراء. يُعتقد أنها تحمي أغشية الثايلاكويد من HS ، حيث تتم ترجمة عمليات المرحلة الضوئية لعملية التمثيل الضوئي.
في بعض النباتات ، تم العثور على تخليق HSP التأسيسي (غير المستحث) أثناء تكوين حبوب اللقاح ، على وجه الخصوص. من الممكن أن توفر HSPs قبل الصدمة ثباتها الحراري أثناء HSP. بالإضافة إلى HSP ، فإن الحرارة تحفز التعبير عن البروتينات من الفئات الأخرى ، على وجه الخصوص كالمودولين.
استقلاب الصدمة الحرارية.هناك عدد قليل جدًا من الدراسات المستهدفة عن التمثيل الغذائي للنبات تحت تأثير HS ، وفي هذه التجارب ، غالبًا ما كان كل من HS والجفاف يعملان في وقت واحد. هذه نقطة مهمة للغاية ، لأن استجابة النباتات لمزيج من الجفاف و HS تختلف عن الاستجابة للضغوط الفردية. وهكذا ، في ظل مجموعة من الضغوط ، تراكمت النباتات العديد من السكريات القابلة للذوبان ، بما في ذلك السكروز ، المالتوز ، trecallose ، الفركتوز ، والجلوكوز. تحت تأثير الجفاف ، يتراكم البرولين ، بينما تحت تأثير HS ، بالإضافة إلى مزيج من HS والجفاف ، لم يتراكم البرولين في النباتات. في ظل ظروف TS ، يكون البرولين أو وسيطه (pyrroline-5-carboxylate) سامًا ؛ لذلك ، البرولين غير مناسب كأسموليت متوافق. مع العمل المتزامن لـ HS والجفاف ، يزداد محتوى الجلوتامين بشكل حاد. على ما يبدو ، عندما يتم تثبيط التخليق الحيوي للبرولين ، يتحول الجلوتامات إلى جلوتامين. في الوقت نفسه ، يتم تنشيط الجينات التي تشفر انقسام النشا والتخليق الحيوي للدهون ، ويزداد التعبير عن الجينات التي تشفر هكسوكيناز ، ونزعة هيدروجيناز الجلوكوز 6 فوسفات ، وفركتوكيناز ، وسكروز- UDP- الجلوكوزيل ترانسفيراز. إن التغييرات في التعبير الجيني على مستوى النسخ هي التي تمثل العامل الرئيسي في إعادة برمجة التمثيل الغذائي للكربوهيدرات.
تحت تأثير HS على شتلات نبات الأرابيدوبسيس ، تم إنشاء زيادة متزامنة في حجم أحواض عدد من الأحماض الأمينية والأميدات (الأسباراجين ، الليوسين ، الإيزولوسين ، الثريونين ، الألانين ، الفالين) التي تم الحصول عليها من ANA و PVA. بالإضافة إلى ذلك ، زاد محتوى الكربوهيدرات: المالتوز والسكروز والجالاكتينول والميونوزيتول والرافينوز والسكريات الأحادية ، وهي سلائف جدار الخلية. بالفعل بعد 6 ساعات ، زادت تركيزات ب-ألانين ، الجلسرين ، المالتوز ، السكروز ، trecallose.
التمثيل الضوئي والنتح والتنفس.يعتبر تصرف الثغور مؤشرًا وثيق الصلة بتنظيم استقلاب ثاني أكسيد الكربون و H2O في النباتات. تشير العديد من البيانات إلى أن درجات الحرارة المرتفعة تؤدي إلى إغلاق الفم ، والذي يمكن اعتباره رد فعل غير مباشر للاعتماد على درجة الحرارة لعجز ضغط بخار الماء وتنفس الأوراق. وبالتالي ، فإن الإغلاق الجزئي للثغور هو نتيجة لزيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون داخل الخلايا. ومع ذلك ، فإن الإغلاق المطلوب للثغور لا يؤدي إلى انخفاض في التمثيل الضوئي ، حيث لا تتطابق درجة الحرارة مع التوصيل الثغري و IF. وهكذا ، تزداد موصلية الثغور عند درجات حرارة بحيث يتم تثبيط التمثيل الضوئي بشكل لا رجعة فيه.
على الرغم من أن التوصيل الثغري لا يبدو أنه يؤثر بشكل مباشر على IF ، إلا أنه يساعد على تنظيم النتح ، والذي ، من خلال التحكم في درجة حرارة الورقة ، يؤثر على مقاومة الحرارة لعملية التمثيل الضوئي. في محاصيل بعض المحاصيل ذات إمدادات الرطوبة الكافية ، بسبب التنظيم الحراري ، يمكن أن تكون درجة حرارة الهواء أقل بحوالي 8 درجات مئوية من درجة حرارة الهواء فوق المحصول. في الوقت نفسه ، مع نقص الرطوبة في التربة ، يمكن ملاحظة الصورة المعاكسة - درجة حرارة الأوراق في البذر تتجاوز درجة حرارة الهواء المحيط بحوالي 15 درجة مئوية ، مما يعزز التأثير السلبي لنقص المياه على IF.
كثافة التمثيل الضوئي الصافي للقمح ومعظم محاصيل C3 مستقرة تمامًا في حدود 15-30 درجة مئوية. تحت نطاق درجة الحرارة هذا وفوقه ، ينخفض IF بنسبة 5-10٪ لكل درجة (الشكل 3.1). يجب ألا يخفي التغيير الضئيل نسبيًا في صافي التمثيل الضوئي في نطاق 15-30 درجة مئوية حقيقة أن التمثيل الضوئي الإجمالي يزيد في الواقع مع زيادة درجة الحرارة. ومع ذلك ، نظرًا للزيادة المتزامنة في معرف النبات بأكمله وخاصة التنفس الضوئي ، فإن شدة التمثيل الضوئي الصافي تتغير قليلاً.
هناك اختلافات ملحوظة بين ثقافات C3 و C4 في هذا الصدد ، ولوحظ الكثافة المثلى لعملية التمثيل الضوئي الصافي في أنواع C4 عند درجات حرارة أعلى (30-40 درجة مئوية). إن تنفسهم الضوئي ضئيل ، ونتيجة لذلك فإن الزيادة في تثبيت ثاني أكسيد الكربون مع زيادة درجة الحرارة لا تحجبها تكاليف التنفس الضوئي. في الواقع ، يتم تفسير درجة الحرارة الأعلى المثلى لعملية التمثيل الضوئي الصافي في أنواع C4 مقارنة بأنواع C3 من خلال انخفاض تكاليف الجهاز التنفسي عند درجات حرارة مرتفعة في النوع الأول. لا يتم ملاحظة التغييرات التي لا رجعة فيها في جهاز التمثيل الضوئي الخاصة بهم فقط عندما تتجاوز درجة الحرارة 40 درجة مئوية ، ويرجع ذلك أساسًا إلى تلف PS II ، والذي يحدث في غضون بضع دقائق بعد بدء تأثير HS ، والذي له تأثير حاسم على المحصول.
صدمة حرارية صدمة حرارية- صدمة حرارية.
الحالة المجهدة للجسم بعد التعرض لدرجات حرارة عالية بشكل خاص ، T.sh.تستخدم للحث على تعدد الصبغيات<المستحثة تعدد الصبغيات> بشكل رئيسي في الحيوانات التي تتكاثر في الماء (الأسماك ، الرخويات): ترتفع درجة حرارة الماء إلى 29-33 درجة مئوية لمدة 2-20 دقيقة. (عادة ما تكون درجة حرارة الحضانة العادية 15-20 درجة مئوية) بعد 3-10 دقائق. (تحريض ثلاثي الصبغيات) أو بعد 20-40 دقيقة. (تحريض رباعي الصبغيات) بعد الإخصاب ؛ قادر أيضًا على T.sh.تحليل نشاط بروتينات الصدمة الحرارية المحددة<بروتينات الصدمة الحرارية> ، نشاط نفخة<النفخ> في ذباب الفاكهة (في هذه الحالة T.sh.عند 41-43 درجة مئوية).
(المصدر: "القاموس التوضيحي الإنجليزي-الروسي للمصطلحات الجينية." Arefiev VA، Lisovenko LA، Moscow: VNIRO Publishing House، 1995)
شاهد ما هي "الصدمة الحرارية" في القواميس الأخرى:
صدمة حرارية- * صدمة سبلافي * صدمة حرارية حالة مجهدة للجسم نتيجة التعرض لدرجات حرارة عالية. ت. ش. يتم استخدامه: أ) للحث على تعدد الصبغيات (انظر) في الأسماك ، والرخويات ، وحضانة الأفراد بعد الإخصاب عند 29 33 درجة مئوية (بدلاً من ... ... علم الوراثة. قاموس موسوعي
صدمة حرارية- الحالة المجهدة للجسم بعد التعرض لدرجات حرارة عالية وخاصة T.sh. يتم استخدامه للحث على تعدد الصبغيات بشكل رئيسي في الحيوانات التي تتكاثر في الماء (الأسماك ، الرخويات): تزداد درجة حرارة الماء إلى 29 33 درجة مئوية لمدة 2 20 دقيقة ... ... دليل المترجم الفني
صدمة حرارية- تزامن: استنفاد حراري. يحدث ذلك عند ارتفاع درجة الحرارة بسبب عدم استجابة أوعية القلب غير الكافية لارتفاع درجة الحرارة للغاية ، خاصةً في كثير من الأحيان عند كبار السن الذين يتناولون مدرات البول. يتجلى بالضعف ... القاموس الموسوعي لعلم النفس والتربية
ارتفاع درجة الحرارة والصدمة الحرارية- عسل. ارتفاع درجة الحرارة (الإغماء الحراري ، والسجود الحراري ، والانهيار الحراري) وضربة الشمس (فرط الحموضة ، ضربة الشمس ، ارتفاع درجة حرارة الجسم) هي تفاعلات مرضية للجسم مع درجات الحرارة المحيطة المرتفعة المرتبطة بـ ... ... كتيب المرض
- (الإنجليزية HSP ، بروتينات الصدمة الحرارية) هي فئة من البروتينات المتشابهة وظيفيًا ، والتي يزيد التعبير عنها مع زيادة درجة الحرارة أو في ظل ظروف مرهقة أخرى للخلية. زيادة التعبير عن الجينات المشفرة لبروتينات الحرارة ... ... ويكيبيديا
رباعي يتكون من أربعة جزيئات بروتين p53 متطابقة. وهي مرتبطة بالمجالات المسؤولة عن القلة (انظر النص). p53 (بروتين p53) هو عامل نسخ ينظم دورة الخلية. في حالة غير متحولة ...... ويكيبيديا
إذا ارتفعت درجة الحرارة ، يتفاعل معها الكائن الحي ، وينتج مركبات غريبة تسمى "بروتينات الصدمة الحرارية". هذه هي الطريقة التي يتفاعل بها الإنسان ، هكذا تتفاعل القطة ، هكذا يتفاعل أي مخلوق ، لأنه يتكون من خلايا حية. ومع ذلك ، ليس فقط ارتفاع درجة الحرارة هو الذي يثير تخليق بروتين الصدمة الحرارية من الكلاميديا والأنواع الأخرى. غالبًا ما تكون المواقف ناتجة عن ضغوط شديدة.
معلومات عامة
نظرًا لأن بروتينات الصدمة الحرارية لا ينتجها الجسم إلا في مواقف محددة ، فإن لها عددًا من الاختلافات عن المركبات التي يتم إنتاجها بشكل طبيعي. تتميز فترة تكوينها بتثبيط التعبير عن تجمع البروتين الرئيسي ، والذي يلعب دورًا مهمًا في عملية التمثيل الغذائي.
HSP-70 حقيقيات النوى ، بدائيات النوى DnaK هي عائلة قام فيها العلماء بدمج بروتينات الصدمة الحرارية المهمة للبقاء على المستوى الخلوي. هذا يعني أنه بفضل هذه الوصلات ، يمكن للخلية أن تستمر في العمل حتى في حالة تقاومها الإجهاد والتدفئة والبيئة العدوانية. ومع ذلك ، يمكن أن تشارك بروتينات هذه العائلة أيضًا في العمليات التي تحدث في ظل الظروف العادية.
علم الأحياء على المستوى المجهري
إذا كانت النطاقات متطابقة بنسبة 100٪ ، فإن حقيقيات النوى وبدائيات النوى تكون متجانسة بنسبة تزيد عن 50٪. أظهر العلماء أنه في الطبيعة ، من بين جميع مجموعات البروتين ، فإن 70 كيلو دالتون HSP بالضبط هي واحدة من أكثر المجموعات تحفظًا. تم إجراء البحث عن هذا في عامي 1988 و 1993. من المفترض ، يمكن تفسير هذه الظاهرة من خلال وظيفة المُرافق المتأصلة في بروتينات الصدمة الحرارية في الآليات داخل الخلايا.
كيف تعمل؟
إذا أخذنا في الاعتبار حقيقيات النوى ، فإن جينات HSP يتم تحفيزها تحت تأثير الصدمة الحرارية. إذا نجت خلية معينة من الظروف المجهدة ، فإن العوامل موجودة في النواة ، السيتوبلازم كمونومرات. مثل هذا المركب ليس له نشاط ربط الحمض النووي.
عند التعرض لظروف مرهقة ، تتصرف الخلية على النحو التالي: يتم شق Hsp70 ، والذي يبدأ في إنتاج البروتينات المشوهة. يقوم HSP بتشكيل قادين ، ويغير النشاط طابعه ويلمس الحمض النووي ، مما يؤدي في النهاية إلى تراكم المكونات في نواة الخلية. هذه العملية مصحوبة بزيادة متعددة في نسخ المرافقة. بالطبع ، الموقف الذي أثار هذا يمر بمرور الوقت ، وبحلول وقت حدوث ذلك ، يمكن تضمين Hsp70 مرة أخرى في HSP. يتلاشى النشاط المرتبط بالحمض النووي ، وتستمر الخلية في العمل ، وكأن شيئًا لم يحدث. تم تحديد تسلسل الأحداث هذا في عام 1993 في الدراسات التي أجراها موريموتو على HSP. إذا كان الجسم مصابًا بالبكتيريا ، فيمكن لـ HSPs التركيز على الغشاء الزليلي.
لماذا ولماذا؟
تمكن العلماء من الكشف عن أن HSPs تتشكل نتيجة لتأثير مجموعة متنوعة من المواقف السلبية التي تشكل خطورة على النشاط الحيوي للخلية. يمكن أن تتنوع التأثيرات المجهدة والمدمرة من الخارج بشكل كبير ، ولكنها تؤدي إلى نفس الشكل. بسبب HSP ، تعيش الخلية تحت تأثير العوامل العدوانية.
من المعروف أن HSPs تنقسم إلى ثلاث عائلات. بالإضافة إلى ذلك ، وجد العلماء أن هناك أجسامًا مضادة لتسخين بروتين الصدمة. يتم إجراء التقسيم الفرعي إلى مجموعات HSP مع الأخذ في الاعتبار الوزن الجزيئي. ثلاث فئات: 25 ، 70 ، 90 كيلو دالتون. إذا كانت هناك خلية تعمل بشكل طبيعي في كائن حي ، فمن المحتمل أن يكون بداخلها بروتينات مختلفة مختلطة مع بعضها البعض ، متشابهة إلى حد ما. بفضل HSPs ، يمكن أن تصبح البروتينات المشوهة ، وكذلك البروتينات المخثرة بشكل غير صحيح ، حلاً مرة أخرى. ومع ذلك ، إلى جانب هذه الوظيفة ، هناك البعض الآخر.
ما نعرفه وماذا نخمن
حتى الآن ، لم يتم دراسة بروتين الصدمة الحرارية للكلاميديا ، وكذلك بروتينات HSPs الأخرى ، بشكل كامل. بالطبع ، هناك بعض مجموعات البروتينات التي يمتلك العلماء قدرًا كبيرًا من البيانات عنها ، وهناك بعض المجموعات التي لم يتم إتقانها بعد. لكن العلم وصل الآن إلى المستوى الذي ستسمح لنا فيه المعرفة بالقول إنه في علم الأورام يمكن أن يكون البروتين بالصدمة الحرارية أداة مفيدة حقًا تسمح لك بهزيمة أحد أكثر الأمراض فظاعة في عصرنا - السرطان.
يمتلك العلماء أكبر قدر من البيانات حول HSP Hsp70 ، والتي يمكن أن ترتبط ببروتينات وتجمعات ومجمعات مختلفة ، حتى مع البروتينات غير الطبيعية. يحدث الإصدار بمرور الوقت ، متبوعًا بمركب ATP. هذا يعني أن المحلول يظهر في الخلية مرة أخرى ، ويمكن إعادة إخضاع البروتينات التي مرت بعملية التخثر غير الصحيحة لهذه العملية. التحلل المائي ، مركب ATP هي الآليات التي جعلت هذا ممكنًا.
الشذوذ والقواعد
من الصعب المبالغة في تقدير دور بروتينات الصدمة الحرارية للكائنات الحية. تحتوي أي خلية دائمًا على بروتينات غير طبيعية ، يمكن أن ينمو تركيزها إذا كانت هناك متطلبات خارجية لذلك. القصة النموذجية هي ارتفاع درجة الحرارة أو آثار العدوى. هذا يعني أنه من أجل مواصلة النشاط الحيوي للخلية ، من الضروري إنشاء عدد أكبر من HSPs بشكل عاجل. يتم تنشيط آلية النسخ ، والتي تبدأ في إنتاج البروتينات ، وتتكيف الخلية مع الظروف المتغيرة وتستمر في العمل. ومع ذلك ، إلى جانب الآليات المعروفة بالفعل ، لا يزال هناك الكثير الذي يتعين اكتشافه. على وجه الخصوص ، تعد الأجسام المضادة لبروتين الصدمة الحرارية للكلاميديا مجالًا كبيرًا لأنشطة العلماء.
HSPs ، عندما تزداد سلسلة البولي ببتيد ، ويجدون أنفسهم في ظل ظروف تجعل من الممكن الدخول في رابطة معها ، مما يجعل من الممكن تجنب التجميع والتدهور غير المحدد. بدلاً من ذلك ، يحدث الطي بشكل طبيعي عند مشاركة المرافقين الضروريين في هذه العملية. مطلوب Hsp70 بالإضافة إلى ذلك لتكشف سلاسل البولي ببتيد بمساعدة ATP. عن طريق HSP ، من الممكن تحقيق حقيقة أن المناطق غير القطبية تخضع أيضًا لتأثير الإنزيمات.
هيئة تحرير الشام والطب
في روسيا ، تمكن علماء FMBA من ابتكار عقار جديد باستخدام بروتين الصدمة الحرارية لبناءه. اجتاز عقار السرطان الذي قدمه الباحثون بالفعل الاختبار الأولي في القوارض التجريبية المصابة بالساركوما والأورام الميلانينية. جعلت هذه التجارب من الممكن القول بثقة أنه قد تم إحراز خطوة مهمة إلى الأمام في مكافحة علم الأورام.
اقترح العلماء وتمكنوا من إثبات أن بروتين الصدمة الحرارية هو دواء ، أو بالأحرى ، يمكن أن يصبح أساسًا لعقار فعال ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى حقيقة أن هذه الجزيئات تتشكل في المواقف العصيبة. نظرًا لأن الجسم ينتجها في البداية من أجل ضمان بقاء الخلايا ، فقد كان من المفترض أنه يمكن محاربة الورم حتى مع الدمج المناسب مع العوامل الأخرى.
يساعد HSP الدواء على اكتشاف الخلايا المريضة في الكائن الحي المصاب والتعامل مع الحمض النووي غير الصحيح فيها. من المفترض أن الدواء الجديد سيكون فعالاً بنفس القدر لأي نوع فرعي من الأمراض الخبيثة. يبدو الأمر وكأنه حكاية خرافية ، لكن الأطباء يذهبون إلى أبعد من ذلك - فهم يفترضون أن العلاج سيكون متاحًا في أي مرحلة على الإطلاق. موافق ، مثل بروتين الصدمة الحرارية من السرطان ، عندما يجتاز جميع الاختبارات ويؤكد موثوقيته ، سيصبح اكتسابًا لا يقدر بثمن للحضارة الإنسانية.
التشخيص والعلاج
أكثر المعلومات التفصيلية حول الأمل في الطب الحديث أخبرها الدكتور سيمبيرتسيف ، أحد أولئك الذين عملوا على إنشاء الدواء. من خلال مقابلته ، يمكن للمرء أن يفهم من خلال أي منطق بنى العلماء الدواء وكيف يجب أن يحقق الفعالية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استنتاج ما إذا كان بروتين الصدمة الحرارية قد اجتاز بالفعل تجارب سريرية أم أنه لا يزال في المقدمة.
كما ذكرنا سابقًا ، إذا لم يتعرض الجسم لظروف مرهقة ، فإن إنتاج BSh يحدث في حجم صغير للغاية ، لكنه يزداد بشكل ملحوظ مع تغيير التأثير الخارجي. في الوقت نفسه ، فإن جسم الإنسان الطبيعي غير قادر على إنتاج مثل هذه الكمية من HSPs التي من شأنها أن تساعد في هزيمة الأورام الخبيثة الناشئة. "وماذا يحدث إذا تم تقديم HSP من الخارج؟" - فكر العلماء وجعلوا هذه الفكرة أساس البحث.
كيف من المفترض ان يعمل هذا؟
لإنشاء دواء جديد ، أعاد العلماء في ظروف معملية إنشاء كل ما هو ضروري للخلايا الحية لبدء إنتاج HSPs. لهذا تم الحصول على جين بشري خضع للاستنساخ بأحدث المعدات. تحورت البكتيريا التي تمت دراستها في المعامل حتى بدأت في إنتاج البروتين الذي يرغب فيه العلماء بشكل مستقل.
توصل العلماء ، بناءً على المعلومات التي تم الحصول عليها أثناء البحث ، إلى استنتاجات حول تأثير HSPs على جسم الإنسان. للقيام بذلك ، كان علينا تنظيم سنجاب. هذا ليس بالأمر السهل على الإطلاق: كان علينا إرسال عينات إلى مدار كوكبنا. هذا يرجع إلى حقيقة أن الظروف الأرضية ليست مناسبة للتطور الصحيح والموحد للبلورات. لكن الظروف الكونية تسمح بالحصول على تلك البلورات التي يحتاجها العلماء بالضبط. عند العودة إلى كوكبهم الأصلي ، تم تقسيم العينات التجريبية بين العلماء اليابانيين والروس ، الذين أجروا تحليلهم ، كما يقولون ، دون إضاعة ثانية.
وماذا وجدوا؟
بينما لا يزال العمل في هذا الاتجاه جاريًا. قال ممثل مجموعة العلماء إنه كان من الممكن التأكد على وجه اليقين: لا يوجد اتصال دقيق بين جزيء HSP وعضو أو نسيج كائن حي. وهذا يتحدث عن براعة. هذا يعني أنه إذا وجد بروتين الصدمة الحرارية تطبيقًا في الطب ، فسيصبح الدواء الشافي لعدد كبير من الأمراض في وقت واحد - بغض النظر عن العضو المصاب بورم خبيث ، يمكن علاجه.
في البداية ، صنع العلماء الدواء في صورة سائلة - يتم حقن الأشخاص الخاضعين للاختبار به. تم أخذ الجرذان والفئران كأول عينات لاختبار الأموال. كان من الممكن تحديد حالات الشفاء في كل من المراحل الأولية والمتأخرة من تطور المرض. المرحلة الحالية تسمى التجارب قبل السريرية. يقدر العلماء توقيت الانتهاء منه لمدة عام على الأقل. بعد ذلك سيأتي الوقت لإجراء التجارب السريرية. في السوق ، سيتوفر علاج جديد ، ربما يكون حلاً سحريًا ، في غضون 3-4 سنوات أخرى. ومع ذلك ، كما لاحظ العلماء ، كل هذا حقيقي فقط إذا وجد المشروع تمويلًا.
انتظر ام لا تنتظر؟
بالطبع ، تبدو وعود الأطباء جذابة ، لكنها في الوقت نفسه تسبب عدم الثقة بحق. منذ متى عانت البشرية من مرض السرطان ، وكم عدد ضحايا هذا المرض في العقود القليلة الماضية ، وهنا يعدون ليس فقط دواء فعال ، ولكن علاج حقيقي - لأي نوع ، في أي وقت. كيف تصدق مثل هذا الشيء؟ والأسوأ من ذلك ، أن تصدق ، ولكن لا تنتظر ، أو تنتظر ، لكن اتضح أن العلاج ليس جيدًا على الإطلاق كما هو متوقع ، كما وعدنا.
إن تطوير الدواء هو طريقة للهندسة الوراثية ، أي أكثر مجالات الطب تقدمًا كعلم. هذا يعني أنه إذا نجحت ، يجب أن تكون النتائج رائعة حقًا. ومع ذلك ، في نفس الوقت هذا يعني أن العملية مكلفة للغاية. كقاعدة عامة ، يكون المستثمرون مستعدين لاستثمار أموال كبيرة إلى حد ما في مشاريع واعدة ، ولكن عندما يكون الموضوع مرتفعًا للغاية ، يكون الضغط كبيرًا ، والإطار الزمني غير واضح إلى حد ما ، يتم تقييم المخاطر على أنها ضخمة. تبدو الآن توقعات متفائلة لمدة 3-4 سنوات ، لكن جميع خبراء السوق يدركون جيدًا عدد المرات التي ينتشر فيها الإطار الزمني إلى عقود.
مدهش ، لا يصدق ... أم هو؟
التكنولوجيا الحيوية هي مجال مغلق أمام فهم الشخص العادي. لذلك ، لا يسعنا إلا أن نأمل في عبارة "نجاح التجارب قبل السريرية". حصل العقار على اسمه العملي "بروتين الصدمة الحرارية". ومع ذلك ، فإن HSP هو المكون الرئيسي فقط لعقار يعد بأن يكون طفرة في سوق الأدوية المضادة للأورام. بالإضافة إلى ذلك ، من المفترض أن تشتمل التركيبة على عدد من المواد المفيدة ، والتي ستكون الضامن لفعالية الأداة. أصبح كل هذا ممكنًا نظرًا لحقيقة أن أحدث دراسات HSP أظهرت أن الجزيء لا يساعد فقط في حماية الخلايا الحية من التلف ، ولكنه يعمل أيضًا كنوع من "توجيه أصابع الاتهام" للمناعة ، مما يساعد على تحديد الخلايا التي تتأثر بـ ورم والتي ليست كذلك. ببساطة ، عندما تظهر HSPs في الجسم بتركيز عالٍ بدرجة كافية ، يأمل العلماء أن الاستجابة المناعية نفسها ستدمر العناصر المريضة.
امل وانتظر
بإيجاز ، يمكننا القول أن الحداثة ضد الورم تستند إلى حقيقة أن الجسم نفسه لديه علاج يمكن أن يدمر الورم ، فهو ببساطة ضعيف جدًا بطبيعته. التركيز منخفض جدًا بحيث لا يمكن للمرء أن يحلم بأي تأثير علاجي. في الوقت نفسه ، توجد HSPs جزئيًا في خلايا لا تتأثر بالورم ، ولن "يترك" الجزيء في أي مكان منها. لذلك ، من الضروري توفير مادة مفيدة من الخارج - بحيث تؤثر بشكل مباشر على العناصر المصابة. بالمناسبة ، بينما يفترض العلماء أن الدواء لن يكون له حتى آثار جانبية - وهذا بكفاءة عالية! ويفسرون هذا "السحر" بحقيقة أن الدراسات أظهرت عدم وجود سمية. ومع ذلك ، سيتم التوصل إلى الاستنتاجات النهائية عندما تنتهي التجارب قبل السريرية ، والتي ستستغرق عامًا على الأقل.
مادة تحمل عنوان فرعي متفائل للغاية "يمكن للمرضى الحصول على عقار معدَّل هندسيًا وراثيًا من جميع أنواع ومراحل الأورام الخبيثة في غضون ثلاث إلى أربع سنوات".
ومع ذلك ، فإن أي شخص يعرف على الأقل القليل عن علاج أمراض الأورام ، عند رؤية مثل هذا التكهن ، سيرفع حواجبه في أفضل الأحوال ، وفي أسوأ الأحوال سيكون غاضبًا. سنخبرك ما هو الخطأ في "الإحساس العلمي" التالي.
ماذا حدث؟
يتم تنفيذ تطوير الدواء ، الذي تم وصفه في Izvestia ، في معهد أبحاث الدولة للمستحضرات النقية للغاية التابع للوكالة الفيدرالية الطبية والبيولوجية (FMBA) في روسيا. نائب مدير المعهد للبحوث ، العضو المراسل للأكاديمية الروسية للعلوم ودكتوراه في العلوم الطبية ، البروفيسور أندريه سيمبيرتسيف ، في هذه المادة تحت عنوان "روسيا خلقت علاجًا للسرطان واختبرته في الفضاء" لمراسل إزفستيا حول "بروتين الصدمة الحرارية" تبلور في انعدام الجاذبية على محطة الفضاء الدولية ، ويخضع الآن للاختبار قبل الإكلينيكي.
الآن يتم إجراء البحث بمنحة من وزارة التعليم والعلوم ، ويخطط العلماء لإيجاد 100 مليون روبل للتجارب السريرية بمساعدة مستثمرين من القطاع الخاص وبرنامج تمويل مشترك حكومي بنسبة 50٪. لجذبه ، سوف يطرق المطورون كل الأبواب ، لأن العقار فريد من نوعه. نحن على وشك اكتشاف علاج جديد تمامًا للسرطان. وسوف يساعد المصابين بأورام مستعصية ".
قال أندريه سيمبيرتسيف للصحفيين الملهمين: "إننا نقوم بالفعل بصنع الدواء في مواقع إنتاج معهد الأبحاث" ، مضيفًا أنه يتم اختبارهم حاليًا على الفئران ، وسيصل إلى المرضى في غضون ثلاث إلى أربع سنوات فقط.
ما الفائدة؟
كل هذا يبدو ملهمًا للغاية ، ومع ذلك ، فقد عُرفت بروتينات الصدمة الحرارية منذ فترة طويلة ، ولكن لسبب ما ، لا يزال الناس لا يجعلهاون الدواء الشافي لجميع أنواع السرطان. هذه عائلة كبيرة إلى حد ما من البروتينات التي يتم تنشيطها استجابة للإجهاد عندما ترتفع درجة الحرارة (وتنخفض أحيانًا). إنها تساعد الخلية على محاربة آثار التدهور الهيكلي للبروتينات الأخرى. أشهر مثال على مثل هذا التغيير هو طي المكون الرئيسي لبياض البيض ، الزلال ، عند القلي أو الغليان ، عندما يتحول من شفاف إلى أبيض. لذلك ، تقضي بروتينات الصدمة الحرارية على عواقب هذه التغييرات: فهي "تصلح" الهياكل المتدهورة أو تستفيد منها أخيرًا. العديد من بروتينات الصدمة الحرارية عبارة عن مرافق تساعد البروتينات الأخرى على الانطواء بشكل صحيح.
المرجعي:
Chaperones هي فئة من البروتينات تتمثل وظيفتها الرئيسية في استعادة البنية الثلاثية أو الرباعية للبروتينات ؛ كما أنها تشارك في تكوين وتفكك مجمعات البروتين.
تم العثور على بروتينات الصدمة الحرارية في جميع الخلايا. ومع ذلك ، في الخلايا المختلفة (خاصة الخلايا السرطانية ، والتي تختلف اختلافًا كبيرًا في أنواع مختلفة من السرطان ، عن بعضها البعض وعن خلايا الجسم الطبيعية) ، تتصرف هذه البروتينات بشكل مختلف. على سبيل المثال ، في بعض أنواع السرطان ، يمكن زيادة التعبير عن بروتين HSP-70 (في الورم الميلانيني الخبيث) أو إنقاصه (في سرطان الكلى).
لفهم نوع البروتين الذي نتحدث عنه وما إذا كان يستخدم حقًا في علاج السرطان ويمكن أن يساعد في جميع أنواعه ، تحدثنا مع طبيب العلوم البيولوجية ألكسندر سابوزنيكوف. هذا العالم هو رئيس مختبر التفاعلات الخلوية في معهد الكيمياء الحيوية العضوية الذي يحمل اسم M.M. شيمياكين ويو. أكاديمية Ovchinnikov الروسية للعلوم ، التي شاركت في أحد أكثر بروتينات الصدمة الحرارية الواعدة للتطوير في هذا الاتجاه لسنوات عديدة. وعلق على هذا المقال على النحو التالي:
لن أقول إن هذا هراء ، لكن هذه معلومات غير صحيحة على الإطلاق. مؤلف فكرة استخدام بروتينات الصدمة الحرارية بوزن جزيئي 70 كيلودالتون (ما يسمى HSP-70 ، باللغة الإنجليزية HSP70) هو صديقي وزميلي بوريس مارغوليس. يعمل في معهد علم الخلايا في سانت بطرسبرغ.
لقد عمل هو وزوجته إيرينا جوزوفا على هذا البروتين طوال حياتهم (لقد كنت أفعل ذلك لسنوات عديدة ، ولكن ليس في الأبحاث المتعلقة بعلاج السرطان). بشكل رسمي ، رئيسة المختبر هي إيرينا ، وهي تدرس كيفية ارتباط البروتين بالأمراض التنكسية العصبية ، وبوريس هو رئيس القسم. إنه أول شخص في العالم يقترح استخدام بروتين "عاري" غير محمّل بأي مستضدات مرتبطة بالورم.
لم أؤمن بأفكاره حول مثل هذا الاستخدام لهذا البروتين (في الواقع ، لم يتم إثبات فعاليته بعد). إذا كنت "ترقص من فوق الموقد" ، فهناك هندوسي معين ، برامود سريفاستافا ، الذي ولد في الهند ، لكنه درس ويعيش ويعمل في أمريكا. منذ زمن بعيد ، لم يصنع فقط "لقاحًا" ضد الورم بمساعدة HTSH-70 ، بل قام أيضًا بافتتاح عيادة وعلاج مرضى السرطان بها. يستخرج سريفاستافا هذا البروتين مباشرة من الورم: يأخذ خزعة من المرضى ، ويستخرجها من قطع الأنسجة (هناك طرق خاصة للحصول على جزء كبير جدًا من هذا البروتين).
ومع ذلك ، فإن البروتين الذي يتم الحصول عليه من أنسجة مرضى السرطان يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالببتيدات المرتبطة بالورم - وهي علامات الورم التي يتعرف عليها الجهاز المناعي. لذلك ، عندما يتم إعطاء هذا المركب للمرضى ، فإن عددًا كبيرًا من المرضى يطورون استجابة مناعية ، ويتم الحصول على تأثير إيجابي للمريض.
في الواقع ، وفقًا للإحصاءات ، لا يتجاوز هذا التأثير تأثير العلاج الكيميائي. ومع ذلك ، فإن العلاج الكيميائي "يسمم" الجسم ، لكن مثل هذا "التطعيم" لا "يسمم" الجسم. هذا تاريخ طويل جدًا ، وقد تم استخدام هذا النهج في العيادة لفترة طويلة.
الكسندر سابوزنيكوف.دكتور في العلوم البيولوجية ، أستاذ
أما بالنسبة لبوريس مارغوليس ، فقد أظهر (على وجه الخصوص ، بناءً على مختبري) (ونشر نتائج عمله) أنه إذا تمت إضافة بروتين نقي ، دون أي حمل ورمي ، إلى الخلايا السرطانية ، فإن هذا البروتين الخارجي يسبب الورم تعرض الخلايا على سطحها نفس الببتيدات المرتبطة بالورم والتي توجد عادة داخل هذه الخلايا ، في السيتوبلازم. ثم يتعرف عليها جهاز المناعة ، ويرفض الجسم هذه الخلايا من تلقاء نفسه ، ويحارب الورم.
لقد ظهر في الثقافة في المختبر، أي ليس في الجسم ، ولكن في أنبوب اختبار. بالإضافة إلى ذلك ، ادعى بوريس مارغوليس فقط سرطان الدم في مرحلة الطفولة ، لأنه مرتبط بالأطباء في سانت بطرسبرغ. ما قاله Simbirtsev في مقابلته هو بالفعل امتداد لهذه الطريقة في استخدام البروتين النقي النقي.
آلية عمل هذا البروتين النقي هي إجبار الورم على الانسحاب إلى السطح (كما أطلق عليه مارغوليس نفسه ، "الضغط للخارج") هذه الببتيدات ببروتينها الداخلي. يوجد هذا البروتين في جميع الخلايا ، ولا توجد خلية واحدة في العالم لا تحتوي على هذا البروتين. هذا بروتين قديم جدًا ومحافظ جدًا ، يمتلكه الجميع (لا أتحدث عن الفيروسات الآن).
لم يكن مارغوليس نفسه ليقوم بالبحث قبل السريري ، فقد حصل (قبل خمس سنوات) على منحة بالاشتراك مع معهد الاستعدادات عالية النقاء. على ما يبدو ، يعمل هذا المعهد في Simbirtsev ، لقد سمعت اسمه الأخير عدة مرات ، ولكن نظرًا لأن هذه هي الوكالة الطبية والبيولوجية الفيدرالية ، التي ينتمي إليها معهد علم المناعة في كاشيركا ، والذي عملت فيه لسنوات عديدة ، فعلى الأرجح إنه معهد العقاقير عالية النقاء ، والذي حصل من خلاله على منحة للبحث قبل السريري. في العهد السوفياتي ، كانت هذه هي الإدارة الثالثة بوزارة الصحة. مع هذا المعهد ، تم استلام منحة للعيادة الأولية من وزارة التربية والتعليم مقابل 30 مليون لمدة ثلاث سنوات ، والتي انتهت قبل عامين.
قام معهد الأدوية عالية النقاء بجميع الأعمال الورقية ، وقد أبلغوا عن منحهم ، أما بالنسبة للمرحلة التالية ، الترويج للعقار ، فهناك حاجة أيضًا إلى المال. هذه هي المرحلة الأولى من البحث السريري. هنا ، على حد علمي ، ابتعد بوريس مارغوليس بالفعل عن التنمية ، تاركًا إياه تحت رحمة معهد الاستعدادات عالية النقاء.
إنهم يصنعون هذا البروتين ، صنعوا التكنولوجيا الحيوية ، حتى أنني أحمله في الثلاجة ، أعطاها بوريس للاختبار. إنهم يصنعونها بكميات كبيرة ، ويخزنونها في شكل مجفف بالتجميد (جاف) ، في أمبولات معقمة. في الواقع ، يجب استخدام هذا الدواء ، ربما مع بعض الإضافات ، في التجارب السريرية. لكن هذا يتطلب المال.
عندما رأيت أخبار مقابلة سيمبيرتسيف بالصدفة ، قرأتها ، وأرسلتها إلى مارغوليسا ، وسألتها عما إذا كان قد قرأها. رد بوريس علي أن أندريه (الذي يعرفه جيدًا) فعل شيئًا غبيًا ولم يشر إلى المؤلفين. إن مؤلف هذه الفكرة (استخدام البروتين النقي كدواء مضاد للسرطان في علم الأورام) ، أكرر ، هو بوريس مارغوليس. ولكن ، حسب ما سمعت عنه مؤخرًا ، فقد ابتعد عن هذه المشكلة.
أنا أعمل على هذا البروتين ، ولكن كمُعدِّل للمناعة ، مثل مختبري. لقد عملنا قليلاً مع الخصائص المضادة للأورام في نماذج الفئران. حقا كانت هناك نتائج جيدة. أعني البروتين "العاري" ، له فقط خصائص منشطة للمناعة. بالمناسبة ، هناك سؤال كبير آخر وهو ما هو سبب خصائصه المناعية: البروتين نفسه أو بعض الشوائب الصغيرة ، مثل عديدات السكاريد الدهنية. يتم الحصول على هذا البروتين في الثقافة البكتيرية (في بكتريا قولونية) ، هذا هو الأسلوب الأكثر شيوعًا لإنتاج البروتينات المؤتلفة. عديدات السكاريد الدهنية (LPS) هي أحد مكونات جدار الخلية البكتيرية ، ومن الصعب جدًا تطهير الثقافة من هذه الشوائب حتى النهاية. بالطبع ، هم يطهّرون ، لكن تبقى بعض التركيزات الضئيلة. تحتوي شوائب LPS أيضًا على خصائص تحفيز المناعة لمجرد أن جهاز المناعة قد تطور للدفاع عن نفسه ضد البكتيريا. بمجرد ظهور "رائحة" البكتيريا في الجسم ، يتم تنشيط جهاز المناعة. لذلك ، يعتقد العديد من المؤلفين الآن أن خصائص التحفيز المناعي لهذا البروتين ، والتي تعدل أيضًا الاستجابة المضادة للورم ، لا تنتج عن HSP على هذا النحو ، ولكن بسبب شوائبها. لكن هذا السؤال علمي وقابل للنقاش وليس له علاقة بالممارسة.
الآن ، أكرر ، بوريس مارغوليس يبتعد عن هذا الموضوع ، عن علم الأورام ، ويعمل على جزيئات صغيرة يمكنها تنظيم إنتاج هذا البروتين. لقد اتصل بالكيميائيين الذين يعرفون كيف يصنعون مثبطات - مثل كينازات معينة ، نوع من الإنزيمات داخل الخلايا التي تمنعهم من العمل. يمكن للمثبطات أن تقول لبعض الإنزيمات: "لا ، ليس لك الحق في العمل".
يتم ذلك بكل بساطة: كل الإنزيمات لها موقع ارتباط مع ركيزة ، وإذا أخذت جزيءًا صغيرًا يتكامل في مركز ربط الركيزة هذا ، فلن يكون قادرًا على معالجة هذه الركيزة بعد الآن. يعمل بوريس الآن على الجزيئات التي تثبط التوليف داخل الخلايا لهذا HSP-70. وبالفعل ، فإن مثل هذه الجزيئات وثيقة الصلة بالموضوع ، ليس فقط لبيولوجيا أساسية ، ولكن أيضًا لممارسة الطب السريري ".
جار التحميل ...