در نشست سالانه انجمن بیوشیمی و زیست‌شناسی مولکولی آمریکا که ۲۵ تا ۲۸ مارس برگزار شد، بینش‌های جدیدی درباره چگونگی حس و واکنش سلول‌ها به شرایط بی‌وزنی تجربه شده در فضا ارائه شد.

به گفته پژوهشگران، این یافته‌ها می‌تواند به حفظ سلامت فضانوردان در ماموریت‌های فضایی آینده کمک کند.

چه اتفاقی برای بدن انسان در فضا رخ می‌دهد؟

شرایط گرانشی فضا که به عنوان شرایط ریزگرانش شناخته می‌شود، مجموعه منحصر به فردی از پاسخ‌ها و واکنش‌های استرس و فشار سلولی را ایجاد می‌کند. اکنون پژوهشگران کشف کرده‌اند که اصلاح‌کننده پروتئین سومو (SUMO) نقش مهمی در سازگاری سلولی با ریزگرانش شبیه‌سازی‌شده ایفا می‌کند.

پروفسور ریتا میلر (Rita Miller) سرپرست این مطالعه گفت: تحت شرایط گرانش طبیعی، پروتئین سومو (SUMO) به استرس پاسخ می‌دهد و نقش مهمی در بسیاری از فرآیند‌های سلولی از جمله ترمیم آسیب DNA، تنظیم اسکلت سلولی، تقسیم سلولی و گردش پروتئین ایفا می‌کند.

این اولین باری است که نشان داده شده است که پروتئین سومو در واکنش سلول به شرایط ریزگرانش نقش دارد. SUMO می‌تواند از طریق دو پیوند شیمیایی با پروتئین‌ها تعامل داشته باشد: برهمکنش غیرکووالانسی با شرکای اتصالی یا پیوند کووالانسی به لیزین‌های هدف.

پژوهشگران در سلول‌های مخمر یک ارگانیسم مدل رایج برای مطالعه فرآیند‌های سلولی هر دو نوع تعامل را بررسی کردند. آن‌ها سلول‌هایی را که ۶ تقسیم سلولی را در گرانش طبیعی زمین یا ریزگرانش شبیه‌سازی شده با استفاده از یک ظرف کشت سلولی تخصصی ایجاد شده توسط ناسا انجام داده بودند، بررسی کردند.

کار با مقایسه سطوح بیان پروتئین برای سلول‌هایی که هر کدام، دو شرایط گرانشی را تجربه می‌کردند، شروع شد تا مشخص شود کدام شرایط گرانش بر فرآیند‌های سلولی تأثیر می‌گذارد. پژوهشگران سپس از طیف‌سنجی جرمی برای تعیین دقیق‌تر اینکه کدام پروتئین‌ها با SUMO برهم‌کنش دارند، استفاده کردند تا مشخص کنند چه چیزی باعث این تغییرات پروتئینی می‌شود.

پژوهشگران ۳۷ پروتئین را کشف کردند که به شکل فیزیکی با پروتئین سومو (SUMO) در سلول‌هایی که شرایط گرانش زمین را تجربه می‌کردند، برهمکنش می‌کردند و سطوح بیانی را نشان دادند که بیش از ۵۰ درصد با سلول‌هایی که گرانش زمین را تجربه می‌کردند، متفاوت بود.

از آن جایی که آسیب ناشی از تشعشعات، یک خطر قابل توجه در فضا است، این ۳۷ پروتئین شامل برخی از موارد ضروری برای ترمیم آسیب DNA و همچنین سایر پروتئین‌های حیاتی در تولید انرژی و پروتئین، حفظ شکل سلولی، تقسیم سلولی و همچنین تبادل پروتئین در داخل سلول‌ها هستند.

میلر افزود: از آنجایی که SUMO می‌تواند چندین فاکتور رونویسی را تغییر دهد، کار ما ممکن است به درک بهتری از نحوه کنترل آبشار‌های سیگنال‌های مختلف در پاسخ به شرایط ریزگرانش شبیه‌سازی‌شده منجر شود.

گام بعدی برای پژوهشگران این است که مشخص کنند آیا پروتئین‌های خاص فاقد پروتئین سومو (SUMO) وقتی در یک شرایط شبیه‌سازی ریزگرانش قرار می‌گیرند به سلول آسیب می‌رسانند؟

این یافته‌ها را در نشست سالانه انجمن بیوشیمی و زیست شناسی مولکولی آمریکا ارائه شد.

منبع: اسپیس