«بررسی ساختار های پروتئینی می تواند منجر به راهکار های جدید درمانی گردد»

«بررسی ساختار های پروتئینی می تواند منجر
به راهکار های جدید درمانی گردد»

 

یک تیم تحقیقاتی در
پایگاه اینترنتی نشریه Nature اعلام کرد که بیماری های آلزایمر، پارکینسون ، دیابت نوع ۲ ، و
جنون گاوی در انسان ، و دیگر بیماری های تحلیل برنده ، از نظر مولکولی بسیار به هم
شبیه هستند.

به گزارش پایگاه زیست
شناسی ایران بنقل از NSF ، محققین ساختار
های مضر و طناب مانندی را موسوم به فیبریل های آمیلوئید متصل به پروتئین ، که در
مغز تشکیل می شوند را مطالعه کردند. این فیبریل ها بعنوان زیپ کننده های مولکولی
مانع حرکت آب می شوند.

در مورد هر بیماری یک
نوع پروتئین متفاوت در ساختار فیبریل آمیلوئید قرار می گیرد، ولی تمام این بیماری
ها از نظر ساختار مولکولی مشابه هستند. اگر تشکیل زیپ کننده های مولکولی همگانی
باشد ، می توان با باز کردن آنها از تشکیل آن ها جلوگیری کرد.

تیم تحقیقاتی آیزنبرگ
با استفاده از اشعه X‌ و یک الگوریتم پیچیده کامپیوتری ، پروتئین هایی که در ارتباط
با بیماری های انسانی هستند را مطالعه کردند. زمانیکه کامپیوتر تشکیل یک پروتئین
را پیشبینی می کرد، پروتئین تشکیل می شد. و اعضای تیم اثر مواد مختلف را بر روی شکستن این پروتئین آزمایش می کردند.

 نتیجه این تحقیق نشان می دهد که چگونه یک تحقیق بنیادی بر روی
ساختار ژروتئین می تواند جنبه کاربردی پیدا کند.

فناوری سوییچ نوری
افسردگی را به تاریخ می فرست

سوییچ نوری ژنتیکی
کارل دیسروت از مرکز پزشکی استنفورد آمریکا فناوری نوینی است که به دانشمندان
اجازه می دهد تا بخشهای انتخاب شده ای از مغز را از کارانداخته یا فعال کنند و
ممکن است به آنها در یافتن شیوه های ارتقا یافته درمان افسردگی یا سایر اختلالات
مشابه نیز کمک کند.

به گزارش خبرگزاری رویتر، کارل دیسروت
در مرکز پزشکی استنفورد و در پروژه بررسی پزشکی روانشانسی اش گاهی اوقات بیمارانی
را تحت درمان قرار می دهد که به شدت افسرده هستند و حتی نمی توانند راه رفته، صحبت
کنند یا بخورند. درمان های متمرکز
نظیر درمان تکان دهنده الکتریکی بر روی کاغذ می توانند زندگی چنین بیمارانی
را نجات دهند اما اغلب هزینه های سنگینی نظیر از دست دادن حافظه، سردرد و سایر اثرات
جانبی جدی را به همراه دارند.

دیسروت که هم فیزیکدان و هم متخصص
مهندسی زیستی است، بر این باور است که راه بهتری برای این بیماران می تواند ارایه
کند : روش منحصربفردی برای کنترل سلول های نورونی با فلش هایی از نور. این فناوری
نوین که گفته می شود در سال ۲۰۰۷ ظهور خواهد یافت روزی می تواند به درمان های
هدفمند مشخص و معینی برای اختلالات نورولوژیکی و روانپزشکی منجر شود که به معنای
تاثیرگذاری بهتر با اثرات جانبی کمتر بر روی بیمار است.

در
حالی که دانشمندان از این نکته آگاه هستند که نوعی عدم تعادل شیمیایی موجب شکل
گیری افسردگی در شخص می شود، هنوز معلوم نیست که کدام سلول ها و شبکه
های سلولی مسئول
آن هستند. به منظور شناسایی مدارهایی که در چنین بیماریهایی دخیل هستند، دانشمندان
باید قادر باشند تا نورون ها را روشن و خاموش کنند. روش های استاندارد نظیر
الکترودهایی که نورون ها را با استفاده از تکانه های الکتریکی تحریک می کنند به
اندازه کافی برای این منظور دقیق نیستند. بنابراین دیسروت که هم اکنون در دانشگاه MIT مشغول به کار است
با همکاری فنگ ژانگ، کنترل کننده عصبی را طراحی و
ساخته اند که می تواند دسته های ویژه ای از نورون ها را فعال
کنند. 

آنها پروتئین گرفته شده از نوعی جلبک
سبز را به عنوان یک سویچ تطبیق دادند که با استفاده از آن نورون ها را می توان به
صورت ژنتیکی مهندسی کرد. هنگامی که این نورون در معرض نور قرار می گیرد، پروتئین
یاد شده فعالیت الکتریکی را در داخل سلول آغاز می کند که در
ادامه به نورون بعدی در مدار منتقل می شود. محققان می توانند از نور برای فعال
سازی نورون هایی خاص استفاده کرده و به دنبال پاسخ های خاص باشند که می تواند حرکت
مختصر ماهیچه، افزایش انرژی یا موجی از فعالیت در بخش متفاوتی از مغز باشد.

در حال حاضر دیسروت از سویچ نوری ژنتیکی
برای مطالعه بنیان بیولوژیکی افسردگی استفاده می کند. کار بر روی گروهی از موش های
آزمایشگاهی نشان دهنده وجود علائم مشابه علائم دیده شده در افراد افسرده است. محققان
آزمایشگاه دیسروت در این فرآیند سویچ را وارد نورون ها در بخش های مختلف مغزی درگیر
با افسردگی کردند و به دستاوردهای نوینی نیز دست یافتند. آنها در ادامه از فیبر
نوری برای درخشش نور در این سلول ها استفاده کرده و تلاش کردند که به جستجوی
الگوهای فعالیتی بپردازند که به خفیف ترکردن علائم افسردگی منجر می شود.

دیسروت
می گوید: یافته جدید ما به دانشمندان کمک می کند تا به «ضد افسردگی های» موثرتری دست یابند.
اگر آنها بدانند که دقیقا چه سلولی را مورد هدف قرار دهند، در ادامه می توانند
مولکولها با سیستم های انتقالی را جستجو کنند که تنها سلول های مورد نظر را هدف
قرار می دهد. در حال حاضر دارویی نظیر «پروزیک» که برای درمان افسردگی به کار می رود، به تمامی بخش ها
و سلول های مغزی نفوذ کرده و به همین دلیل است که اثرات جانبی زیادی بر مغز می گذارد.

در سال گذشته دیسروت سوییچ ساخته اش را
به بیش از ۱۰۰ آزمایشگاه تحقیقاتی ارسال کرد. وی می گوید: این سوییچ ها در حال به کار
گرفته شدن بر روی حیوانات آزمایشگاهی از جمله موش، کرم، حشرات و ماهی های زبرا
هستند. از سوی دیگر دانشمندان نیز در حال مطالعه این فناوری نوین و سایر فناوری
های مشابه برای مطالعه هر چیزی از حرکت گرفته تا اعتیاد و میل هستند و این حرکت
جای امیدوای دارد.

دیسروت و سایر دانشمندان جهان امیدوار
هستند تا این فناوری نوین روزی نه تنها به ابزاری تحقیقاتی تبدیل شود بلکه وسیله
ای برای درمان در کنار سایر شیوه های درمانی از جمله تحریک الکتریکی بخش های بزرگی
از مغز با هدف درمان افسردگی و پارکینسون به کار گرفته شود.

  

این نظام شامل
فرمانرو های باکتری ها ٬ آغازیان ٬ قارچ ها ٬ گیاهان و جانوران است . البته در مورد تعداد فرمانرو ها و
تعداد گونه های جانداران ٬‌در بین زیست شناسان اختلاف نظر وجود دارد . حتی برخی از آن ها
به تازگی نظام شش فرمانرو را پذیرفته اند . در نظام شش فرمانرویی ٬
فرمانرو آرکی باکتری ها را از فرمانرو باکتری ها جدا کرده اند .

 

در زیر اطلاعات
مختصری در مورد پنج فرمانرو می نویسم :

 

۱ – فرمانروی آغازیان
: در حدود ۴۳۰۰۰ گونه یوکاریوت هستند که گیاه ٬ قارچ یا جانور نیستند ؛ فرمانرویی است
که از نظر ساختاری بیشترین گوناگونی را دارد ؛ موجودات آن تک سلولی یا پر سلولی
اند . هسته ی آن ها غشا دارد ؛ تقریبا همه دارای کروموزوم ٬‌ میتوکندری و سازمان غشایی درون سلولی
اند ؛ بسیاری از آن ها دارای کلروپلاست اند و اکثریت آنان دیواره سلولی دارند ؛
به روش جنسی و غیر جنسی تولید مثل می کنند ؛ آب زی یا انگل اند ؛ بسیاری از آن ها
نیز در خاک زندگی می کنند .

 

۲ – فرمانروی قارچ ها
:‌ حدود ۷۷۰۰۰ گونه هستند ؛ یوکاریوت ها هتروتروف با تغذیه از راه جذب ٬‌
همگی به جز مخمر ها پر سلولی اند ؛ تقریبا همگی خاک زی اند ؛ بدن برخی از آن ها از
رشته هایی به نام هیف تشکیل شده است و چند هسته ای است که بین سلول ها دیواره بندی
ناقصی وجود دارد که سپتوم ( دیواره عرضی ) نام دارد ؛ دیواره سلول ها از
کیتین ساخته شده است ؛ حدود ۱۷۰۰۰ گونه از آن ها ( دوترومیست ها – Deuteromycetes – ) فاقد مرحله ی
جنسی اند .

 

۳ – فرمانروی گیاهان
: حدود ۲۸۰۰۰۰ گونه اند ؛ پر سلولی ٬ یوکاریوت ٬‌ اغلب اتوتروف و خشکی زی ٬‌ دارای بافت ها و اندام هستند ؛ دیواره
سلولوزی دارند ؛ پلاستید های آن ها محتوی کلروفیل های a و b است ؛ چرخه ی زندگی آن ها داری تناوب
نسل ها است .

 

۴ – فرمانروی جانوران
: بیش از یک میلیون گونه اند ؛ پر سلولی ٬‌ یوکاریوت و موجودات هتروتروفی اند ؛ تغذیه ی آن ها عمدتا به
وسیله بلعیدن است ؛ بیش تر آن ها بافت های تخصص یافته دارند و بسیاری نیز اندام ها
و دستگاه های پیچیده دارند ؛ دیواره سلولی یا کلرو پلاست ندارند ؛ تولید مثل جنسی
آن ها نسبت به تولید مثل غیر جنسی برتری دارد ؛ در میان این فرمانرو اشکال آبزی و
خاک زی – هر دو – دیده می شود .

 

۵ – فرمانروی باکتری
ها :‌ دو شاخه دارد :‌ الف ) یوباکتری ها ( Eubacteria ) : این شاخه بیش
تر از ۴۰۰۰ گونه دارد ؛ بدن آن ها از یک سلول تشکیل شده است ؛‌ پروکاریوت هستند ؛
اندامک های غشایی ندارند ؛‌ روش تغذیه ای آن ها اساسا از طریق هتروتروفی ( از طریق
جذب غذا ) است اما در میان آن ها انواع فتوسنتز کننده و شیمیوسنتز کننده هم دیده
می شود ؛‌ تولید مثل آن ها معمولا از طریق تقسیم دوتایی یا جوانه زدن است . ب )
آرکی باکتری ها ( Archaebacteria ) : این شاخه
کمتر از ۱۰۰ گونه را تشکیل می دهد ؛ شامل باکتری های هوازی و غیر هوازی اند که با
محیط های افراطی سازگار شده اند ؛ پروکاریوت اند ؛‌ از نظر ساختار دیواره و غشای
سلول با
سلول های یوکاریوت متفاوت اند ؛ شباهات آن ها به یوکاریوت ها این نظریه را ایجاد کرد که آرکی باکتری
ها در مقایسه با
یوباکتری ها ٬
وابستگان نزدیک تر یو کاریوت
ها هستند ؛
فقط به
طریقه ی غیر جنسی تولید مثل می کنند و به سه گروه بزرگ تقسیم می شوند ؛
اگر چه شواهدی وجود دارد که به طور آزاد در اقیانوس ها زندگی می کنند ولی هنوز در
آزمایشگاه ها کشت داده نشده اند .

 فرضیه کروموزومی توارث   

 صفات
یک فرد جدید بوسیله ژن های بخصوص که بر روی کروموزوم ها قرار دارند و از پدر و
مادر به ارث می رسند ٬ مشخص می شود . انسان ها دارای حدود ۳۵
هزار ژن بر روی ۴۶ کروموزوم هستند . ژن های روی کروموزوم های مشابه تمایل دارند با
یکدیگر به ارث برسند و از این رو تحت عنوان ژن های وابسته شناخته شده اند . در
سلول های سوماتیک کروموزوم ها به صورت ۲۳ جفت همسان ظاهر شده که ۴۶ دیپلوئید را می
سازند . ۲۲ جفت کروموزوم های جور ، به نام کروموزوم های اتوزوم و یک جفت کروموزوم
های جنسی وجود دارد . اگر هر دو کروموزوم های جنسی XX باشند ٬ فرد از نظر ژنتیکی مونث است و اگر جفت
کروموزوم های جنسی XY
باشد ٬
فرد از نظر ژنتیکی مذکر است . در هر زوج ٬ یک کروموزوم از گامت مادری ( اووسیت ) و کروموزوم دیگر از
گامت پدری ( اسپرم ) شرکت می کند . بنابر این هر گامت حاوی هاپلوئیدی از ۲۳
کروموزوم می باشد که یکی شدن آن ها در زمان باروری منجر به برقراری مجدد تعداد دیپلوئیدی
۴۶ کروموزوم می گردد .

سندرم داون معمولا به علت وجود یک نسخه
اضافی از کروموزوم ۲۱ ( تری زومی ۲۱ ) به وجود می آید . از نظر بالینی کودکان دچار
سندرم داون دارای عقب ماندگی رشد ؛ درجات متفاوتی از عقب ماندگی عقلی ؛ ناهنجاری
های جمجمه ای صورتی از جمله چشم های مورب به طرف بالا ٬
چین های اپی کانتی ( چین های پوستی اضافی در گوشه داخلی چشم ها ) ٬
صورت پهن شده و گوش های کوچک ؛ نقائص قلبی و هیپوتونی می باشند . این افراد هم
چنین بروز بالائی از ابتلا به لوسمی ٬ عفونت ها ٬اختلال
عملکرد تیروئید و نارسی سنی را دارا می باشند . بعلاوه تقریبا تمام آن ها علائم
بیماری آلزایمر را پس از ۳۵ سالگی نشان می دهند . در ۹۵ ٪ موارد سندروم بر اثر تری زومی ۲۱ ناشی از عدم جدایی میتویک به
وجود می آید و در ۷۵ ٪ این موارد عدم جدایی در هنگام تشکیل اووسیت می باشد . شیوع سندرم داون
حدودا یک در هر ۲۰۰۰ بارداری برای زنان زیر ۲۵ سال اتفاق می افتد . این افزایش خطر
برای مادران با سن ۳۵ سال به یک در هر ۳۰۰ بارداری و برای زنان ۴۰ سال یک در هر
۱۰۰ بارداری وجود دارد .

تقریبا در ۴ ٪
از موارد سندروم داون یک عدم تعادل جابجایی بین کروموزوم ۲۱ با یکی از کروموزوم
های ۱۳ و ۱۴ یا ۱۵ وجود دارد . ۱ ٪ آخری به علت موزائیسم است که ناشی از عدم جدایی میتوزی می
باشد . این افراد دارای بعضی سلول های با تعداد کروموزوم طبیعی و بعضی سلول های
انوپلوئید می باشند . آن ها ممکن است تعدادی اندک یا زیاد از ویژگی های سندرم داون
را بروز دهند .