برچسب: رادیکال آزاد

به هنگام تقسیم سلولی، سلول ها اطلاعات ژنتیکی خود را در کروموزوم های فشرده ذخیره میکنند. انتهاهای کروموزوم های ما دارای ساختار خاصی بنام تلومرها می باشند. رونوشت برداری تلومر مستلزم مکانیسم ویژه ای می باشد که درارگانیسم های بالغ تعداد اندکی از سلول ها دارای آن می باشند. این بدین معناست که کروموزوم ها با گزر زمان کوتاهترشده، طولعمر آنها کاهش یافته و دچار پیری می شوند. بعلاوه تلومرها نسبت به استرس اکسیداتیو بسیار حساسبوده و و رونوشت برداری انها تحت تاثیر استرس اکسیداتیو قرار می گیرند. به تازگی محققان پروتئینی را کشف کرده اند که در طی تقسیمات سلولی در ارتباط با کروموزوم ها بوده و انتهای آنها را از آسیب های اکسیداتیو مصون می دارد. نتیجه این تحقیق در نشریه cell reports به چاپ رسیده و می تواند پیامدهای بسیاری را برای درمان بیماریی های مرتبط با پیری و سرطان داشته باشند.
تقسیم، آسیب و کوتاه شدن
بطورخلاصه انتقال ژنوم از سلول والد به فرزند یک روند حیاتی بری حفظ مشخصات و سلامت ارگانیسم به شمار می رود. ژنوم ما به طور مداوم در معرض فاکتورهای محیطی مانند نور خورشید، رادیکالهای آزاد اکسیژنی و … می باشند. آسیب های استرس اکسیداتیو حیات کل موجودات کره زمین را تحت تاثیر قرار می دهند.
سلول ها با استفاده از مکانیسم های متفاوتی دراسترس اکسیداتیودفاع می کنند اما برخی قسمتهای سلول ها مانند انتهاهای کروموزومی و تلومر بطور ویژه نسبت به استرس های اکسیداتیو حساس هستند. تلومرها توالی های تکراری از نوکلئوتیدها هستند که در انتهای کروموزوم ها مستقر هستند. نقش تلومرها محافظت از انتهای رشته کروموزوم دربرابر آسیب و ممانعت از اتصال انتها به انتهای کروموزوم های دیگر میباشد که در صورت وقوع همچون فاجعهای برای سلول تلقی می شود. در بسیاری از بافت های بالغ بدن، با هر تقسیم سلولی، طول کروموزوم ها کوتاه شده ودرنهایت تلومرها به قدری کوتاه می شوند که انتهای کروموزوم ها نمایان شده و مرگ سلول ها بوقوع خواهد پیوست که در غیر اینطپصورت سلول قادر به تقسیم نخواهد بود. روند مذکور توسط استرس اکسیداتیو تسریع می یابد. از اینرو تئوری های رایج درباره پیری و سرطان بر پایه آسیب های اکسیداتیو تلومرها استوارند.
آنزیمی که تلومرها را محافظت می کند
کروموزوم ها از رشته های ضخیم DNA تشکیل شده اند که به دور پروتئین های خاص پیچ خورده اند. پژوهشگران تعدادی از آزمایشات بیولوژیکی مولکولی را انجام دادند که یکی از این موارد تست QTIP بود. در این روش پروتئین های مختلفی در کروموزوم ها نشاندار می شوند لذا محققان می توانند پروتئین های متنوع تلومرها را در مراحل مختلف چرخه سلولی شناسایی و مقایسه کنند.
در طی این مطالعه آنزیم پروکسی ردوکسین-1 (PRDX-1) شناسایی شد، این آنزین به عنوانیک آنتیاکسیدانت عمل کرده و در کاهش آسیب های ناشی از استرس اکسیداتیو ایفای نقش می کند.
با استفاده از تکنیک QTIP محققان مقادیر بالایی از (PRDX-1) را در دو فاز سلولی متفاوت مشاهده نمودند: فاز S چرخه سلولی که در طی آن سنتز رشته جدید DNA رخ می دهد و فاز G-2 که سلول از لحاظ اندازه آغاز به رشد کرده و بلافاصله پس از آن وارد مرحله تقسیم سلولی خواهد شد.
با استفاده از تکنولوژی های علم ژنتیک محققان ژن کد کننده (PRDX-1) را حذف و مشاهده نمودند در پی این اتفاق تلومرها بسیار حساس و آسیب پذیر نسبت به آسیب های اکسیداتیو خواهند بود. نتیجه این امر پی بردن به نقش آنتی اکسیدانتی این پروتئین و محافظت آن از تلومرها بود.
علاوهبر موارد فوق محققانپی به نحوه تاثیر استرس اکسیداتیو بر روی تلومرها بردند. به عبارتی زمانیکه پژوهشگران نوکلئوتیدهای آسیب دیده از سوی استرس اکسیداتیو را نزدیک به تلومرها قرار دادند طویل شدن کروموزوم متوقف شد. دلیل این امر آنزیم تلومراز است که در افزودن نوکلئوتیدها به رشته DNA نقش داشته و منجر به افزایش طول رشته می شود، اگر چنانچه تلومراز نوکلئوتید آسیب دیده ای را در مسیر خود بیابد روند افزودن بازها به رشته متوقف خواهد شد.
ازآنجائیکه سلول های سرطانی مستلزم حضور تلومراز برای تکثیر و ادامه حیات خود می باشند یافته های اخیر می تواند به عنوان راهکار جدیدی دردرمان این بیماری مبنی بر تخریب و یا آسیب تلومراز سلول های سرطانی باشد که نتیجه امر توقف سرطان خواهد بود.
نطالعه فوق ارتباط بین استرس اکسیداتیو و تلومرها را نمایان ساخت درحالیکه پیش از این و بطور جداگانه از عوامل مرتبط با سرطان و پیری به شمار می رفتند. علاوه بر این آسیب های اکسیداتیو تل.مرها همواره در ارتباط با اختلالات قلبی- عروقی و دیستروفی عضلانی می باشد. پس از شناسایی(PRDX-1) محققان بدنبال شناسایی سایر پروتئین های آنتی اکسیدانتی می باشندکه از تلومرها محافظت می کنند تا با استفاده از اطلاعات به دست آمده مکانیسم های پیری و رشد سرطان را بیابند.

منبع

Eric Aeby, Wareed Ahmed, Sophie Redon, Viesturs Simanis, Joachim Lingner. Peroxiredoxin 1 protects telomeres from oxidative damage and preserves telomeric DNA for extension by telomerase. Cell Reports 17, 1-8. DOI: 10.1016/j.celrep.2016.11.071

نقش آنتی‌اکسیدان‌ها در بهبود سلامت موضوع مطالعه محبوب در سال‌های اخیر بوده است، محققان همچنان یاد می‌گیرند که چگونه از بین بردن رادیکال‌های آزاد و کاهش استرس اکسیداتیو ناشی از آنتی‌اکسیدان‌ها کمک می‌کند تا از انواع بیماری‌ها جلوگیری کنند. در حال حاضر، مطالعه جدید منتشر شده شواهد ژنتیکی واقعی را نشان می‌دهد که آنتی‌اکسیدان‌ها در توقف رشد تومور و مبارزه با سرطان نقش مهمی دارند.
دانشمندان دریافتند که اثبات ژنتیکی این مساله این است که نوع خاصی از استرس اکسیداتیو که آنتی‌اکسیدان‌ها برای پیشگیری از آن عمل می‌کنند، مسئول رشد تومور است که نشان می‌دهد استفاده از آنتی‌اکسیدان‌ها در درمان های سرطانی بسیار موثر است.
محققان یک مدل علمی برای ارزیابی این‌که چگونه سلول‌ها تحت فشار استرس اکسیداتیو واکنش نشان می‌دهند و چگونه آنتی‌اکسیدان‌ها بر این فرآیند تاثیر می‌گذارد، یافتند. آن‌ها کشف کردند که استرس اکسیداتیو، و روند حاصل از اتوفاژی یا تخریب مولکولی، به طور مستقیم باعث رشد تومور می‌شود. اما آنتی‌اکسیدان‌ها این فرآیند اکسیداتیو سرطانی را به طور مستقیم متوقف می‌کنند.
آنتی‌اکسیدان‌ها با اثرات کاهش سرطان همراه بوده‌اند. این مطالعه شواهد لازم ژنتیکی را فراهم می‌کند که کاهش استرس اکسیداتیو در بدن باعث کاهش رشد تومور می‌شود.
در سال 2008، یک مطالعه منتشر شده در مجله Science به طور خاص نشان داد که چگونه آنتی‌اکسیدان‌ها در ارتباط با تماس با سرطان دخالت دارند. مطالعه جدید، نشان داد که آنتی‌اکسیدان‌ها مانند( N-acetyl-L-cysteine NAC) سموم را از بین می‌برند، دستگاه ایمنی را تقویت می‌کنند و با سرطان مبارزه می‌کنند .
اکنون که از نظر ژنتیکی اثبات شده است که استرس اکسیداتیو و اتوفاژی ناشی از آن برای رشد روندهای تومور مهم است، اهمیت مصرف آنتی‌اکسیدان‌ها و جایگاه آن‌ها در رژیم‌های غذایی بیش از پیش مشخص شده است.

منابع:

Johnstone, R.W., Ruefli, A.A. and Lowe, S.W., 2002. Apoptosis: a link between cancer genetics and chemotherapy. Cell, 108(2), pp.153-164.

Skulachev, V.P. and Skulachev, M.V., Mitotech Sa, 2016. Pharmaceutical compositions useful for preventing and treating cancer. U.S. Patent 9,408,859.

روغن زيتون فوق خالص می‌تواند كبد را در مقابل استرس اكسيداتيو محافظت نمايد. دانشمندان موش‌هایی را در معرض علف كشی با سمیت متعادل (كه به خالی كردن بدن از آنتی اكسيدانت‌ها معروف است) قرار دادند و دريافتند، موش‌هايی كه با رژيم غذايی حاوی روغن زيتون تيمار شده بودند آسيب كبدی كمتری نشان دادند بدين معنی كه روغن زيتون به طور نسبی از آسيب كبدی آنها جلوگيری كرده بود. دانشمندان تونسی و عربستانی با همكاری در اين تحقيق به دنبال انجام آزمايشاتی بر روی ٨٠ موش بودند. محمد همامی نويسنده‌ی مقاله مي گويد زيتون جز كاملی از رژيم غذايی مديترانه‌ای است. شواهد رو به رشدی در مورد مفيد بودن زيتون برای سلامتی از جمله كاهش خطرات بيماري های عروق كرونر قلب، پيشگيري از برخي سرطان ها و تغييرات در سيستم ايمنی و پاسخ اتهابی وجود دارد.

ما نشان داديم كه روغن زيتون و عصاره هاي آن بافت كبد را در مقابل استرس اكسيداتيو محافظت مي نمايند. دانشمندان موش‌ها را به گروه‌های كنترل، گروه گيرنده‌ی روغن زيتون و ٦ گروه در معرض علف كش ٢،٤- دي كلروفنوكسي استيك اسيد، همراه و يا بدون روغن زيتون كامل و يكي از دو نوع عصاره‌ی روغن زيتون عصاره‌ی آب دوست و عصاره‌ی چربی دوست تقسيم كردند. تمام موش‌هایی كه علف كش را دريافت كرده بودند علائم جدی آسيب كبدی را نشان دادند. اما گروه گيرنده‌ی روغن زيتون خالص و عصاره‌ی آب دوست افزايش معنا داری را در فعاليت آنزيم آنتي اكسيدانت و كاهش ماركرهای آسيب كبدی نشان دادند. همامي مي گويد به نظر ميرسد عصاره‌ی آب دوست روغن زيتون در استرس اكسيداتيو حاصل از القاء توكسين موثر باشد كه اين عمل مي تواند نشانگر تاثير مستقيم آنتی اكسيدانتی عصاره‌ی آب دوست بر روي سلول هاي كبدی باشد.

منبع:

Nakbi, A., Tayeb, W., Grissa, A., Issaoui, M., Dabbou, S., Chargui, I., … Hammami, M. (2010). Effects of olive oil and its fractions on oxidative stress and the liver’s fatty acid composition in 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid-treated rats. Nutrition & Metabolism, 7, 80. http://doi.org/10.1186/1743-7075-7-80

استرس اکسیداتیو عامل شماری از بیماری‌هاست. روش معمول برای اندازه‌گیری سطح استرس اکسیداتیو، تعیین حالت اکسیداسیون یک مولکول کوچک به نام گلوتاتیون در عصاره سلولی است. دانشمندان مرکز تحقیقات سرطان آلمان برای اولین بار دریافتند که سلول‌های تحت استرس، گلوتاتیون اکسید شده‌ی خود را به بیرون تخلیه می‌کنند که این مکانسیم سلول را در برابر استرس اکسیداتیو محافظت می‌کند. لیست بلند بالای بیماری های مرتبط با استرس اکسیداتیوشامل سرطان، آلزایمر و آرتریواسکروزیس بوده و حتی پروسه ی بلند مدت پیری را در بر می گیرد. استرس اکسیداتیو به اصطلاح ترکیبات اکسیژن فعالی گفته می شود که رادیکال آزاد نامید گرفته و اگر سلولی در معرض این ترکیبات قرار بگیرد دچار استرس اکسیداتیو شده و ترکیبات مهم سلولی مانند پروتیئن‌ها، DNA و چربی‌ها اکسید می‌شوند و سلول آسیب می‌بیند. برای تعیین تحت استرس اکسیداتیو بودن یا نبودن یک سلول دانشمندان اغلب میزان اکسیداسیون گلوتاتیون را بررسی می‌کنند. گلوتاتیون مولکول کوچکی است که با اکسید شدن سلول را در برابر ترکیبات اکسیژن فعال محافظت می‌کند، در نتیجه میزان گلوتاتیون اکسید شده نشان می‌دهد که یک سلول سالم است یا تحت استرس؟! دکتر توبیاس و همکاران نشان دادند که این فرضیه صحیح نیست! توبیاس بیان کرد که برای اندازه‌گیری گلوتاتیون اکسید شده لازم بود که سلول را تخریب کنیم. دانشمندان فرض کردند که گلوتاتیون در سیتوپلاسمی که در آن تشکیل می‌شود باقی می‌ماند. توبیاس دیک و همکاران برای اطلاعات بیشتر در مورد محل نگهداری گلوتاتیون در سلول‌های سالم و دست نخورده از حسگرهای زیستی که سیگنال های نور منتشر می‌کردند استفاده کردند و موفق شدند برای اولین بار در سلول‌های مخمر مسیر گلوتاتیون اکسید شده در سلول‌های زنده را مشاهده کنند. آن‌ها از یافته‌های خود متعجب شدند چرا که دریافتند به جای ماندن در سیتوپلاسم گلوتاتیون به یک انبار امن به نام “واکوئل” منتقل می‌شود. سیتوپلاسم که در آن تمام فرآیندهای متابولیک مهم سلولی رخ می دهد، بدیهی است که باید از آسیب اکسیداتیو محافظت شود. توبیاس دیک و تیم او پس از آن نشان دادند که این امر نه تنها برای سلول های مخمر بلکه در مورد سلول های مختلف پستانداران و سلول های سرطانی نیز صدق می‌کند. نتایج به دست آمده نشان دادند که بر خلاف باورها و گزارشات قبلی سطح گلوتاتیون اکسید شده، تحت استرس اکسیداتیو بودن یا نبودن سلول را نشان نمی‌دهد. بنابراین ضروری است که  نتایج مطالعات قبلی مرتبط با استرس اکسیداتیو و بیماری های مختلف و همچنین روش انجام سنتی انها مورد بازبینی قرار گیرد.

منبع:

Bruce Morgan, Daria Ezeriņa, Theresa N E Amoako, Jan Riemer, Matthias Seedorf, Tobias P Dick. Multiple glutathione disulfide removal pathways mediate cytosolic redox homeostasis. Nature Chemical Biology, 2012; DOI

بر طبق مقاله‌ی مروری چاپ شده در مجله‌ی Medicinal Food خاصيت آنتی اکسيدانتی كنجد بویژه روغن كنجد می‌تواند تاثير فراوانی بر روی استرس اكسيداتيو داشته باشد. دانشمندان دانشگاه ايالتی ريودوژانيرو و دانشگاه فدرال ريودوژانيرو در تلاشند شواهد تاثيرات مصرف مواد حاوی كنجد را در ماركرهای استرس اكسیداتيو بر روی افراد افرادی با فشار خون بالا، كلسترول بالا و ديابت نوع ٢ منتشر نمايند. همچنين آزمايشات گوناگون بالينی افزايش آنتی اكسيدانت ها و كاهش استرس اكسيداتيو را با مصرف كنجد به ويژه در افرادی با فشار خون بالا و و ديابت نوع ٢ گزارش داده اند. مقاله‌ی مذكور شامل موارد بیشتری از تاثیر مثبت كنجد در جوامع مختلف می باشد. با کنکاش در نتايج مورد مطالعه در اين مقاله می‌توان دريافت كه برخی مطالعات پيش بالينی، نشان دهنده‌ی تاثیر روغن كنجد در پيشگيری از تصلب شرايين می باشد.

منبع

Vittori Gouveia, L. D. A., Cardoso, C. A., de Oliveira, G. M. M., Rosa, G., & Moreira, A. S. B. (2016). Effects of the Intake of Sesame Seeds (Sesamum indicum L.) and Derivatives on Oxidative Stress: A Systematic Review. Journal of medicinal food, 19(4), 337-345.

1. یک مطالعه برجسته که توسط محققان دانشگاه بلگراد صربستان انجام شده پیشنهاد کرده است که درمان آنتی‌اکسیدانی قادر به کاهش علائم بیماری سلیاک می‌باشد.
   بیماری سلیاک یک بیماری جدی و غیر قابل درمان است که تقریبا 1 درصد کودکان و 1.2 درصد بزرگسالان را تحت تاثیر قرار می‌دهند. افراد مبتلا به بیماری سلیاک، از واکنش‌های شدید و خطرناک گوارشی نسبت به گلوتن، پروتئین اصلی موجود در گندم و بسیاری از دانه‌های دیگر رنج‌ می‌برند. به طور‌کلی فعال شدن سیستم ایمنی توسط پپتیدهای گلوتن مسئول پاتوژنز و پیشرفت بیماری سلیاک است. گلوتن توازن آنتی‌اکسیدانی را در مخاط روده، احتمالا از طریق تولید بیش از حد رادیکال‌های آزاد به هم می‌زند.
   محققان، بیوپسی روده‌ای را در 39 کودک مبتلا به بیماری سلیاک فعال یا خاموش و در 19 فرد سالم با سن معادل انجام دادند تا این ارتباط را بین بیماری سلیاک، رادیکال‌های آزاد و آنتی‌اکسیدان‌ها بررسی کنند. محققان دریافتند که کودکان مبتلا به هر دو نوع بیماری سلیاک به طور قابل توجهی دارای سطوح آنتی‌اکسیدان معروف گلوتاتیون پایین‌تری هستند، در حالی که بیومارکر فعالیت آنتی‌اکسیدانی به طور معنی‌داری بیشتر است.

سطوح پایین مشاهده شده گلوتاتیون قابل توجه است، زیرا این ماده شیمیایی اغلب به عنوان آنتی‌اکسیدان اصلی شناخته می‌شود که مسئول اعطای الکترون به دیگر آنتی‌اکسیدان‌ها می‌باشد تا توانایی مبارزه با رادیکال آزاد را افزایش دهد. یافته‌های بیوشیمی بالینی نشان می‌دهد که در بیماران مبتلا به سلیاک، گلوتن ممکن است موجب سیل رادیکال‌های آزاد در روده شود. این سیل چنان شدید است که به طور کامل ذخایر گلوتاتیون بدن را از بین می‌برد، در نتیجه اثربخشی همه آنتی‌اکسیدان‌های دیگر بدن را کاهش داده و منجر به افزایش آسیب اکسیداتیو و استرس در دستگاه گوارش می‌گردد. این نشان می‌دهد که رژیم غذایی با میزان آنتی‌اکسیدان‌ها می‌تواند به کاهش شدت علائم سلیاک کمک کند.

استرس اکسیداتیو عامل مهمی در پاتوژنز بیماری سلیاک است. آنتی‌اکسیدان‌های طبیعی و مکمل‌های غذایی مناسب می‌توانند مکمل‌های مهم برای درمان کلاسیک بیماری سلیاک باشند. تحقیقات نشان می‌دهد که مصرف آنتی‌اکسیدانی علائم بیماری را کاهش می دهد.
با افزایش مصرف غذاهای غنی از آنتی‌اکسیدان، سطح سلامت بهبود می‌یابد. مطالعات نشان داده‌اند که انواع توت‌ها، انار، زغال اخته، تمشک، خربزه، توت فرنگی، گیلاس و سیب در میان مواد غذایی بیشترین مقدار آنتی‌اکسیدانی را دارا می‌باشند، به طور کلی، رنگ عمیق قرمز یا بنفش، محتوای آنتی‌اکسیدان بالاتری دارند.
میوه‌های خشک شده نیز دارای سطح آنتی‌اکسیدانی بالایی هستند، کشمش، آلو، سبزیجات، لوبیای سیاه، آجیل، چای سبز، قهوه و کاکائو تیره نیز منابع غنی از آنتی‌اکسیدان به شمار می‌آیند.

منابع:

Stojiljković, V., Todorović, A., Pejić, S., Kasapović, J., Saičić, Z.S., Radlović, N. and Pajović, S.B., 2009. Antioxidant status and lipid peroxidation in small intestinal mucosa of children with celiac disease. Clinical biochemistry, 42(13), pp.1431-1437.

Stojiljković, V., Pejić, S.A., Kasapović, J., Gavrilović, L., Stojiljković, S., Nikolić, D. and Pajović, S.A.B., 2012. Glutathione redox cycle in small intestinal mucosa and peripheral blood of pediatric celiac disease patients. Anais da Academia Brasileira de Ciencias, 84(1), pp.175-184.

Boda, M. and Nemeth, I., 1992. Decrease in the antioxidant capacity of red blood cells in children with celiac disease. Acta paediatrica Hungarica, 32(3), pp.241-255.

محققان نشان داده‌اند که چگونه میکروارگانیسم‌ها خود را در برابر رادیکال‌های آزاد محافظت می‌کنند.

مطالعات مختلف بی‌شماری وجود دارد که در آن، میکروارگانیسم‌ها در معرض مولکول‌های بسیار واکنشی شناخته شده به عنوان رادیکال‌های آزاد قرار دارند. این مولکول‌ها قادر به آسیب رساندن به اجزای مهم سلول هستند و ممکن است در طول متابولیسم سلول طبیعی یا در پاسخ به عوامل محیطی تولید شوند. رادیکال‌های آزاد نقش مهمی در اثربخشی آنتی بیوتیک ، ایجاد بیماری‌ها و عملکرد طبیعی سیستم ایمنی بدن انسان دارند. تیمی از محققان در  برلین مکانیسم قبلاً ناشناخته را کشف کرده است که میکروارگانیسم‌ها را قادر می‌سازد از خود در برابر رادیکال‌های آزاد محافظت کنند. یافته‌های آن‌ها ممکن است به بهبود اثربخشی مواد ضدمیکروبی کمک کند. نتایج حاصل از این تحقیق در Nature منتشر شده است.

اصطلاح رادیکال‌های آزاد اکسیژن به مولکول‌های اکسیژن بسیار واکنش پذیر اشاره دارد که قادرند به طیف وسیعی از ساختارهای سلولی مهم مانند پروتئین ، DNA  و غشای سلولی آسیب برساند. برخی از سلول‌های سیستم ایمنی بدن رادیکال‌های آزاد را به عنوان بخشی از مبارزه با میکروارگانیسم‌های مهاجم تولید می‌کنند. فرآیندهای متابولیک هم‌چنین در هنگام تماس سلول‌های میکروبی با آنتی بیوتیک‌ها منجر به تولید رادیکال‌های آزاد می‌شوند. این یک عامل مهم در فعالیت آن‌هاست. میکروارگانیسم‌ها مکانیسم‌های مختلفی را برای رهگیری و خنثی کردن این مولکول‌های بسیار واکنش پذیر ایجاد کرده اند تا بتوانند حمله سیستم ایمنی را خنثی کنند. یک تیم بین المللی از محققان به سرپرستی پروفسور دکتر مارکوس رالسر ، مدیر موسسه بیوشیمی شیمیایی Charité ، اکنون توانسته است نشان دهد که میکروارگانیسم‌ها همچنین یک استراتژی دفاعی دیگر را نیز در اختیار دارند. در مقایسه با سازوکارهای قبلاً مستند ، این استراتژی می‌تواند بسیار مؤثر باشد.

محققان، تحقیقات خود را با استفاده از مخمر نانوائی به عنوان ارگانیسم مدل شروع کردند و مشاهده کردند که سلول‌های مخمر مقادیر زیادی لیزین ، یک مونومر را که در تولید پروتئین‌های مخمر مورد استفاده قرار می‌گیرد ، جمع می‌کنند. پس از جذب محیط ، لیزین در سطوح 70 تا 100 برابر بیشتر از مقدار لازم برای رشد طبیعی ذخیره می‌شود. محققان با استفاده از مدل‌سازی ریاضی و تجزیه و تحلیل ژنتیکی برای تعیین هدف این “برداشت لیزین” ، دریافتند که سلول‌های مخمر از لیزین تجمع یافته برای تغییر متابولیسم خود استفاده می‌کنند. یکی از پیامدهای این تنظیم مجدد ، تولید مقادیر خارق العاده گلوتاتیون ، یکی از مهم‌ترین مولکولهای اصلاح رادیکال موجود در موجودات زنده بود. پس از برداشت لیزین ، سلول‌های مخمر مقاومت قابل توجهی در برابر رادیکال‌های آزاد افزایش داده‌اند. این امر به آن‌ها امکان می‌دهد مقادیر رادیکال‌های آزاد را که معمولاً منجر به مرگ سلولی می‌شوند ، تجزیه کنند. محققان نشان دادند كه این مکانیسم مقاومت، نه تنها توسط انواع مختلفی از مخمرها بلكه توسط باكتری‌ها نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مطالعات محققان نشان می‌دهد که میکروارگانیسم‌ها نه تنها برای فعال کردن رشد ، بلکه به عنوان یک اقدام احتیاطی ، مواد مغذی را از محیط اطراف خود جذب می‌کنند ، اما در برابر حمله احتمالی رادیکال‌های آزاد آماده می‌شوند. این دانش می‌تواند در آینده مفید باشد. اگر موفق شدیم این مکانیسم مقاومت را مختل کنیم ، می‌توانیم به طور بالقوه اثربخشی مواد ضدمیکروبی را بهبود بخشیم. این گروه تحقیق با استفاده از این هدف کار خود را ادامه می دهند. ما هم‌چنین مکانیسم‌های مقاومت ناشناخته دیگر را جستجو خواهیم کرد. از این گذشته ، درک فرایندهای بنیادی سلولی پیش شرط لازم برای تولید مواد ضد میکروبی است.

منابع:

Olin-Sandoval, V., Yu, J.S.L., Miller-Fleming, L., Alam, M.T., Kamrad, S., Correia-Melo, C., Haas, R., Segal, J., Navarro, D.A.P., Herrera-Dominguez, L. and Méndez-Lucio, O., 2019. Lysine harvesting is an antioxidant strategy and triggers underground polyamine metabolism. Nature, p.1.