కణాల పునర్వినియోగాన్ని నియంత్రించే అణు స్విచ్‌ను శాస్త్రవేత్తలు కనుగొన్నారు

కణీయ పునర్వినియోగంలో దాగి ఉన్న స్విచ్

Bielefeld University మరియు Leibniz-Forschungsinstitut fur Molekulare Pharmakologie (FMP) కు చెందిన పరిశోధకులు, కణ వ్యర్థాలను విచ్ఛిన్నం చేసి తిరిగి ఉపయోగించడంలో బాధ్యత వహించే ఆర్గానెల్స్ అయిన లైసోసోమ్స్‌ను నియంత్రించే, ఇప్పటివరకు తెలియని ఒక నియంత్రణ యంత్రాంగాన్ని కనుగొన్నారు. Nature Communications లో ప్రచురితమైన ఈ పరిశోధన, కణాలు తమ అంతర్గత పునర్వినియోగ వ్యవస్థలను ఎప్పుడు, ఎంత తీవ్రంగా సక్రియం చేయాలో నియంత్రించే ఒక అణు స్విచ్‌ను వెల్లడిస్తుంది. దీని ప్రభావాలు క్యాన్సర్ జీవశాస్త్రం నుంచి అల్జీమర్స్ మరియు పార్కిన్సన్స్ సహా నాడీక్షయ రోగాల వరకు విస్తరిస్తాయి.

లైసోసోమ్స్‌ను తరచుగా కణంలోని వ్యర్థ నిర్వహణ వ్యవస్థగా వర్ణిస్తారు. ఇవి ప్రోటీన్లు, దెబ్బతిన్న ఆర్గానెల్స్, రోగకారకాలు, మరియు కణ అవశేషాలను వాటి భాగాలుగా విచ్ఛిన్నం చేయగల శక్తివంతమైన ఎంజైమ్‌లను కలిగి ఉంటాయి, వాటిని మళ్లీ ఉపయోగించవచ్చు. లైసోసోమ్స్ సరిగా పనిచేసినప్పుడు, విషపూరిత వ్యర్థ పదార్థాల నిల్వను అడ్డుకొని కణ ఆరోగ్యాన్ని నిలబెడతాయి. అవి సరిగా పనిచేయనప్పుడు, వ్యర్థం కణాలను చంపే విధంగా పేరుకుపోతుంది — ముఖ్యంగా తప్పుగా ముడిపడిన ప్రోటీన్ల సమాకలనం పట్ల అత్యంత సున్నితమైన న్యూరాన్లు.

అణు స్విచ్ ఏమి చేస్తుంది

ఇటీవల గుర్తించిన ఈ యంత్రాంగం, ఇప్పటివరకు వివరంగా తెలియని ఒక నియంత్రణ ప్రోటీన్ ద్వారా కీలకమైన లైసోసోమల్ సంకేత మార్గం యొక్క కార్యాచరణను నియంత్రిస్తుంది. సాధారణ పరిస్థితుల్లో, ఈ ప్రోటీన్ సాధారణ కణ నిర్వహణకు తగిన ప్రాథమిక లైసోసోమల్ కార్యాచరణను నిలుపుతుంది. కణ ఒత్తిడి పెరిగినప్పుడు — ఉదాహరణకు, పోషకాలు తక్కువగా ఉన్నప్పుడు లేదా దెబ్బతిన్న ప్రోటీన్లు ఒక నిర్దిష్ట పరిమితిని మించి పేరుకుపోయినప్పుడు — ఈ స్విచ్ సక్రియమై, వెనుకబడిన వ్యర్థాన్ని తొలగించేందుకు లైసోసోమల్ సామర్థ్యాన్ని గణనీయంగా పెంచుతుంది.

ఈ స్విచ్, ఇప్పటికే తెలిసిన లైసోసోమల్ నియంత్రణ యంత్రాంగాలకు స్వతంత్రంగా పనిచేస్తుందని పరిశోధనా బృందం చూపించింది, తద్వారా కణ సమస్థితి యొక్క ఉన్న నమూనాల్లో పట్టుకోలేని ఒక అదనపు నియంత్రణ పొరను జోడించింది. స్విచ్‌ను నిలిపివేయడానికి చేసిన జన్యు మానిప్యులేషన్, ముందే ఊహించదగిన వైఫల్యాలను చూపింది: ఒత్తిడి వల్ల ఏర్పడే వ్యర్థ సమాకలనానికి కణాలు తగిన విధంగా స్పందించలేకపోయాయి, మరియు దాని ఫలితాలు కొన్ని క్యాన్సర్లు మరియు నాడీక్షయ పరిస్థితుల్లో కనిపించే రోగకలుగిన నమూనాలను సన్నిహితంగా అనుకరించాయి.

క్యాన్సర్ మరియు నాడీక్షయం మధ్య సంబంధాలు

క్యాన్సర్‌తో ఉన్న సంబంధం ద్విముఖంగా ఉంటుంది. కొన్ని క్యాన్సర్ సందర్భాల్లో, అధిక చురుకైన లైసోసోమల్ కార్యాచరణ ట్యూమర్ కణాలు పోషకాలు తక్కువగా ఉన్న వాతావరణాల్లో బతికేలా చేస్తుంది, అలాగే మృత కణాలు సాధారణంగా వదిలేసే కణ భాగాలను పునర్వినియోగం చేయడం ద్వారా కీమోథెరపీకి ప్రతిఘటించేలా చేస్తుంది. ఈ నియంత్రణ స్విచ్‌ను అర్థం చేసుకోవడం, ట్యూమర్ కణాల్లో లైసోసోమల్ కార్యాచరణను ఎంపికగా అణచివేయగల ఔషధాలకు ఒక సంభావ్య లక్ష్యాన్ని అందిస్తుంది, తద్వారా అవి చికిత్సకు మరింత సున్నితంగా మారవచ్చు.

అల్జీమర్స్ మరియు పార్కిన్సన్స్ సహా నాడీక్షయ రోగాలలో, రోగకలుగుదల వ్యతిరేక దిశలో సాగుతుంది: తప్పుగా ముడిపడిన ప్రోటీన్ల సమాకలనాన్ని తొలగించడానికి లైసోసోమల్ కార్యాచరణ సరిపోకపోవడం నేరుగా న్యూరాన్ మరణానికి దోహదం చేస్తుంది. కొత్తగా కనుగొన్న స్విచ్‌ను ఔషధాల ద్వారా సక్రియం చేయడం, విషపూరిత ప్రోటీన్ సమూహాల కణీయ తొలగింపును పెంచగలదు.

ఔషధ అభివృద్ధి ప్రభావాలు

లైసోసోమల్ జీవశాస్త్రంలో కొత్త నియంత్రణ యంత్రాంగాన్ని గుర్తించడం అనేక చికిత్సా మార్గాలను తెరుస్తుంది. ఈ అణు స్విచ్ ప్రోటీన్ itself ఒక సంభావ్య ఔషధ లక్ష్యం — చిన్న అణువులు లేదా బయాలజిక్స్, వ్యాధి సందర్భాన్ని బట్టి, లైసోసోమల్ కార్యాచరణను ఏ దిశలోనైనా నియంత్రించేందుకు దాన్ని సక్రియం చేయవచ్చు లేదా అడ్డుకోవచ్చు.

పరిశోధనా బృందం ఆ నియంత్రణ ప్రోటీన్ యొక్క నిర్మాణ లక్షణాలను గుర్తించింది మరియు ఉన్న ఔషధ గ్రంథాలయాల్లో దానితో పరస్పర చర్య చూపే సమ్మేళనాలు ఉన్నాయా లేదా తెలుసుకోవడానికి పని చేస్తోంది, ఇది ప్రాథమిక ఆవిష్కరణ నుంచి చికిత్సా అభ్యర్థుల దిశగా కాలరేఖను వేగవంతం చేయగల ప్రక్రియ. క్లినికల్ అనువర్తనాలను రూపకల్పన చేసే ముందు, ఈ స్విచ్ వివిధ కణ రకాలలో మరియు వివిధ ఒత్తిడి పరిస్థితుల్లో ఎలా పనిచేస్తుందో పూర్తి యాంత్రిక లక్షణీకరణ అవసరం.

ఈ వ్యాసం Phys.org లోని నివేదిక ఆధారంగా ఉంది. మూల వ్యాసాన్ని చదవండి.