حقق الباحثون في كيف أن أربعة جينات ذبابة الفاكهة ، المعروفة بالتحكم في لون العين ، ضرورية لصحة أنسجة الشبكية
ملخص:
تتكون مسارات التمثيل الغذائي من سلسلة من التفاعلات الكيميائية الحيوية في الخلايا التي تحول مكون البداية إلى منتجات أخرى . هناك أدلة متزايدة على أن المسارات الأيضية المقترنة بعوامل الإجهاد الخارجية تؤثر على صحة الخلايا والأنسجة . ترتبط العديد من الأمراض التي تصيب الإنسان ، بما في ذلك أمراض الشبكية أو أمراض التنكس العصبي ، بخلل في المسارات الأيضية.
تتكون مسارات التمثيل الغذائي من سلسلة من التفاعلات الكيميائية الحيوية في الخلايا التي تحول مكون البداية إلى منتجات أخرى . هناك أدلة متزايدة على أن المسارات الأيضية المقترنة بعوامل الإجهاد الخارجية تؤثر على صحة الخلايا والأنسجة. ترتبط العديد من الأمراض التي تصيب الإنسان ، بما في ذلك أمراض الشبكية أو أمراض التنكس العصبي ، بخلل في المسارات الأيضية.
تقود إليزابيث نوست فريقًا من الباحثين من معهد ماكس بلانك لبيولوجيا الخلايا الجزيئية وعلم الوراثة (MPI-CBG) في دريسدن بألمانيا ، الذين يصفون دورًا أساسيًا لأحد المسارات الأيضية في الحفاظ على صحة الشبكية في ظل ظروف الإجهاد . لقد درسوا جينات ذبابة الفاكهة الكلاسيكية الزنجفر ، والكاردينال ، والأبيض ، والقرمزي ، والتي تميزت في الأصل منذ عقود وسُميت بسبب دورها في تصبغ لون العين ، ولا سيما تكوين الصباغ البني لعين الذبابة . تقوم هذه الجينات بترميز مكونات مسار الكينورينين ، الذي يحول نشاطُه الحمضَ الأميني التربتوفان بخطوات مختلفة إلى منتجات أخرى . في هذه الدراسة ، سلط المؤلفون الضوء على وظيفة هذا المسار الأيضي في صحة الشبكية ، بغض النظر عن دوره في تكوين الصباغ.
مسار Kynurenine هو مسار استقلابي محفوظ تطوريًا ينظم مجموعة متنوعة من العمليات البيولوجية . يمكن أن يؤدي اضطرابها إلى تراكم الجزيئات الحيوية السامة أو الواقية أو المستقلبات ، والتي يمكن أن تؤدي إلى تدهور صحة الدماغ ، بما في ذلك الشبكية ، أو تحسينها على التوالي . تم توسيع المعرفة حول هذا المسار الأيضي المهم مؤخرًا من قبل فريق البحث ، بقيادة إليزابيث نوست ، المديرة Emerita في MPI-CBG ، في نشرهم في مجلة Plos Genetics. وإدراكًا منهم للحفظ الرائع لهذا المسار الأيضي والجينات التي تنظمه ، فقد استخدموا الذباب كنظام نموذجي لكشف دور المستقلبات الفردية في صحة الشبكية . نظر الباحثون في أربعة جينات - الزنجفر ، والكاردينال ، والأبيض ، والقرمزي - سميت على اسم ألوان غير طبيعية للعين بعد فقدانها في الذباب . تقول ساريتا هيبار ، أحد المؤلفين الرئيسيين للدراسة : "نظرًا لأن مسار كينورينين محفوظ من الذباب إلى البشر ، فقد سألنا عما إذا كانت هذه الجينات تنظم صحة الشبكية بشكل مستقل عن دورها في تكوين الصباغ".
لمعرفة ذلك ، استخدم العلماء مزيجًا من علم الوراثة ، والتغيرات الغذائية ، والتحليل الكيميائي الحيوي للأيضات لدراسة الطفرات المختلفة لذبابة الفاكهة Drosophila melanogaster . طورت صوفيا تريكوف ، مؤلفة مشاركة ، طريقة للتحليل الكيميائي الحيوي لمستقلبات مسار كينورينين . سمح ذلك للباحثين بربط مستويات الأيض المختلفة بالحالة الصحية لشبكية العين . ووجدوا أن مستقلبًا واحدًا ، 3-هيدروكسي كينورينين (3OH-K) ، يضر بشبكية العين . والأهم من ذلك ، يمكن أن يظهروا أن درجة الانحطاط تتأثر بالتوازن بين 3OH-K السامة والمستقلبات الواقية ، مثل Kynurenic Acid (KYNA) ، وليس فقط بكمياتها المطلقة . يتابع ساريتا: "لقد قمنا أيضًا بإطعام اثنين من هذه المستقلبات إلى الذباب الطبيعي (غير المتحور) ووجدنا أن 3OH-K عزز تلف الشبكية الناجم عن الإجهاد ، في حين أن تقنية KYNA تحمي الشبكية من التلف الناتج عن الإجهاد." هذا يعني أنه يمكن تحسين صحة الشبكية في ظروف معينة عن طريق تغيير نسبة المستقلبات في مسار Kynurenine..
علاوة على ذلك ، من خلال استهداف هذه الجينات الأربعة وبالتالي أربع خطوات متميزة داخل المسار ، تمكن الباحثون من إثبات أنه ليس فقط تراكم 3OH-K على هذا النحو ، ولكن أيضًا موقعه في الخلية وبالتالي توفره في تفاعلات أخرى ، هو مهم لصحة الشبكية.
تقول إليزابيث نوست ، التي أشرفت على الدراسة: "يُظهر هذا العمل أن مسار كينورينين مهم ليس فقط في تكوين الصباغ ولكن أن مستوى المستقلبات الفردية يؤدي أدوارًا مهمة في الحفاظ على صحة الشبكية". وخلصت إلى أنه "في المستقبل ، يجب أن تؤخذ نسبة المستقلبات المختلفة والمواقع المحددة لتراكمها ونشاطها في الاعتبار في الاستراتيجيات العلاجية للأمراض التي تعاني من خلل في وظيفة مسار Kynurenine ، والتي لوحظت في حالات التنكس العصبي المختلفة ."
المصدر