اكتشف العلماء أن بكتيريا السل تستورد الفيتامينات إلى الخلايا

نحن نستخدم ملفات تعريف الارتباط لتعزيز تجربتك. من خلال الاستمرار في تصفح هذا الموقع فإنك توافق على استخدامنا لملفات تعريف الارتباط. مزيد من المعلومات.
أفادت دراسة جديدة نُشرت في مجلة Nature في مارس 2020 عن بروتين ناقل فريد موجود في بكتيريا المتفطرة السلية. على عكس الناقلات الأخرى، يساعد بروتين الحويصلة الغشائية العملاق هذا على حمل الجزيئات المحبة للماء، وخاصة فيتامين ب12 أو الكوبالامين، عبر أغشية الخلايا.
يعتمد البحث على استخدام المجهر الإلكتروني المبرد للحصول على صور للناقلات. السل كائن حي كامل لأنه يمتلك كل الآلية الوراثية اللازمة لإنتاج الكوبالامين في خلاياه. ومع ذلك، يجب أن يتلقى الفيتامينات من الخارج لنجاح انقسام الخلايا.
ولتحقيق ذلك، يستخدم ناقل فيتامين ب 12، وهو أحد عائلة كبيرة من ناقلات الكاسيت (ABC) المرتبطة بـ ATP. تستخدم هذه البروتينات الطاقة الكيميائية المخزنة في جزيئات ATP لحمل جزيئات الركيزة عبر أغشية الخلايا. وتشارك هذه الناقلات أيضًا في نقل الببتيدات مثل البليوميسين، التي تمنع نمو الكائنات الحية الدقيقة. هذه ظاهرة غريبة، كما يقول الباحث ديرك سلوتبوم، الذي يقول إن جزيئين مختلفين للغاية نادراً ما يحملهما نفس الناقل.
وهذا ما دفع الدراسة الحالية إلى فحص بنية هذا البروتين الفريد. وقال سلوتبوم: «لقد كانت عملية طويلة، ولكن انتهى بنا الأمر إلى تكسيره باستخدام المجهر الإلكتروني المبرد». وكانت النتائج مذهلة: يحتوي البروتين على ما لا يمكن وصفه إلا بأنه تجويف كبير مملوء بالماء يمتد إلى غشاء الخلية ويبلغ العرض بأكمله 7700 أنجستروم مكعب - ما يصل إلى سبعة جزيئات كوبالامين، وفقًا للباحثين. .
تبدو مهمة الناقل في حد ذاتها بسيطة: ما عليك سوى تفريغ نفسه ووضع كل شيء في الماء. ومن هنا جاء تشبيه السد. "إنك تسمح بدخول الماء وكل شيء فيه،" يتابع سلوتبوم موضحًا. قد تكون هذه هي الطريقة التي يمكنها بها نقل الفيتامينات والببتيدات المضادة للمضادات الحيوية في نفس الوقت، على الرغم من اختلاف بنيتها تمامًا.
قدرات النقل غير الانتقائية لها أيضًا عيوبها، وأكثرها وضوحًا هو عدم الكفاءة. ومع ذلك، هذه ليست مشكلة في هذه الحالة، تحتاج البكتيريا فقط إلى تناول عدد محدود من جزيئات الكوبالامين لإكمال دورتها الإنجابية التي تستمر حوالي 24 ساعة.
وتفاجأ الباحثون بالفرق بين هذا الناقل وأي ناقل تقليدي آخر معروف. وعلقوا: «إنه يغير الطريقة التي ننظر بها إلى فسيولوجيا البكتيريا. هناك دلائل قوية على أن الأنواع البكتيرية الأخرى لديها أنظمة مماثلة، وهذا يعني أنها تكتسب الجزيئات بشكل عشوائي من البيئة.
من ناحية أخرى، فإن الباحثين مهتمون باحتمال أن الخلايا البشرية قد يكون لديها أيضًا آليات مشابهة جدًا لنقل مواد مثل الكوبالامين. يرتبط هذا الفيتامين أولاً بببتيد معدي يسمى العامل الداخلي. ويأتي هذا الببتيد من الخلايا الجدارية المتخصصة في بطانة المعدة. ويسمح لفيتامين ب 12 بتكوين مركب معه. ثم يتم امتصاص المركب بواسطة الخلايا الظهارية.
يستقر هذا المركب في النهاية في الليزوزومات داخل الخلايا الظهارية. الليزوزومات عبارة عن "أكياس انتحارية" مليئة بالإنزيمات القوية. هنا، يتم تكسير العامل الداخلي ويتم إطلاق B12 من الليزوزوم إلى الخلية. وهنا، يشارك في النهاية في عملية التمثيل الغذائي للخلايا. وقال سلوتبوم: "أشك بشدة في تورط ناقلة غير محددة مماثلة".
ويعتقد العلماء أيضًا أنهم قد يكونون قادرين على تحفيز نشاط ناقل الكوبالامين-بليوميسين للمساعدة في علاج مرض السل. وقالوا: «إذا تمكنا من تحفيز نشاط هذا الناقل، فقد يكون من الممكن إدخال المضادات الحيوية بشكل أكثر كفاءة وبالتالي قتل هذه البكتيريا». الخلايا بسهولة أكبر. ومع ذلك، فقد أدركنا أن هذا قد لا يكون بسيطًا، حيث تستخدم البكتيريا استراتيجيات فعالة لإبعاد المضادات الحيوية.
للقيام بذلك، يقوم العلماء بعد ذلك بتحليل كيفية عمل الناقل. الفرضية الحالية هي أنه "داخل الخلية، يتم إفراغ بوابات الفيضان عن طريق ربط ATP وتحلله مائيًا. لكننا لا نعرف كيف ينفتح من الخارج ليسمح بدخول جزيئات جديدة”.
تتكون الناقلات الديمريكية من نصفين. يبدو أنها تبرز إلى الخارج من غشاء الخلية، ومن الممكن أن تفتح بطريقة ما، مثل الباب، للسماح بدخول البضائع الجديدة إلى الخلية. أراد العلماء معرفة ما إذا كان بإمكانهم ذلك تحفز بطريقة أو بأخرى عملية الفتح أو الارتخاء هذه، وبالتالي تزيد من دخول المضادات الحيوية.
المراجع: S. Rempel، C. Gati، M. Nijland، C. Thangaratnarajah، A. Karyolaimos، JW de Gier، A. Guskov، and DJ Slotboom: تتوسط ناقلات Mycobacterial ABC في امتصاص المركبات المحبة للماء. الطبيعة، 26 مارس 2020 http://dx.doi.org/10.1038/s41586-020-2072-8
العلامات: المضادات الحيوية، الخلايا البائية، البكتيريا، الخلايا، انقسام الخلايا، أغشية الخلايا، الإلكترونات، المجهر الإلكتروني، علم الوراثة، مختبر، الجسيمات الحالة، الأغشية، التمثيل الغذائي، الفحص المجهري، الجزيئات، الببتيدات، علم وظائف الأعضاء، البروتينات، المعدة، الخلايا التائية، السل، فيتامين ب12، فيتامين
الدكتورة ليجي توماس هي طبيبة توليد وأمراض نسائية تخرجت من كلية الطب الحكومية، جامعة كاليكوت، ولاية كيرالا في عام 2001. عملت ليجي كمستشارة متفرغة في أمراض النساء والتوليد في مستشفى خاص لعدة سنوات بعد التخرج. لقد استشارت مئات المرضى الذين يعانون من مشاكل متعلقة بالحمل والعقم، وأشرفت على أكثر من 2000 ولادة، وتسعى دائمًا إلى الولادة الطبيعية بدلاً من الجراحة.
توماس، لي جي. (24 مارس 2020). اكتشف العلماء أن بكتيريا السل تنقل الفيتامينات إلى الخلايا. أخبار – طبية. تم الاسترجاع في 18 مايو 2022 من https://www.news-medical.net/news/20200324/Scientists-discover -السل-قنوات-البكتيريا-الفيتامينات-إلى-الخلية.aspx.
توماس، لي جي.. “العلماء يكتشفون أن بكتيريا السل تنقل الفيتامينات إلى الخلايا”.الأخبار – الطبية.18 مايو 2022..
توماس، لي جي. “العلماء يكتشفون أن بكتيريا السل تنقل الفيتامينات إلى الخلايا”. أخبار – طبية.https://www.news-medical.net/news/20200324/Scientists-discover-tuberculosis-bacterium-channels-vitamins-into -the-cell.aspx.(تم الوصول إليه في 18 مايو 2022).
توماس، لي جي.2020. اكتشف العلماء أن المتفطرة السلية تنقل الفيتامينات إلى الخلايا. أخبار طبية، شوهد في 18 مايو 2022، https://www.news-medical.net/news/20200324/Scientists-discover-tuberculosis-bacterium-channels-vitamins-into-the -cell.aspx.
في هذه المقابلة، نتحدث مع الدكتور داميني داي من مركز سيدارز سيناء الطبي عن أحدث أبحاثهم حول استخدام الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بالنوبات القلبية.
في هذه المقابلة، تتحدث News-Medical مع الدكتور لورانس أوربوش حول عدم فهم الأمراض النسائية مثل التهاب بطانة الرحم وكيفية تغيير ذلك.
في هذه المقابلة، نتحدث مع المدير الطبي لشركة CMR Surgical، مارك سلاك، حول الجيل التالي من الروبوت الجراحي، Versius.
تقدم News-Medical.Net خدمة المعلومات الطبية هذه وفقًا لهذه الشروط والأحكام. يرجى ملاحظة أن المعلومات الطبية الموجودة على هذا الموقع تهدف إلى دعم وليس استبدال العلاقة بين المريض والطبيب/الطبيب والمشورة الطبية التي قد يقدمونها.