Gözün işığa həssaslığını hüceyrə membranındakı lipid necə tənzimləyir?

Alimlər gözün işığa həssaslığının tənzimlənməsində mühüm rol oynayan molekulyar mexanizmi müəyyən ediblər. Yeni araşdırma göstərib ki, hüceyrə membranında yerləşən PIP2 adlı lipid tor qişadakı işığa həssas hüceyrələrin fəaliyyətini tənzimləyə bilər. Bu mexanizmin müəyyənləşdirilməsi gələcəkdə bəzi göz xəstəliklərinin müalicəsi üçün yeni dərmanların hazırlanmasına imkan yarada bilər. Weill Cornell Medicine tədqiqatçıları hüceyrələrdə yerləşən bir molekulun gözün işığa həssaslığını necə tənzimlədiyini müəyyən ediblər. Alimlər bu molekulun tor qişa hüceyrələrindəki zülalla birləşdiyi dəqiq sahəni aşkar ediblər.

Nəticələr Nature Communications jurnalında dərc olunub.

Araşdırmanın əsas diqqət mərkəzində PIP2 (PI(4,5)P2) adlı fosfolipid dayanır. Bu lipid insan orqanizmindəki hüceyrələrin böyük hissəsinin membranında yerləşir və hüceyrə siqnallarının ötürülməsi və müxtəlif tənzimləyici proseslərdə iştirak edir.

Əvvəlki tədqiqatlar PIP2-nin tor qişadakı çubuq hüceyrələrin (rod hüceyrələri) işığa həssaslığını tənzimləməyə kömək edə biləcəyini göstərmişdi. Bunun üçün molekulun əsas ion kanallarından biri olan CNG kanalının aktivləşməsini məhdudlaşdırdığı ehtimal edilirdi. Lakin PIP2-nin bunu hansı mexanizmlə həyata keçirdiyi indiyədək tam aydın deyildi. Çubuq hüceyrələrinin membranında PIP2 çox aşağı konsentrasiyada olduğundan onun miqdarını ölçmək və laboratoriyada fəaliyyətini dəyişdirmək də çətin idi.

Tədqiqatçılar CNG kanalları və müxtəlif, əvvəlcədən müəyyən edilmiş PIP2 konsentrasiyalarını ehtiva edən model hüceyrə membranlarından istifadə ediblər. Yüksək dəqiqlikli görüntüləmə üsulları vasitəsilə alimlər PIP2 molekulunun CNG kanalına haradan və necə bağlandığını müəyyənləşdiriblər. Nəticələr göstərib ki, çubuq hüceyrələrində mövcud olan çox aşağı PIP2 konsentrasiyası belə CNG kanallarının fəaliyyətini məhdudlaşdırmaq üçün kifayətdir. Başqa sözlə, az miqdarda PIP2 belə kanalın açılmasının qarşısını alaraq onun bağlı vəziyyətdə qalmasına kömək edir. Tədqiqatın baş müəllifi, Weill Cornell Medicine-də anesteziologiya üzrə professor Krina Nimicean bildirib ki, əldə olunan nəticələr PIP2 kimi lipidlərin ion kanallarının fəaliyyətini necə tənzimlədiyini anlamaq üçün yeni çərçivə yaradır. Eyni zamanda, araşdırma CNG kanallarının fəaliyyətini dəyişdirmək üçün dərmanların hədəfləyə biləcəyi konkret sahəni ortaya qoyur.

Tor qişadakı işığa həssas hüceyrələrin işıq həssaslığını tənzimləyə bilməsi gözün çox geniş işıq diapazonunda işləməsinə imkan verir. Bu qabiliyyət xüsusilə az işıq şəraitində mühüm əhəmiyyət daşıyır. Çubuq hüceyrələr qaranlıq və zəif işıqda görmənin təmin edilməsində əsas rol oynayır. Onlar həmçinin görmə sahəsinin kənarlarında obyektlərin qəbul edilməsinə kömək edir. Tədqiqatçılar hesab edirlər ki, PIP2-nin CNG kanallarını tormozlaması çubuq hüceyrələrinin işığa həssaslığını optimal səviyyədə saxlamağa kömək edən təbii tənzimləmə mexanizminin bir hissəsi ola bilər. Beləliklə, göz sadəcə işığı qəbul etmir, həm də müxtəlif işıq səviyyələrinə uyğunlaşmaq üçün öz həssaslığını molekulyar səviyyədə tənzimləyir.

PIP2-nin CNG kanallarını necə tormozladığını müəyyənləşdirmək təkcə görmə mexanizmini anlamaq baxımından deyil, tibbi baxımdan da əhəmiyyətli ola bilər. Tor qişanın bəzi degenerativ xəstəlikləri və görmə itkisi CNG kanallarındakı qüsurlarla əlaqəlidir. Bu qüsurlar nəticədə çubuq hüceyrələrinin məhvinə və görmənin zəifləməsinə səbəb ola bilər. Tədqiqatçılara görə, nəzəri olaraq PIP2-nin CNG kanalına bağlandığı sahəni hədəfləyən dərmanlar bu kanalların fəaliyyətindəki bəzi qüsurları kompensasiya edə və xəstəliyin təsirlərini yüngülləşdirə bilər.

Lakin belə müalicələrin hazırlanması üçün əvvəlcə PIP2 ilə CNG kanalı arasındakı qarşılıqlı təsirin daha ətraflı öyrənilməsi və potensial dərmanların təhlükəsizliyinin yoxlanılması tələb olunur.

Kriogen elektron mikroskopiyası mexanizmi göstərdi

Alimlər CNG kanallarını və müxtəlif miqdarda PIP2-ni hüceyrə membranına bənzər xüsusi lipid strukturlarında birləşdiriblər.

Təcrübələr PIP2-nin çox aşağı konsentrasiyalarda belə CNG kanallarını bağlı vəziyyətdə saxlaya bildiyini təsdiqləyib.

Daha sonra kriogen elektron mikroskopiyası vasitəsilə PIP2 molekullarının kanallara dəqiq şəkildə necə bağlandığı və kanalı bağlı vəziyyətdə necə saxladığı görüntülənib.

Tədqiqatçılar bildirirlər ki, bu nəticələr ilk dəfə PIP2-nin çubuq hüceyrələrindəki CNG kanallarını necə tənzimlədiyinə dair aydın və inandırıcı molekulyar mənzərə ortaya qoyur. Nimiceanın laboratoriyası hazırda görmə həssaslığını CNG kanallarını tormozlamaq əvəzinə aktivləşdirərək tənzimləyən digər lipidlərin rolunu araşdırır.

Tədqiqatda istifadə olunan model membran sistemi isə membranın tərkibindəki ayrı-ayrı lipidlərin miqdarını dəqiq şəkildə idarə etməyə imkan verir. Alimlərin fikrincə, bu yanaşma yalnız görmə sistemi ilə bağlı deyil, digər hüceyrə və membran proseslərinin araşdırılmasında da yeni imkanlar yarada bilər.

mənbə: medicalxpress.com