به گزارش زیستنا به نقل از Phys.org، واکنش‌های زیستی بسیاری درون سلول‌ها رخ می‌دهند و محصولات جانبی متفاوتی تولید می‌کنند. برخی از این مواد جانبی می‌توانند مولکول‌های بسیار واکنشگری باشند و اگر داخل سلول‌ها انباشته شوند می‌توانند سبب تنش و آسیب شوند. دسته‌ای از این مولکول‌ها، گونه‌های فعال گوگرد (Reactive Sulfur Species) یا به‌اختصار RSS هستند که مشخص شده است کارکردهای زیستی دارند. بااین‌حال مشخص نشده بود که سلول‌ها چگونه به تجمع RSS واکنش نشان می‌دهند. اکنون، پژوهشگران سامانه‌ای را توصیف کرده‌اند که به‌وسیله آن RSS اضافی می‌تواند به‌طور فعال به خارج از سلول انتقال داده شود.
واکنش‌های شیمیایی به‌طور دائم درون سلول‌ها رخ می‌دهند. از جمله این واکنش‌ها، دو نوع واکنش متضاد هستند که به نام واکنش‌های اکسایش یا اکسیداسیون (Oxidation) و احیاء (Reduction) شناخته می‌شوند. به دلیل تضاد این دو نوع واکنش مهم است تا برای سلامت سلول‌ها تعادلی بین این واکنش‌ها برقرار باشد که به‌عنوان «هوموستاز ردوکس» (Redox Homeostasis) شناخته می‌شود. نشان داده شده است که RSS به‌عنوان آنتی‌اکسیدان برای محافظت در برابر تنش اکسیداتیو و حفظ هموستاز ردوکس عمل می‌کند، اما RSS بیش‌ازاندازه نیز می‌تواند سبب تنش گوگردی شود.
گروهی از محققان با ایجاد سویه‌ای از موش‌ها که RSS بیش‌ازحد تولید می‌کردند، توانستند نشان دهد که مقادیر RSS در فضای خارج سلولی افزایش می‌یابد، اما در داخل سلول‌ها افزایش نمی‌یابد. این امر حاکی از آن است که سازوکار فعالی را برای انتقال RSS به خارج از سلول وجود دارد. پروفسور یوشیتو کوماگای (Yoshito Kumagai)، نویسنده ارشد این مقاله توضیح می‌دهد: «تنظیم دقیق میزان RSS سلول که مشاهده کردیم، حاکی از وجود سازوکار سلولی انطباق‌پذیری است که مقادیر RSS را کنترل می‌کند. این سازوکار به‌احتمال‌زیاد برای محافظت در برابر تنش گوگردی وجود دارد.»
پروتئین‌های ناقل (Transporter Proteins) مسئول انتقال مولکول‌ها به خارج از سلول‌ها هستند. این گروه دریافتند که آمینواسیدی به نام سیستین (Cystine) در انتقال RSS به خارج از سلول نقشی کلیدی دارد. این موضوع نشان می‌دهد که انتقال‌دهنده خاصی به نام SLC7A11 در انتقال RSS نقش دارد. مشخص شده است که SLC7A11 سیستین را وارد سلول می‌کند و هم‌زمان آمینواسید دیگری به نام گلوتامات (Glutamate) را به خارج انتقال می‌دهد. ازآنجایی‌که سیستین مولکولی حاوی گوگرد است، این یافته‌ای شگفت‌انگیز بود که SLC7A11 هم سیستین را وارد می‌کند و هم RSS به بیرون انتقال می‌دهد.
تنش گوگردی که در اثر مقادیر زیاد RSS ایجاد می‌شود می‌تواند منجر به مرگ سلول شود. تصور می‌شود که این وضعیت در انواع بیماری‌های انسان، از جمله بیماری‌های قلب (کاردیومیوپاتی) و عضلات (دیستروفی عضلانی) نقش دارد. بنابراین نتایج شگفت‌انگیز و قابل‌توجه این مطالعه، راه‌های تازه‌ای را برای پژوهش در مورد تنش گوگردی و بیماری‌های مرتبط با آن باز خواهد کرد.
این مطالعه در Redox Biology منتشر شده است.
منبع: Phys.org
Journal Reference:
Akiyama, Masahiro, Takamitsu Unoki, Hanako Aoki, Akiyuki Nishimura, Yasuhiro Shinkai, Eiji Warabi, Kazuhiro Nishiyama, et al. “Cystine-Dependent Antiporters Buffer against Excess Intracellular Reactive Sulfur Species-Induced Stress.” Redox Biology ۵۷ (۲۰۲۲): ۱۰۲۵۱۴. https://doi.org/10.1016/j.redox.2022.102514.