علماء يفكون شفرة قناة أيونية غامضة مرتبطة بمرض باركنسون

حدد العلماء دور القناة الأيونية التي تلعب دورًا رئيسيًا في كيفية تحلل الخلايا وإعادة تدوير مكوناتها، وهو اكتشاف يمكن أن يفتح الباب أمام استراتيجيات علاجية جديدة لمرض باركنسون.

تحتوي أحواض الغسيل وأحواض الاستحمام والمغاسل على فائض يمنع الماء من الانسكاب. يشير الباحثون الآن إلى أن الخلايا يبدو أنها تتمتع بحماية مماثلة داخل حجرات إعادة التدوير الخاصة بها.

يأتي هذا الاكتشاف من دراسة جديدة أجراها علماء في جامعة بون راين سيج للعلوم التطبيقية (H-BRS)، وLMU ميونيخ، وTU Darmstadt، وشركة Nanion Technologies، والتي نُشرت في مجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.

بقيادة عالم الصيدلة البروفيسور كريستيان جريم (LMU ميونيخ) والدكتور أوليفر راوه (H-BRS)، كشف الفريق عن كيفية عمل القناة الأيونية TMEM175، مما أدى إلى حل جدل طويل الأمد. ووجدوا أنه في الليزوزومات، يبدو أن TMEM175 يعمل كصمام فائض يساعد على منع أن تصبح الحجرة حمضية للغاية.

ضبط الحموضة في الليزوزومات

الليزوزومات عبارة عن حويصلات صغيرة محاطة بغشاء تعمل كمراكز إعادة تدوير داخل الخلايا البشرية عن طريق تحطيم الجزيئات الكبيرة إلى وحدات بناء أساسية. لكي تتم هذه العملية بشكل صحيح، يجب أن تحافظ الليزوزومات على بيئة حمضية. يتم قياس الحموضة بواسطة الرقم الهيدروجيني، الذي يعكس تركيز البروتونات (H+) في محلول مائي. بشكل عام، يشير انخفاض الرقم الهيدروجيني إلى تركيز أعلى من البروتونات.

يحافظ بروتين الغشاء على حمضية الليزوزومات عن طريق ضخ البروتونات فيها. لكن الحفاظ على الرقم الهيدروجيني المناسب يعتمد أيضًا على بروتينات إضافية مدمجة في الغشاء الليزوزومي. تسلط دراسة PNAS الضوء على TMEM175 كجزء أساسي من نظام التحكم هذا.

يقترح الباحثون أنه في الخلايا السليمة، يساعد سلوك TMEM175 الشبيه بالصمام على إبقاء الليزوزومات عند درجة حموضة مثالية، مما يدعم التحلل الفعال. في المقابل، فإن المرضى الذين يعانون من طفرات في هذه القناة الأيونية قد يفقدون تنظيم درجة الحموضة المناسبة. عندما لا يمكن التحكم في الحموضة، يضعف انهيار البروتين في الليزوزومات، مما قد يساهم في النهاية في موت الخلايا العصبية.

ربطت العديد من الدراسات في السنوات الأخيرة التحلل الخاطئ للليزوزوم بالشيخوخة والأمراض التنكسية العصبية مثل مرض باركنسون. يقول الدكتور أوليفر راوه: “تثبت دراستنا أن القناة الأيونية TMEM175 تلعب دورًا حاسمًا هنا”.

يقوم بروتين القناة TMEM175 بتوصيل أيونات البوتاسيوم والبروتونات

ولفترة طويلة، لم يعرف العلماء مكان وجود TMEM175 في الخلايا أو ماذا يفعل، وهو ما ينعكس في اسمه الواضح. TMEM175 يرمز ببساطة إلى بروتين الغشاء 175.

ازداد الاهتمام بالقناة في السنوات الأخيرة مع تراكم الأدلة التي تربطها بالعديد من الأمراض التنكسية العصبية، وخاصة مرض باركنسون. وقد أظهرت تحقيقات متعددة منذ ذلك الحين بوضوح أن TMEM175 هو بروتين قناة الليزوزومية الذي يسمح للأيونات بالمرور عبر الغشاء الليزوزومي.

ومع ذلك، فقد اختلف الباحثون حول ما إذا كان TMEM175 ينقل بشكل أساسي أيونات البوتاسيوم أو البروتونات، وما تعنيه حركات الأيونات هذه بالنسبة للجسيمات الحالة في الخلايا السليمة مقارنة بالخلايا المريضة.

مستشعر الرقم الهيدروجيني المحدد داخل الليزوزوم

يقول الدكتور أوليفر راوه، الذي انتقل من جامعة دارمشتات التقنية إلى H-BRS للعمل في التعاون البحثي: “لقد عملت على العديد من القنوات الأيونية، ويعتبر TMEM175 أغربها جميعًا على الإطلاق”. النقل الخلوي. “عندما بدأنا المشروع منذ حوالي ست سنوات، كان من المفترض أن TMEM175 كانت قناة بوتاسيوم. وكانت وظيفتها غير معروفة تمامًا. لقد تمكنا الآن من إثبات أن TMEM175 لا يقوم فقط بتوصيل أيونات البوتاسيوم، ولكن أيضًا البروتونات، وبالتالي فهو يشارك بشكل مباشر في تنظيم الرقم الهيدروجيني – أي تركيز البروتون – في داخل الليزوزومات. “

“تم إجراء معظم التجارب باستخدام طريقة مشبك التصحيح”، يوضح كريستيان جريم، الخبير في تقنية مشبك التصحيح الليزوزومي، والتي تسمح بالتوصيف الكهربي الفيزيولوجي للقنوات الأيونية في أغشية الليزوزوم. وبهذه الطريقة، أظهر الباحثون أن TMEM175 قادر على التعرف على حالة الرقم الهيدروجيني الحرجة وتكييف تدفق البروتونات عبر القناة الأيونية وفقًا لذلك.

يقول المؤلفون: “تخلق النتائج التي توصلنا إليها أساسًا مهمًا لفهم أفضل للعمليات الوظيفية في الليزوزومات ووظيفة قناة TMEM175، والتي كانت محل نزاع قبل الآن”. “في الوقت نفسه، تقدم رؤيتنا حول البروتين TMEM175 بنية مستهدفة واعدة لتطوير الأدوية لعلاج أو الوقاية من الأمراض التنكسية العصبية مثل مرض باركنسون.”

المرجع: “التوصيل الانتقائي للبروتون وبوابة قناة الكاتيون الليزوزومية TMEM175” بقلم توبياس شولز، تيمون سبراف، كارولين جروبي، جان هندريك كرومباخ، ماغنوس بهرينجر، أندريه بازوني، روكو زيرلوتي، نيلز فيرتيج، مايك ألتهاوس، كاي هاماخر، غيرهارد ثيل، كريستيان جريم وأوليفر راوه، 14 يناير 2026, وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.
دوى: 10.1073/pnas.2503909123

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.