✅قسمت دوم:

🔹آنها تمامی ساختارهای پروتئینی متصل‌کننده فلزات را بررسی کردند تا بتوانند یک ویژگی مشترک را پیدا کنند، با این فرض که این سری ویژگی‌ها در پروتئین‌های اجدادی وجود داشته و سپس پس از متنوع شدن و انتقال‌های وراثتی، پروتئینی را ساختند که ما امروزه می‌بینیم.

🔸تکامل ساختارهای پروتئین مستلزم درک چگونگی ایجاد پیچیدگی‌های جدید از چین‌های قبلی است، بنابراین محققان یک روش محاسباتی طراحی کردند که دریافتند اکثریت قریب به اتفاق پروتئین‌های متصل به فلز بدون توجه به نوع فلزی که به آن متصل می‌شوند، اورگانیسمی که در آن یافت می‌شوند یا وظیفه‌ای که به پروتئین به عنوان یک واحد داده شده است، مشابه هستند.

🔹یانا برومبرگ، نویسنده اصلی این مطالعه، استاد بخش بیوشیمی و میکروبیولوژی در دانشگاه راتگرز-نیوبرانزویک، گفت: «ما دیدیم که جایگاه‌های متصل به فلز پروتئین‌های موجود واقعاً مشابه هستند، اگرچه ممکن است خود پروتئین‌ها شبیه هم نباشند. ما همچنین دیدیم که این جایگاه‌های اتصال فلزی اغلب از زیرساخت‌های مکرر، شبیه بلوک‌های لگو تشکیل شده‌اند. جالب اینجاست که این بلوک‌ها در سایر نواحی پروتئین‌ها، نه فقط هسته‌های متصل به فلز، و در بسیاری از پروتئین‌های دیگر که در مطالعه ما در نظر گرفته نشده‌اند، یافت شدند. مشاهدات ما نشان می‌دهد که بازآرایی این مولکول‌های ساختمانی کوچک ممکن است یک یا تعداد کمی از اجداد مشترک داشته باشد و منجر به ایجاد طیف وسیعی از پروتئین‌ها و عملکردهای آن‌ها شده باشد که در حال حاضر در دسترس هستند - یعنی زندگی همانطور که ما می‌شناسیم.

🔸برومبرگ که تحقیقاتش بر رمزگشایی نقشه‌های DNA ماشین‌های مولکولی حیات متمرکز است، گفت: «ما اطلاعات بسیار کمی در مورد چگونگی پیدایش حیات در این سیاره داریم و کار ما توضیحی را ارائه می‌کند که قبلاً در دسترس نبود. این توضیح همچنین می تواند به طور بالقوه به جستجوی ما برای حیات در سیارات دیگر و اجرام سیاره ای کمک کند. یافته‌های ما با تکه‌های ساختاری ویژه‌ احتمالاً با تلاش‌های زیست‌شناسی مصنوعی برای ساختن پروتئین‌های فعال ویژه‌ مرتبط است.

✍مترجم: #مینا_یوسفی

🌐جهت مشاهده رفرنس این مقاله روی این جمله کلیک کنید.

#Whats_Up_in_Science
--------------------------------------------------
@cellandmolecularbiology

📌طبق اخرین تحقیقات، تغییرات ژنتیکی که در DNA یک موجود زنده ظاهر می شوند، ممکن است کاملاً تصادفی نباشد. این موضوع، یکی از فرض های کلیدی نظریه تکامل را به هم می زند.

🔹محققان حین بررسی جهش های ژنتیکی، پی برده اند که گیاه Arabidopsis thaliana می تواند از ضروری ترین ژن های DNA خود در برابر تغییرات محافظت کند، درحالی که بخش های دیگر ژنوم خود را برای ایجاد تغییرات بیشتر ازاد بگذارد.

🔸جهش‌های تصادفی بخش مهمی از نظریه تکامل توسط انتخاب طبیعی هستند که در آن، جهش‌ها باعث سازگاری‌هایی می‌شوند که به فرزندان منتقل می‌شوند و شانس بقای آن‌ها را تغییر می‌دهند. دانشمندان گمان می کردند که این جهش ها و همچنین اولین قدم در تکامل توسط انتخاب طبیعی، تصادفی بودند؛ اما مطالعات جدید نشان می دهند که این ممکن است کاملاً درست نباشد.

🔹تحقیقات جدید نظریه تکامل را تکذیب نمیکنند؛ بلکه بر پیچیده بودن تغییرات ژنتیکی نسبت به انچه دانشمندان در گذشته معتقد بودند، تاکید می کند.

✅قسمت دوم:

📌"خطاهای DNA"

🔸احتمال وقوع جهش و حتی خطاهای ژنتیکی در طول زندگی یک موجود زنده بسیار بالاست. طبق انچه مونرو (Monroe) می گوید، DNA یک مولکول اسیب پذیر است که روزانه در یک سلول منفرد به طور متوسط بین ۱۰۰۰تا ۱ میلیون بار اسیب میبیند؛ و حتی ممکن است در حین تقسیم سلولی دچار خطا نیز بشود.

🔹خوشبختانه برای انسان و همه موجودات دیگر، سلول های ما می توانند با بسیاری از این آسیب ها مقابله کنند.مونرو معتقد است که سلول های ما به طور پیوسته برای تصحیح DNA فعالیت می کنند؛ همچنین در ارتباط با این مسئله نوعی دستگاه های مولکولی پیچیده و پروتئین های اصلاح کننده DNA برای انجام تعمیرات لازم بوجود امده اند. با این حال، پروتئین‌های اصلاح کننده DNA خطاناپذیر نیستند و نمی‌توانند همه اشتباهات را برطرف کنند. اما در حقیقت، اگر آسیب یا خطاها برطرف نشوند، باعث جهش یا تغییر در توالی DNA می شود.

🔸جهش ها دو نوع اصلی دارند:جهش‌های سوماتیک(somatic mutation) ،که نمی‌توانند به فرزندان منتقل شوند؛ و جهش‌های رگه زایشی (germline mutation) ، که در آن‌ها فرزندان می‌توانند خطای DNA را از یک ژن جهش‌یافته در والدین به ارث ببرند. جهش‌های رگه زایشی همان چیزی هستند که تکامل توسط انتخاب طبیعی را به نوعی تحریک کرده و بر اساس اینکه چگونه بر توانایی ان موجود برای زنده ماندن تأثیر می‌گذارند، کم و بیش در یک جمعیت رایج می‌شوند. هر جهشی نمی تواند شانس زنده ماندن یک موجود را تغییر دهد؛ بلکه جهش ها تنها زمانی سبب تغییرات عمده می شوند که در ژن ها رخ دهند. طبق انچه مونرو می گوید، بخش عمده ژنوم انسان از DNA غیر ژنی ساخته شده است.

📌"جهش های غیرتصادفی"

🔹حین مطالعات جدید، محققان تصمیم گرفتند تصادفی بودن جهش‌ها را با بررسی اینکه آیا جهش‌ها به طور مساوی بین نواحی ژنی و غیر ژنی DNA در ژنوم گیاه تیل کرس( thale cress ) اتفاق می‌افتد، آزمایش کنند.تیل کرس نمونه مناسبی برای مطالعه جهش ها است زیرا ژنوم آن تنها حدود 120 میلیون جفت باز دارد (درحالیکه ژنوم انسان دارای 3 میلیارد جفت باز است)، که توالی یابی DNA گیاه را آسان تر می کند. همچنین به علت طول عمر بسیار کوتاه این گیاه، جهش‌ها می‌توانند به سرعت طی چندین نسل انباشته شوند.در طی سه سال، محققان صدها گیاه را در شرایط آزمایشگاهی برای چندین نسل پرورش دادند. در مجموع، محققان 1700 ژنوم را توالی یابی کردند و بیش از 1 میلیون جهش پیدا کردند؛ اما هنگامی که آنها این جهش ها را تجزیه و تحلیل کردند، دریافتند که جهش در بخش هایی از ژنوم حاوی ژن نسبت به بخش های غیر ژنی، کمتر اتفاق افتاده است.

✅قسمت سوم:

📌"حفاظت از ژن های ضروری"

🔸الگوی غیر تصادفی در جهش‌های بین بخش های حاوی ژن‌و غیر ژنی DNA نشان می‌دهد که یک مکانیسم دفاعی برای جلوگیری از وقوع جهش‌های خطرناک وجود دارد.در ژن‌های رمزگذار پروتئین‌های ضروری برای بقا و تولید مثل، جهش‌ها به احتمال زیاد اثرات مضری دارند و به طور بالقوه باعث بیماری و حتی مرگ می‌شوند. نتایج نشان می دهد که ژن ها، و به ویژه ژن های ضروری، جهش کمتری را نسبت به بخش های غیر ژنی در آرابیدوپسیس (arabidopsis) تجربه می کنند، در نتیجه فرزندان شانس کمتری برای به ارث بردن یک جهش مضر دارند.محققان دریافتند که ژن های ضروری برای محافظت از خود، سیگنال های خاصی را به پروتئین های اصلاح کننده DNA ارسال می کنند. این سیگنال‌دهی توسط خود DNA انجام نمی‌شود، بلکه توسط هیستون‌ها( histone) انجام می شود.(هیستون ها نوعی پروتئین‌ تخصصی اند که رشته های DNA برای تشکیل کروموزوم‌ به اطراف آن ها می‌پیچد.)

🔹بر اساس نتایج مطالعات برخی دانشمندان، رشته های DNA در بخش های حاوی ژن(به‌ویژه ژن‌های ضروری از نظر بیولوژیکی)، دور هیستون‌هایی با علائم شیمیایی خاص پیچیده شده‌اند. محققان گمان می کنند که این علائم شیمیایی به عنوان سیگنال های مولکولی برای افزایش اصلاح DNA در این مناطق عمل می کنند. این ایده که برخی هیستون ها دارای علائم شیمیایی خاص خود هستند، جدید نیست؛ بلکه در مطالعات اخیر درباره جهش در بیماران سرطانی نیز مشخص شده که این علائم شیمیایی می توانند بر عملکرد درست پروتئین های اصلاح کننده DNA در از بین بردن جهش ها تاثیر بگذارند.

📌"پیامد های ممکن و بالقوه"

🔸محققان امیدوارند که یافته های آنها در نهایت برای بهبود پزشکی انسانی مورد استفاده قرار گیرد. جهش‌ها به روش های مختلف بر سلامت انسان تأثیر می‌گذارند؛ زیرا عامل سرطان، بیماری‌های ژنتیکی و پیر شدن هستند. توانایی محافظت از بخش های خاصی از ژنوم در برابر جهش ها می تواند به پیشگیری یا درمان این مشکلات کمک کند.به گفته مونرو، محققان معتقدند که سیگنال‌های شیمیایی صادر شده توسط ژن‌های ضروری می‌توانند زمنیه های مختلفی استفاده شوند؛ به طور مثال استفاده از ان ها در تقویت فناوری‌های ویرایش ژنی که به ما در ایجاد محصولات مغذی‌تر و مقاوم‌تر در برابر تغییرات آب و هوایی کمک می کنند.

✍مترجم: #هلیا_کریم‌نژاد

🌐جهت مشاهده رفرنس این مقاله روی این جمله کلیک کنید.

#Whats_Up_in_Science
---‐----------‐-------------------------------
@cellandmolecularbiology

سیستم های روباتیک جدید باعث تکامل هدایت شده مولکول ها در آزمایشگاه می شوند

📌با استفاده از یک پلتفرم جدید رباتیک، محققان می توانند همزمان صدها جمعیت میکروبی را در حین تکامل پروتئین های جدید یا مولکول های دیگر ردیابی کنند.

🔹تکامل طبیعی (natural evolution) فرآیندی آهسته است که در طی اثر جهش های ژنی در بلند مدت اتفاق می افتد. در سال‌های اخیر، دانشمندان راه‌هایی برای سرعت بخشیدن به این فرآیند در مقیاس کوچک (microevolution) پیدا کرده اند که به آنها اجازه می‌دهد به سرعت پروتئین ‌ها و مولکول‌های جدید را در آزمایشگاه خود ایجاد کنند.

🔸این تکنیک پرکاربرد که به عنوان تکامل هدایت شده شناخته می شود، در درمان سرطان و سایر بیماری ها، تولید سوخت زیستی و تصویربرداری از مغز (MRI) موثر واقع خواهد شد.

✅قسمت دوم:

🔸️در این پژوهش، محققان از پلتفرم جدید خود برای مهندسی مولکولی استفاده کردند که به ویروس ها اجازه می دهد ژن های خود را به روشی جدید رمزگذاری کنند. کد ژنتیکی همه موجودات زنده ایجاب می کند که سه جفت باز DNA یک اسید آمینه را مشخص می کنند. با این حال، تیم MIT توانست چندین مولکول RNA انتقال ویروس (tRNA) را تکامل دهد که به جای سه جفت باز DNA، چهار جفت باز DNA را می خواند.

🔹در آزمایش دیگری، آنها مولکولی را تکامل دادند که به ویروس ها اجازه می دهد یک اسید آمینه مصنوعی را در پروتئین هایی که می سازند بگنجانند. همه ویروس‌ها و سلول‌های زنده از همان 20 اسید آمینه طبیعی برای ساخت پروتئین‌های خود استفاده می‌کنند، اما تیم MIT توانست آنزیمی تولید کند که می‌تواند اسید آمینه اضافی به نام Boc-lysine را ترکیب کند.

🔸محققان اکنون از PRANCE برای تولید داروهای جدید با مولکول‌های کوچک استفاده می‌کنند. محققان می‌گویند که دیگر کاربردهای احتمالی این نوع تکامل هدایت‌شده در مقیاس بزرگ شامل تلاش برای تکامل آنزیم‌هایی است که پلاستیک را به طور مؤثرتر تجزیه می‌کنند، یا مولکول‌هایی که می‌توانند اپی ژنوم ( اطلاعاتی ژنتیکی که تغییر های شیمیایی DNA را نشان می دهد) را ویرایش کنند، مشابه روشی که CRISPR می‌تواند ژنوم را ویرایش کند.

🔹با این سیستم، دانشمندان همچنین می توانند درک بهتری از فرآیند گام به گام که منجر به یک نتیجه تکاملی خاص می شود، به دست آورند. از آنجایی که آنها می توانند جمعیت های زیادی را به صورت موازی مطالعه کنند، می توانند عواملی مانند میزان جهش، اندازه جمعیت اصلی و شرایط محیطی را تغییر دهند و سپس تجزیه و تحلیل کنند که این تغییرات چگونه بر نتیجه تأثیر می گذارد. این نوع آزمایش کنترل‌شده در مقیاس بزرگ می‌تواند به آن‌ها اجازه دهد تا به طور بالقوه به سؤالات اساسی در مورد چگونگی وقوع طبیعی تکامل پاسخ دهند.

✍️مترجم: #حسین_خباز

🌐جهت مشاهده رفرنس این مقاله روی این جمله کلیک کنید.

#Whats_Up_in_Science
---------------------------------------------
@cellandmolecularbiology

📌دانشمندان چگونگی توقف و کنترل فرآیند مرگ سلولی، که در گذشته غیرقابل بازگشت تصور می‌شد را، کشف کرده‌اند.
مطالعه منتشر شده توسط محققان دانشگاه ایلینوی شیکاگو (UIC)، روش جدیدی برای بررسی پایروپتوز (pyroptosis)- فرآیند مرگ سلولی که معمولا بر اثر عفونت ایجاد شده و منجر به التهاب بیش از حد در بدن می‌گردد- را توصیف و نشان می‌دهد فرآیندی که پس از آغاز، غیرقابل بازگشت تصور می‌شد، درواقع دارای قابلیت متوقف و کنترل شدن است.

🔹گزارش این یافته درNature Communications حاکی از آن است که دانشمندان روش جدیدی برای مطالعه بیماری‌های مرتبط با عملکرد نادرست فرآیند مرگ سلولی، از قبیل سرطان و عفونت‌هایی که می‌توانند به علت التهاب خارج از کنترل ناشی از این فرآیند پیچیده شوند، در دست دارند. از جمله عفونت‌های مذکور، می‌توان به عفونت خونی (سپسیس) و سندرم زجر یا دیسترس تنفسی حاد، که یکی از عوارض عمده بیماری کووید-19 است، اشاره کرد.

✅قسمت دوم:

🔸پایروپتوز، مجموعه‌ای از واکنش‌های بیوشیمیایی است که با استفاده از پروتئین گسدرمین (gasdermin)، منافذ بزرگی در غشای سلول ایجاد و آن را ناپایدار می‌کند. برای درک بیشتر این فرآیند، پژوهشگران گسدرمین اپتوژنتیکی را با مهندسی ژنتیک طراحی کرده‌اند تا به نور پاسخ دهد.

🔹گری مو (Gary Mo)، استادیار UIC بخش داروسازی و پزشکی بازساختی می‌گوید:« فرآیند مرگ سلولی طی وضعیت سلامت و بیماری نقش مهمی در بدن ایفا می‌کند؛ اما مطالعه پایروپتوز- شکل عمده مرگ سلولی- چالش برانگیز بوده‌است.»

🔸بنا به گفته مو، کنترل روش‌های آزمودن مکانیسم‌های اثرگذار پایروپتوز در سلول‌های زنده، دشوار است؛ زیرا این مکانیسم‌ها توسط پاتوژن‌های غیر قابل پیش بینی آغاز شده که به نوبه خود تاثیرات متفاوتی بر سلول‌ها و افراد گوناگون دارند.

🔹وی افزود:« گسدرمین اپتوژنتیکی، به ما امکان چشم پوشی از رفتار غیرقابل پیش بینی پاتوژن و پاسخ سلولی متغیر را می‌دهد؛ زیرا در سطح مولکولی، از آن‌چه پس از آغاز پایروپتوز در سلول رخ می‌دهد، تقلید می‌کند.»

🔸محققان با به‌کارگیری این ابزار و استفاده از فناوری‌های تصویر برداری فلورسنت، گسدرمین را به طور دقیقی در آزمایشات سلولی فعال و منافذ را در شرایط گوناگون مشاهده نمودند. آن‌ها کشف کردند شرایطی خاص همچون غلظت‌های معینی از یون‌ کلسیم، برای مثال، منجر به بسته شدن منافذ طی تنها چند ثانیه می‌شوند.
این پاسخ خودکار به شرایط خارجی، شواهدی مبنی بر خود تنظیمی پویای پایروپتوز فراهم می‌کند.

🔹در پایان، مو بیان کرد:« مشاهدات نشان می‌دهند این شیوه از مرگ سلولی، بلیتی یک‌طرفه نیست؛ در حقیقت، فرآیند مذکور با یک دکمه لغو یا کلید خاموش برنامه‌ریزی شده‌است. درک چگونگی کنترل این فرآیند، راه‌های جدیدی برای کشف دارو باز کرده و اکنون می‌توان داروهایی یافت که در هر دو حالت کارآیی داشته باشند- موضوعی که به ما امکان اندیشیدن درباره تنظیم، تقویت یا محدود کردن این نوع از مرگ سلولی در بیماری‌ها را می‌دهد؛ درحالی‌که در گذشته، تنها می‌توانستیم این فرآیند مهم را حذف کنیم.»

✍مترجم: #آیدا_بهرامی

🌐جهت مشاهده رفرنس این مقاله روی این جمله کلیک کنید.

#Whats_Up_in_Science
------------------------------------------
@cellandmolecularbiology

🔸️ مدت‌ها است تصور می‌شود گوشت‌خواری اجداد ما را در مسیر تکاملی خود قرار داد اما شواهد جدید این تئوری را مورد تردید قرار می‌دهد.

🔹 بیست و چهار سال پیش، برایانا پوبینر به خاک شمال کنیا رسید و به استخوان‌هایی دست زد که آخرین بار ۱٫۵ میلیون سال پیش لمس شده بودند. پوبینر، دانشمند دیرینه انسان‌شناس، در‌حال از زیر خاک درآوردن استخوان‌های حیوانات باستانی و جست‌وجوی بریدگی‌ها و ضربه‌دیدگی‌ها بود. این آثار نشان می‌داد حیوانات توسط اجداد اولیه ما در تلاش برای دستیابی به مغز استخوان چرب و سرشار از کالری درون آن قصابی شده‌اند.

🔸️پوبینر که اکنون در مؤسسه اسمیتسونین در واشینگتن مشغول کار است، می‌گوید: «موجودی که این حیوان را قصابی کرد، کاملاً شبیه شما نیست، اما درحال کشف این شواهد مستقیم از رفتار هستید. این واقعا هیجان‌انگیز است.» آن لحظه موجب علاقه‌مند شدن پوبینر به این موضوع شد که چگونه رژیم غذایی اجداد ما تکامل ما را شکل داد و درنهایت به ظهور گونه خودمان یعنی انسان خردمند منجر شد.

✅قسمت دوم:

🔹️به‌نظر می‌رسد گوشت در تکامل انسان نقش مهمی داشته است. اجداد دورتر ما عمدتاً از گیاهان تغذیه می‌کردند و پاهای کوتاه و مغزهای کوچکی به اندازه مغز شامپانزه‌ها داشتند. اما حدود دو میلیون سال پیش، گونه جدیدی ظاهر شد که ویژگی‌های داشت که به‌طور آشکار مانند ویژگی‌های انسان بود.

🔸️دهه‌ها است دیرینه‌شناسان این تئوری را مطرح کرده‌اند که تکامل ویژگی‌های انسانی و خوردن گوشت ارتباط محکمی با هم دارند. پوبینر می‌گوید: «توضیح این بوده که گوشت‌خواری باعث شد مواد غذایی بسیار بیشتری دریافت کنیم و این منابع متراکم، این تغییرات را تسهیل کردند.»

🔹️اگرچه یافتن شواهدی برای این رفتارها دشوارتر است، ممکن است نقش مهمی در تکامل ایفا کرده باشند. تئوری دیگری که برای توضیح ظهور برخی از ویژگی‌های انسانی وجود دارد، «فرضیه مادربزرگ» است: ازآن‌جا که تغییرات اقلیمی دسترسی اجداد ما را به مواد غذایی گیاهی مانند میوه‌ها کاهش داد، ماده‌های مسن‌تر اهمیت ویژه‌ای پیدا کردند، زیرا دانش شکستن مغزهای گیاهی و از زیر خاک بیرون کشیدن غده‌های گیاهی را داشتند. آن‌ها سپس می‌توانستند این غذا را با کودکان تقسیم کنند و کمک کنند تا کودکان سریع‌تر از شیر گرفته شوند و مادران خود را رها کنند تا زودتر فرزند بعدی خود را به دنیا بیاورند.

🔸️این موضوع ممکن است توضیح دهد که چرا انسان‌ها تکامل پیدا کردند تا پس از یائسگی طول عمر نسبتاً طولانی داشته باشند. اما مانند هر تئوری تکاملی، این مورد نیز تنها مبتنی‌بر چند نگاه گذرا از تصویری است که مدت‌ها محو شده است.
تکامل انسان ممکن است حاصل عوامل بسیار بیشتری نسبت‌به آنچه انسان راست‌قامت برای شام می‌خورده، بوده باشد، اما هنور در جامعه تمرکز زیادی روی رژیم غذایی اجداد وجود دارد.

🔹️برای برخی افراد، داستان منشأ انسان که عمیقاً در گوشت‌خواری ریشه دارد، به این امر اشاره دارد که انسان‌ها وجود خود را مدیون میل خود برای خون و گوشت هستند.

🔸️در واقعیت، شواهد نوظهور کمی پیچیده‌تر از آن هستند. گوشت‌خواری ممکن است در کنار رفتارهای دیگری تکامل پیدا کرده باشد که قدرت مغز بزرگ‌تر ما را آزاد کرده باشد و ما را در مسیر ایجاد زبان و جوامع پیچیده قرار داده باشد. مریت می‌گوید:
شاید گوشت ما را انسان کرد، نه فقط به این دلیل که آن را می‌خوردیم، بلکه به علت کارهای اجتماعی‌ای که در ارتباط با آن انجام می‌دادیم. به‌جای اینکه بپرسم که آیا گوشت ما را انسان کرد، می‌خواهم بدانم که گوشت چگونه ما را انسان کرد.

✍گردآورنده: #امین_هراتیان

🌐جهت مشاهده رفرنس مقاله روی این جمله کلیک کنید.

#what_up_in_science
_____
@cellandmolecularbiology

📌دانشمندان دانشگاه اکستر(Exeter University) اطلاعات جدیدی در مورد پیشرانگرهای کوچکی که توسط موجودات تک سلولی به نام آرکئا استفاده می‌شود، کشف کرده‌اند.

🔹آرکئا‌ها مانند باکتری‌ها در طیف وسیعی از زیستگاه‌ها- از جمله داخل بدن انسان- یافت می‌شوند اما برخلاف باکتری‌ها منجر به بیماری نمی شوند. برخی از آرکئا‌ها با چرخش رشته‌ای مارپیچی شکل به نام آرکائلوم، خود را به سرعت‌های باورنکردنی حرکت می‌دهند. مطالعه جدید با استفاده از یک میکروسکوپ کرایو الکترونی قدرتمند، این موضوع را نزدیکتر از همیشه مورد بررسی قرار داد.

🔸تیم تحقیقاتی- که شامل دانشگاه رگنسبورگ (Regensburg University) بود- بر روی Methanocaldococcus villosus متمرکز شد، گونه‌ای که در نزدیکی آتشفشان‌های زیر آب در نزدیکی ایسلند یافت می‌شود، جایی که دمای آب می‌تواند به حدود ۸۰ درجه سانتی‌گراد برسد.

✅قسمت دوم:

🔹دکتر لاوینیا گامبلی (Lavinia Gambelli)، از موسسه سیستم‌های زنده اکستر(LSI) می‌گوید:" M.villosus با سرعتی در حدود ۵۰۰ طول بدن در ثانیه شنا می‌کند. با توجه به اینکه اندازه سلول کوچک فقط یک میکرومتر است، این به معنای نیم میلی‌متر در یک ثانیه است."

🔸" در نگاه اول، این میزان زیاد به‌نظر نمی‌آید. اما در مقایسه، یک یوزپلنگ تنها به سرعت ۲۰ طول بدن در ثانیه می‌رسد- بنابراین اگر سلول M.villosus اندازه یک یوزپلنگ را داشته باشد، تقریباً با سرعت ۳۰۰۰ کیلومتر در ساعت شنا می‌کند. سرعت باورنکردنی که M.villosus می‌تواند بدست آورد، آن را به یکی از سریعترین موجودات روی زمین تبدیل می‌کند."

🔹با استفاده از میکروسکوپ کرایو‌الکترونی، محققان می‌توانند اجسامی راببینند که عرض آنها به اندازه چند اتم هیدروژن است. دکتر برترام داوم (Bertram Daum)، از LSI، گفت:" در این دقت( تفکیک پذیری)، ما می‌توانیم ساختار حیات را ببینیم و فرآیندهای بیولوژیکی اساسی را با جزئیات اتمی مطالعه کنیم."

🔸" در این مطالعه، ما می‌توانیم کوچکترین پروانه جهان را از نزدیک ببینیم تا در مورد شکل و نحوه عملکرد آن بیشتر بدانیم. این موضوع علاوه‌بر آموزش بیشتر در مورد این موجودات شگفت‌انگیز، می‌تواند پیامدهایی برای سلامت و فناوری انسان داشته باشد."

🔹" آرکئا درصد قابل توجهی از میکرواورگانیسم‌های موجود در بدن انسان را تشکیل می‌دهد. تاکنون هیچ یک از آن‌ها باعث بیماری نشده‌اند، اما این احتمال وجود دارد. در آینده، حتی ممکن است بتوان دستگاه‌های رباتیک میکروسکوپی ‌برای دارورسانی براساس پیشرانگرهای کوچک مورد استفاده آرکئا‌ها توسعه داد."

🔸این مطالعه نشان داد که رشته( فیلامان) مورد استفاده توسط M.villosus از هزاران نسخه از دو پروتئین متناوب تشکیل شده‌است، در حالی که رشته‌های قبلاً بررسی شده تنها یک پروتئین را نشان می‌دادند. این یعنی معماری و مونتاژ یک آرکائلوم پیچیده تر از آن چیزی است که تصور می‌شد.

🔹محققام همچنین دو عنصر ساختاری اصلی را شناسایی کردند که رشته آرکائلوم را قادر به حرکت می‌سازد و سلول را با سرعت بالا به حرکت در‌می‌آورد.

✍مترجم: #آیدا_حامدی

🌐جهت مشاهده رفرنس این مقاله روی این جمله کلیک کنید.

#Whats_Up_in_Science
--------------------------------------------
@cellandmolecularbiology

🔸ممکن است خشن به نظر برسد، اما پیوند مدفوع یک درمان قدرتمند برای بیماری‌های جدی است. پیوند مدفوع روشی است که مدفوع یک فرد سالم را در روده بزرگ فرد بیمار قرار می‌دهند؛ پزک شما ممکن است آن را " باکتری درمانی" بنامد.

📌چه کسانی به پیوند مدفوع نیاز دارند؟

🔹پیوند مدفوع برای درمان عفونت باکتریایی شدید به نام " C.difficile یا C.diff استفاده می‌شود. مانند بسیاری از عفونت‌ها، C.diff معمولاً با آنتی‌بیوتیک‌ها درمان می‌شود. اما در برخی افراد، عفونت می‌تواند بارها و بارها عود کرده و به آنتی‌بیوتیک‌های بیشتر پاسخ ندهد. پیوند مدفوع نسبت به آنتی‌بیوتیک‌ها درمان موفق‌تری برای C.diff مکرر است و اغلب عفونت را به سرعت از بین می‌برد.

📌پیوند مدفوع چگونه عمل می‌کند؟

🔸این پیوند، مدفوع پر از باکتری‌های سالم را وارد روده بزرگ می‌کند. هنگامی که به اندازه کافی باکتری خوب در روده شما وجود داشته باشد، باکتری‌های بدی که باعث بیماری می‌شوند، کنترل می‌شوند.

✅قسمت دوم:

🔹آنتی‌بیوتیک‌ها می‌توانند باکتری‌هایی که شما را بیمار می‌کنند از بین ببرند، اما آنها همچنین ممکن است باکتری‌هایی را که بدن شما را سالم نگه‌می‌دارند نابود کنند. بدون این تعادل، باکتری‌های بد می‌توانند تسلط پیدا کنند و سمومی تولید کرده که شما را مبتلا به اسهال و کولیت ( Colitis) می‌کند.

🔸پیوند مدفوع می‌تواند تعادل باکتریایی سالم روده شما را بازگرداند. این به شما کمک می‌کند با عفونت مبارزه کنید و به سرعت احساس بهتری بدست آورید. همچنین ممکن است در آینده به بدن شما در مقاومت در برابر C.diff، کمک کند.

📌آیا پیوند مدفوع می‌تواند سایر بیماری‌ها را درمان کند؟

🔹باکتری‌های نامتعادل روده ممکن است در سایر مشکلات سلامتی نیز نقش داشته باشند. تا به حال این پیوند توسط پزشکان روی افرادی با این بیماری‌ها آزمایش شده است:
- کولیت اولسراتیو(UC)
- بیماری کرون
- سیروز
- مالتیپل اسکلروزیس(MS)
- افسردگی
- چاقی
- آلرژی‌های غذایی
- دیابت و نوروپاتی دیابتی

🔸پیوند مدفوع به عنوان درمان کولیت اولسراتیو بسیار امیدوارکننده است. یک دلیل ممکن است این باشد که افراد مبتلا به UC اغلب دارای ترکیبی ناسالم از باکتری‌های روده هستند که مبارزه به عفونت‌های معده را برای آن‌ها دشوار می‌کند.

🔹در مطالعه‌ای، افراد مبتلا به UC پیوندی دریافت کردند که در آن از مدفوع دو اهداکننده که باهم مخلوط شده بود، استفاده شد. برخی تنها پس از یک ماه شاهد بهبود علائم و کاهش التهاب بودند و ۱۵٪ از بیماران کاملا بهبود یافتند؛ یعنی هیچ علائمی نداشتند.

🔸شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد" تطبیق" اهداکننده می‌تواند شانس موفقیت افراد مبتلا به کولیت اولسراتیو را افزایش دهد. اهداکننده در سلامتی نقش مهمی دارد و اگر از نظر سنی به شما نزدیک باشد، بهتر است. علاوه براین، به نظر می‌رسد که اعضای خانواده اغلب اهداکنندگان بهتری نسبت به افرادی هستند که به طور تصادفی انتخاب می‌‌شوند. همچنین به نظر می‌رسد که اهداکنندگان خواهر و برادر نسبت به والدین و فرزندان بهتر عمل می‌کند- احتمالاً به این دلیل که از لحاظ سنی به هم نزدیک‌تر هستند‌.

📌پیوند مدفوع چگونه انجام می‌شود؟

🔹پزشکان مدفوع اهداکننده را جمع آوری می‌کنند و آن را با محلول نمکی مخلوط کرده، سپس آن را از طریق فیلتر صاف می‌کنند. نتیجه یک مایع قهوه‌ای رنگ است که حاوی باکتری‌های خوب است. پزشک آن را با استفاده از یک لوله بلند و انعطاف‌پذیر به نام کولونوسکوپ، به عمق روده بزرگ تزریق میکند.

🔸این روش معمولاً در بیمارستان انجام گرفته و شما در طول عمل خواب هستید. قبل از پیوند، به مدت ۲ روز هیچ آنتی‌بیوتیکی مصرف نخواهید کرد. روز قبل، شما یک رژیم غذایی مایع خواهید داشت و طبق دستور پزشک از ملین‌ها یا تنقیه استفاده می‌کنید. در روز پیوند، لوپرامید( Imodium) دریافت خواهید کرد تا از اسهال جلوگیری شود. این به شما کمک می‌کند مدفوع اهدایی را نگه‌داشته تا تاثیر خود را بگذارد.

📌همراه با باشید تا درادامه بپردازیم به اینکه چه کسانی می‌توانند اهداکننده باشند، آیا می‌توانیم خودمان این پیوند را انجام دهیم و اینکه این پیوند چه مضراتی می‌تواند داشته باشد!

✍مترجم: #آیدا_حامدی

🌐جهت مشاهده رفرنس روی این جمله کلیک کنید.

📄جهت مطالعه بیشتر روی این جمله کلیک کنید.

#Whats_Up_in_Science
-----------------------------------‐-------
@cellandmokecularbiology

📌کپسول‌های مدفوع!

🔹این مورد به‌طور گسترده مورد استفاده قرار نمی‌گیرد، اما نوع جدیدی از پیوند مدفوع است. خوشبختانه، شما آن را قورت نخواهید داد، بلکه پزشک کپسول‌ها را از طریق یک لوله بلند که از بینی وارد معده شما شده، در روده قرار می‌دهد. مدفوع اهدایی غربال و آماده شده و سپس منجد می‌شود و داخل کپسول‌های کوچک قرار می‌گیرد. شما ۱۵ کپسول را طی ۲ روز دریافت خواهید کرد. خوشایند به‌نظر نمی‌رسد، اما برای از بین بردن اسهال ناشی از بیماری C.diff مکرر کاربرد دارد.

📌چه کسانی می‌توانند اهداکننده باشند؟

🔸اکثر اهداکنندگان مدفوع، اعضای خانواده یا دوستان هستند. همچنین می‌توان پیوند را از مدفوع منجمد و غربال شده موجود در بانک‌های مدفوع دریافت کرد. اهداکنندگان و مدفوع آنهه با دقت غربالگری می‌شوند. آنها آزمایش خون و مدفوع را برای بررسی عفونت یا داروهایی که ممکن است در مدفوع موجود باشد، انجام می‌دهند. اهداکنندگان مدفوع حداقل یک ماه قبل از پیوند نمی‌توانند آنتی‌بیوتیک مصرف کنند.

✅قسمت دوم:

🔹افرادی با موقعیت‌های زیر، واجد شرایط اهدا نیستند:
- دارای سیستم ایمنی ضعیف
- بیماری التهابی روده (IBD)
- کسانی که ۶ ماه قبل از اهدا خالکوبی یا سوراخ کردن بدن داشته باشند.
- دارای سابقه مصرف غیرقانونی یا سوء مصرف مواد مخدر
- شما هرگز نمی‌توانید در زندان باشید.
- به مناطقی سفر کرده باشید که ممکن است در معرض عفونت‌های خاص قرار گرفته باشید.

📌آیا می‌توانیم خودمان به تنهایی پیوند مدفوع انجام دهیم؟

🔸شما نمی‌توانید برای صرفه‌جویی در وقت و هزینه‌ها، این پیوند را خودتان انجام دهید. مدفوع اهدایی باید برای ردیابی هرگونه باکتری بد، عفونت یا دارو بررسی شود. پیوند مدفوعی که خودتان انجام دهید می‌تواند به فردی که پیوند را دریافت می‌کند، آسیب برساند. حتی اگر مدفوع از فردی باشد که ظاهراً بیمار نیست، شما ممکن است به یک عفونت جدی مبتلا شوید.

📌اثرات جانبی:

🔹بعضاً عوارض جانبی احتمالی در این پیوند وجود دارد. آنتی‌بیوتیک‌های مورد استفاده در این روش می‌توانند باعث اسهال، خارش و جوش‌های پوستی، حالت تهوع و مشکلات روده‌ای شوند. اما، تاکنون، تحقیقات نشان می‌دهد که این اثرات جدی نیستند و معمولاً با گذر زمان برطرف می‌شوند.

✍مترجم: #آیدا_حامدی

🌐جهت مشاهده رفرنس روی این جمله کلیک کنید.

📄جهت مطالعه بیشتر روی این جمله کلیک کنید.

#Whats_Up_in_Science
-------------------------------------------
@cellandmolecularbiology

📌محققان چگونگی نهفتگی سلول‌های سرطانی مدت‌ها پیش از وقوع متاستاز را کشف کرده‌اند.

🔹پژوهشگران دانشکده پزشکی مانت ساینای (Mount Sinai)، معمای بزرگی در حوزه تحقیقات سرطان را حل کرده‌اند: این‌که چگونه سلول‌های سرطانی سال‌ها پس از ترک تومور اولیه و مهاجرت به دیگر قسمت‌های بدن، پیش از ایجاد سرطان متاستاتیک، نهفته باقی می‌مانند.

🔸بنا بر یافته‌های گزارش شده در Nature Cancer، سلول‌ها با ترشح نوعی کلاژن، تحت عنوان کلاژن نوع III در محیط اطراف خود، نهفته باقی مانده و تنها هنگام کاهش و از بین رفتن تدریجی سطح کلاژن، تبدیل به تومورهای بدخیم می‌شوند. محققان دریافته‌اند با غنی سازی محیط اطراف سلول‌ها از این نوع کلاژن، می‌توان سلول‌ها را وادار به باقی ماندن در حالت نهفتگی نموده و از عود تومور جلوگیری کرد.

✅قسمت دوم:

🔹دکتر براوو کوردرو (Bravo-Cordero)، نویسنده ارشد مقاله و دانشیار هماتولوژی و انکولوژی پزشکی این دانشکده بیان کرد:« یافته‌های ما، اثرات و کاربردهای بالینی بالقوه‌ای داشته و ممکن است تبدیل به بیومارکری جدید برای پیش‌بینی عود تومور و همچنین مداخله‌ای درمانی برای کاهش وقوع مجدد بیماری به صورت موضعی و نیز، دور از محل اولیه گردد. این مداخله با هدف ممانعت از خیز سلول‌های نهفته، به عنوان یک استراتژی درمانی به جهت جلوگیری از رشد بیش از حد و متاستاتیک، پیشنهاد شده است. با کشف زیست شناسی نهفتگی تومور و توسعه داروهای نوین و ویژه، ترکیبی از درمان‌های القا کننده نهفتگی و انواعی از روش‌ها که به طور مشخص این نوع از سلول‌ها را مورد هدف قرار دهند، در نهایت از عود موضوعی و متاستاز جلوگیری شده و مسیر بهبود سرطان، هموار می‌گردد.»

🔸بیشتر مرگ‌ومیر ناشی از سرطان، به علت متاستاز بوده که می‌تواند سال‌ها پس از رفع تومور رخ دهد. مطالعات پیشین، چگونگی خروج از نهفتگی در سلول‌های توموری پراکنده را، بررسی کرده‌اند؛ حال آن‌که پژوهش اخیر، نحوه نهفته باقی ماندن سلول‌ها در این حالت را نشان می‌دهد.

🔹در این مطالعه از تکنیک‌های تصویر برداری با وضوح بالا، از جمله میکروسکوپ دو فوتونی استفاده شده؛ این فناوری امکان متصور ساختن سلول‌های خفته در محیط خود را به صورت هم‌زمان در موجود زنده فراهم نموده و دانشمندان را قادر می‌سازد تا با استفاده از رده‌های سلولی سرطان‌های سینه و سر و‌ گردن، سلول‌های توموری نهفته را در مدل موش ردیابی کنند. علاوه بر این، محققان توانستند با استفاده از فناوری مذکور، تغییرات معماری ماتریکس خارج سلولی در هنگام نهفتگی سلول‌های تومور و چگونگی تغییر آن طی فعال شدن سلول‌های سرطانی را، تصویر برداری و بررسی نمایند.

🔸پژوهشگران نشان داده‌اند فراوانی میزان کلاژن در نمونه‌های بیماران، می‌تواند به عنوان معیاری بالقوه برای پیش‌بینی عود تومور و متاستاز، مورد استفاده قرار گیرد. در مدل موش، با افزایش میزان کلاژن نوع III در اطراف سلول‌هایی که از تومور مهاجرت نموده‌اند، پیشرفت سرطان متوقف شده و سلول‌های انتشار یافته، به حالت نهفته بازگردانده شدند. مشابه فرآیند ترمیم زخم، که در آن چارچوب و داربستی از کلاژن به عنوان رویکردی درمانی برای زخم‌های پیچیده پوستی مطرح است، این مطالعه نیز بهره گیری از استراتژی‌هایی با هدف غنی سازی میکرومحیط تومور از کلاژن نوع III، به جهت ممانعت از فرآیند متاستاز با فعال شدن نهفتگی در سلول‌های تومور را، پیشنهاد می‌کند.

✍مترجم: #آیدا_بهرامی

🌐 جهت مشاهده رفرنس این مقاله روی این جمله کلیک کنید.

#Whats_Up_in_Science
----------------------------------------
@cellandmolecularbiology

📌سلول‌های ایمنی خاصی وجود دارند که نقش بسیار مهمی در محافظت از ما در‌ برابر بیماری شدید دارند و کووید ۱۹ به دانشمندان کمک کرده است تا به اهمیت آن‌ها در مبارزه با عفونت پی ببرند.

🔹در اکتبر ۲۰۲۰، تیمی از ویروس‌شناسان در دانشگاه راکفلر در نیویورک پروژه‌‌ی یک ساله‌ای را آغاز کردند تا پیش‌بینی کنند که چه گونه‌های خطرناکی از کووید ۱۹ ممکن است در آینده ظاهر شود.

🔸هدف دانشمندان راکفلر ایجاد نسخه‌ای مصنوعی از پروتئین اسپایک کووید ۱۹ بود (پروتئینی که ویروس از آن برای نفوذ به داخل سلول‌های ما استفاده می‌کند) که بتواند از تمام آنتی‌بادی‌های محافظی که در خون بازماندگان کووید ۱۹ شناخته شده بود، فرار کند.

✅قسمت دوم:

🔹پژوهشگران طی ۱۲ ماه، با ترکیب‌های مختلف جهش‌ها روی سطح پروتئین اسپایک کار کردند تا مجموعه‌ای از ۲۰ جهش را پیدا کردند که به‌ نظر می‌رسید ویروس را به‌طور خاص در‌ برابر هر چیزی که سیستم ایمنی می‌تواند به سمت آن پرتاب کند، مقاوم می‌کند. آن‌ها برای آزمایش این مجموعه جهش، آن را وارد «ویروس نوع کاذب» کردند. ویروس نوع کاذب ویروسی است که به گونه‌ای مهندسی شده که ماده ژنتیکی کافی برای تکثیر ندارد و به دانشمندان اجازه می‌دهد که آن را تغییر دهند و بدون خطر فرار، رفتار آن را درک کنند.

🔸طی چهار ماه گذشته، یافته‌های تیم راکفلر بارها در زندگی واقعی مشاهده شده است. افرادی که از عفونت کووید ۱۹ بهبود پیدا کرده‌اند و سپس واکسینه شده‌اند، به‌ نظر می‌رسد در‌ برابر گونه‌های جدید از دلتا گرفته تا اومیکرون مقاومت بیشتری داشته باشند.

🔹ایمنی‌شناسان نمونه‌های خون این افراد را گرفتند و دریافتند که آن‌ها دارای نوعی ایمنی فوق‌العاده هستند که جامعه علمی آن را ایمنی ترکیبی (هیبرید) می‌نامد. این افراد نه‌تنها سطوح بسیار بالایی از آنتی‌بادی‌ها را تولید می‌کنند (بسیار بیشتر از کسانی که به‌طور کامل واکسینه شده‌اند)، بلکه طیف بسیار متنوع‌تری از آنتی‌بادی‌ها را تولید می‌کنند که شانس بیشتری برای پیدا کردن نقاط ضعف ویروس حتی در اشکال بسیار جهش‌یافته کووید ۱۹ دارند.

🔸دانستن اینکه چگونه سیستم ایمنی را به بهترین نحو فعال کنیم، همچنین نقش بزرگی در توانمندسازی سیستم‌های مراقبت‌های بهداشتی برای واکنش سریع و کاهش مرگ‌و‌میر هنگام وقوع دنیاگیری بعدی دارد. بیشتر دانشمندان بر این باورند که وقوع دنیاگیری‌های بعدی اجتناب‌ناپذیر است. نوسنزویگ می‌گوید: «دفعه‌ی بعدی وجود خواهد داشت. سه ویروس سارس طی ۲۰ سال گذشته ظاهر شده‌اند و مشکلات بزرگی ایجاد کرده‌اند. نمی‌دانیم پاتوژن بعدی که موجب دنیاگیری می‌شود چه خواهد بود، اما باید برای آن آماده باشیم.»

✍گردآورنده: #آیدا_حامدی

🌐جهت مشاهده رفرنس این مقاله و مطالعه بیشتر روی این جمله کلیک کنید.

#Whats_Up_in_Science
-------------------------------------------
@cellandmolecularbiology