معلومات

العلماء يكتشفون كيف تولد الخلايا وتستخدم الطاقة

العلماء يكتشفون كيف تولد الخلايا وتستخدم الطاقة

كشف الباحثون عن بعض أسرار كيفية توليد الخلايا للطاقة واستخدامها. كشفت دراسة جديدة أنه من الممكن إثارة تحول في التمثيل الغذائي من التخمر إلى التنفسبكتريا قولونية وخميرة الخباز باللعب مع ظروف التخمير.

ذات صلة: العلماء يجددون الخلايا الجذعية في شيخوخة الدماغ

المزيد من ATPs

ما يعنيه هذا هو أنه يمكن دفع الخلايا لإنتاج المزيد من الطاقة الداخلية مما يؤدي إلى مصانع خلايا أفضل. قال المؤلف المقابل الأستاذ بجامعة تشالمرز للتكنولوجيا بالسويد والمدير العلمي في مركز مؤسسة نوفو نورديسك للاستدامة الحيوية في جامعة DTU في الدنمارك ينس نيلسن: "يمكن استخدام هذه المعلومات لتصميم مصانع خلايا جديدة ومحسنة".

تستخدم الخلايا جلوكوز السكر لإنتاج جزيئات عالية الطاقة تسمى ATP باستمرار. تعمل ATPs بمثابة "الغذاء" الخلوي الذي تستهلكه الإنزيمات داخل الخلايا من أجل بناء الكتلة الحيوية أو القيام بأعمال خلوية أخرى.

على هذا النحو ، كلما تم إنتاج المزيد من ATP ، كان أداء الإنزيمات أفضل. اكتشف الباحثون أنه يمكن توليد ATP من خلال أي من المسارين.

الأول هو مسار تنفسي عالي الغلة ينتج عنه 23.5 ATPs لكل جزيء جلوكوز. والثاني هو مسار تخمر منخفض الغلة من 11 ATPs فقط لكل جزيء جلوكوز.

وجد الباحثون دليلاً آخر على أن المسارين يكملان بعضهما البعض. ومع ذلك ، فقد تمكنوا من تغيير التوازن الطبيعي بين الاثنين من خلال تغيير ظروف التخمير وكمية السكر والبروتين المتاحين.

وكشف الباحثون كذلك أن جعل بعض الإنزيمات الرئيسية تؤدي أداءً أفضل يعني أن الخلايا قد تغيرت من القيام بعملية التمثيل الغذائي المتخمر ذات العائد المنخفض إلى التنفس من خلال التمثيل الغذائي التنفسي عالي الإنتاجية.

تجاوز تراكم المنتجات الثانوية المخمرة

تم العثور على هذا التحول لإنتاج المزيد من ATP داخل الخلايا مع تجاوز تراكم المنتجات الثانوية المخمرة. خلات فيبكتريا قولونية والإيثانول في خميرة الخباز. قال نيلسن: "هذه المنتجات الثانوية غير مرغوب فيها وتقلل من إنتاج الجزيئات المرغوبة التي تريد إنتاجها في مصنعك الخلوي".

في النهاية ، ما كشفه الباحثون هو أن الخلايا التي تقدم أفضل أداء لها استخدمت بالفعل كلا المسارين. بالإضافة إلى ذلك ، كشفوا أنه كلما توفرت المزيد من البروتينات ، كان المسار أكثر كفاءة.

في الختام ، من أجل الحصول على خلايا أداء أفضل في التخمير ، من الأفضل تخصيص المزيد من البروتين للمسار عالي الغلة.

تم نشر البحث فيوقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم (PNAS).


شاهد الفيديو: تنشيط الشاكرات. الدرس الاول. ماهي المانترا. مقدمه (كانون الثاني 2022).