نوشته دانشگاه کالیفرنیا – ریورساید، 24 نوامبر 2025، انرژی سلولی میتوکندری -دانشمندان نوعی از آسیب DNA میتوکندری را که قبلاً ناشناخته بود، کشف کرده‌اند. برچسب‌های DNA “چسبنده” که به تازگی شناسایی شده‌اند، در DNA میتوکندری بسیار بیشتر از DNA هسته‌ای تجمع می‌یابند و تولید انرژی را تغییر می‌دهند و مکانیسم‌های دفاعی سلولی را فعال می‌کنند. اعتبار: Shutterstock
این یافته‌ها ممکن است پیامدهای مهمی برای بیماری‌های مرتبط با اختلال عملکرد میتوکندری داشته باشند.
نوعی از آسیب DNA که به تازگی شناسایی شده است در داخل میتوکندری، ساختارهای کوچکی که انرژی سلول‌های ما را تأمین می‌کنند، ممکن است به توضیح چگونگی تشخیص و واکنش بدن به استرس کمک کند. این تحقیق به رهبری دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید، که در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شده است، به پیوندهای احتمالی با بیماری‌های مرتبط با اختلال عملکرد میتوکندری، از جمله سرطان و دیابت، اشاره دارد.
میتوکندری‌ها کد ژنتیکی خود را به نام DNA میتوکندری (mtDNA) حمل می‌کنند که برای تولید انرژی و ارسال سیگنال‌ها هم در داخل سلول و هم به محیط اطراف آن بسیار مهم است. دانشمندان مدت‌هاست که دریافته‌اند mtDNA می‌تواند به راحتی آسیب ببیند، اما دلایل اصلی آن به طور کامل درک نشده بود. مطالعه جدید نقش ترکیبات اضافی DNA گلوتاتیونیله شده (GSH-DNA) را به عنوان منبع اصلی این آسیب برجسته می‌کند.
ترکیبات اضافی زمانی تشکیل می‌شوند که یک ماده شیمیایی، مانند یک ماده سرطان‌زا، خود را به DNA متصل می‌کند و یک برچسب حجیم ایجاد می‌کند. بدون ترمیم مناسب، این تغییرات می‌تواند منجر به جهش‌هایی شود که احتمال بیماری را افزایش می‌دهد.
آزمایش‌ها در سلول‌های کشت شده انسانی نشان داد که این ترکیبات اضافی در mtDNA در سطوحی تا 80 برابر بیشتر از DNA موجود در هسته سلول تجمع می‌یابند. این الگو نشان می‌دهد که mtDNA به ویژه در معرض این نوع آسیب قرار دارد.
لینلین ژائو، نویسنده ارشد و دانشیار شیمی در UCR، توضیح داد که mtDNA تنها بخش کوچکی – حدود 1 تا 5 درصد – از کل DNA موجود در یک سلول را تشکیل می‌دهد. این DNA به شکل دایره‌ای است، فقط 37 ژن دارد و فقط از مادر به ارث می‌رسد. در مقابل، DNA هسته‌ای (nDNA) شکلی خطی دارد و از هر دو والد به ارث می‌رسد.
ژائو گفت: «mtDNA بیشتر از nDNA مستعد آسیب است. هر میتوکندری کپی‌های زیادی از mtDNA دارد که نوعی محافظت پشتیبان را فراهم می‌کند. سیستم‌های ترمیم mtDNA به اندازه DNA هسته‌ای قوی یا کارآمد نیستند.»
یو هسوان چن، محقق ارشد و نویسنده اول، دانشجوی دکترا در آزمایشگاه ژائو، میتوکندری را به موتور سلول و مرکز سیگنالینگ تشبیه کرد.
چن گفت: «وقتی دفترچه راهنمای موتور – mtDNA – آسیب می‌بیند، همیشه به دلیل اشتباه املایی یا جهش نیست.» «گاهی اوقات، بیشتر شبیه یک یادداشت چسبناک است که به صفحات می‌چسبد و خواندن و استفاده از آن را دشوار می‌کند. این کاری است که این ترکیبات GSH-DNA انجام می‌دهند.»
محققان تجمع ضایعات چسبنده را به تغییرات قابل توجه در عملکرد میتوکندری مرتبط دانستند. آنها کاهش پروتئین‌های مورد نیاز برای تولید انرژی و افزایش همزمان پروتئین‌هایی را مشاهده کردند که به پاسخ به استرس و ترمیم میتوکندری کمک می‌کنند، که نشان می‌دهد سلول در برابر آسیب مقاومت می‌کند.
محققان همچنین از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری پیشرفته برای مدل‌سازی اثر ترکیبات چسبناک استفاده کردند.
چن گفت: «ما دریافتیم که برچسب‌های چسبناک در واقع می‌توانند mtDNA را انعطاف‌پذیرتر و سفت‌تر کنند. این ممکن است روشی باشد که سلول DNA آسیب‌دیده را برای دفع «علامت‌گذاری» می‌کند و از کپی شدن و انتقال آن جلوگیری می‌کند.»
یافته‌های این تیم نویدبخش درک بیماری‌ها است. به گفته ژائو، کشف ترکیبات GSH-DNA مرز جدیدی را برای تحقیق در مورد چگونگی عملکرد mtDNA آسیب‌دیده به عنوان یک سیگنال استرس باز می‌کند.
او گفت: «مشکلات میتوکندری و التهاب مرتبط با mtDNA آسیب‌دیده با بیماری‌هایی مانند تخریب عصبی و دیابت مرتبط بوده‌اند. وقتی mtDNA آسیب می‌بیند، می‌تواند از میتوکندری فرار کند و پاسخ‌های ایمنی و التهابی را تحریک کند. نوع جدیدی از اصلاح mtDNA که ما کشف کرده‌ایم می‌تواند مسیرهای تحقیقاتی جدیدی را برای درک چگونگی تأثیر آن بر فعالیت ایمنی و التهاب باز کند.»
