عامل محیطی – اکتبر 2021: گزارش های داخلی ماه

NIEHS و شرکای زبان بهداشت محیطی را هماهنگ می کنند

محققان NIEHS و جامعه بین‌المللی علوم بهداشت محیط، ایجاد Environmental Health Language Collaborative را پیشنهاد کرده‌اند، تلاشی برای توسعه و ترویج زبان هماهنگ در این زمینه.

از طریق یک مدل جامعه، این همکاری به دنبال استانداردسازی واژگان، اصطلاحات، و رویکردهای آماری و مدل‌سازی برای بهبود قابلیت کشف، اشتراک‌گذاری و قابلیت همکاری داده‌ها است. این گروه از افزایش استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری ماشین برای تجزیه و تحلیل حجم وسیعی از داده ها و ابرداده های تولید شده توسط تحقیقات پشتیبانی می کند.

این همکاری شامل یک جامعه عمل به عنوان مرکزی برای اطلاعات و تبادل ایده، یک انجمن برای هماهنگی و همکاری، و توسعه یک پلت فرم برای رسیدگی به نیازهای شناسایی شده در موارد استفاده است. برای حمایت از به اشتراک گذاری و ادغام داده های علوم بهداشت محیطی در سراسر پلتفرم ها، این گروه از ساختارهای ارتباطی در اتحاد داده های پژوهشی مدل. NIEHS اخیرا میزبان یک کارگاه آموزشی بود برای کمک به توسعه این ابتکار. (KC)

نقل قول: Holmgren SD، Boyles RR، Cronk RD، Duncan CG، Kwok RK، Lunn RM، Osborn KC، Thessen AE، Schmitt CP. 2021. تسریع کشف مبتنی بر دانش در علوم بهداشت محیطی از طریق یک زبان هماهنگ جامعه محور. Int J Environ Res Health Public 18(17):8985.

چندین نوع سلول دندریتیک ریوی درگیر در آسم نوتروفیلیک

دانشمندان NIEHS پس از استنشاق عصاره گرد و غبار خانه، پنج خوشه از سلول‌های دندریتیک معمولی (cDC2s) را در ریه‌های موش شناسایی کردند. در نتیجه، تیم به درک مکانیسم‌های سلولی و مولکولی درگیر در بیماری‌های ریوی مانند فیبروز کیستیک، بیماری انسداد مزمن ریه (COPD) و آسم نزدیک‌تر است.

محققان از سیتومتری جرمی، توالی یابی RNA تک سلولی و یک مدل آسم در موش برای ارزیابی اینکه چگونه توسعه cDC2s بر توانایی آنها برای ارتقای تمایز رده های سلولی متمایز T-helper (Th) Th2 و Th17 تأثیر می گذارد، استفاده کردند. محققان دریافتند که Ly6C، نشانگر سطح سلولی سلول‌های دندریتیک نابالغ، با توانایی این سلول‌ها در ترویج تمایز سلول‌های Th17 مرتبط است.

این یافته مهم است زیرا cDC2s در ریه پاسخ های ایمنی را به عوامل استنشاقی موجود در بیوآئروسل محیطی هدایت می کند. افراد مبتلا به آسم مقاوم به استروئید اغلب دارای التهاب نوتروفیل راه های هوایی هستند. سلول‌های Th17 احتمالاً در ایجاد این شکل از آسم نقش دارند، بنابراین درک چگونگی رشد این سلول‌ها ممکن است منجر به استراتژی‌های بهبود یافته برای کاهش بروز آسم نوتروفیل و سایر بیماری‌های ریوی وابسته به Th17، مانند فیبروز کیستیک یا COPD شود. (JH)

نقل قول: Izumi G، Nakano H، Nakano K، Whitehead GS، Grimm SA، Fessler MB، Karmaus PW، Cook DN. 2021. سلول های دندریتیک ریه CD11b+ در مراحل مختلف بلوغ، تمایز Th17 یا Th2 را القا می کنند. Nat Commun 12(1):5029.

پروتئین GLIS1 فشار داخل چشم مرتبط با خطر گلوکوم را در انسان تنظیم می کند

به گفته محققان NIEHS و همکارانشان، پروتئین تنظیم کننده ژن GLIS1 با گلوکوم در انسان و تنظیم فشار داخل چشم در چشم موش ها مرتبط است. این مطالعه علل سلولی و مولکولی دومین علت اصلی نابینایی در ایالات متحده را روشن می کند و ممکن است منجر به توسعه روش های درمانی جدید شود.

در بیشتر موارد، گلوکوم ناشی از افزایش فشار داخل چشم است که تا حد زیادی توسط بافت چشمی به نام شبکه ترابکولار تنظیم می شود. محققان دریافتند که موش‌های فاقد GLIS1 چشم‌های بزرگ شده و افزایش طولانی‌مدت فشار داخل چشم داشتند که به نقش بالقوه این پروتئین تنظیم‌کننده در گلوکوم اشاره دارد.

این مطالعه نشان داد که سطوح پایین GLIS1 باعث انحطاط شبکه ترابکولار می شود که منجر به تخلیه بی اثر مایع چشم به نام مایع داخل چشمی می شود. علاوه بر این، آنها نشان دادند که GLIS1 بیان چندین ژن مرتبط با گلوکوم را در سلول های شبکه ترابکولار تنظیم می کند.

علاوه بر این، محققان دریافتند که انواع رایج ژن GLIS1 در انسان با گلوکوم با زاویه باز اولیه، شایع ترین نوع آب سیاه در ایالات متحده مرتبط است. این نتیجه نشان می دهد که GLIS1 یک ژن خطر برای گلوکوم است. بنابراین، هدف قرار دادن GLIS1 ممکن است عملکرد شبکه ترابکولار و تخلیه مایع داخل چشمی را افزایش دهد و در نهایت پیشرفت گلوکوم را کند کند. (JW)

نقل قول: Nair KS، Srivastava C، Brown RV، Koli S، Choquet H، Kang HS، Kuo YM، Grimm SA، Sutherland C، Badea A، Johnson GA، Zhao Y، Yin J، Okamoto K، Clark G، Borras T، Zode G ، کیزاتیل کی، چاکرابارتی اس، جان اس دبلیو ام، جورجنسون ای، جتن AM. 2021. GLIS1 عملکرد شبکه ترابکولار و فشار داخل چشم را تنظیم می کند و با گلوکوم در انسان مرتبط است. Nat Commun 12(1):4877.

پروتئین های غیر ساختاری SARS-CoV-2 هدفی برای اقدامات ضد ویروسی هستند

دانشمندان NIEHS دریافتند که پروتئین غیرساختاری 15 SARS-CoV-2 (Nsp15) به شناسایی نوکلئوزید یوریدین برای جدا کردن RNA ویروس و جلوگیری از شناسایی توسط سیستم ایمنی میزبان متکی است. به دلیل دخالت Nsp15 در کمک به انتشار ناشناخته SARS-CoV-2 در بدن، این کار به دانشمندان کمک می کند تا درمان های ضد ویروسی جدیدی برای درمان COVID-19، بیماری ناشی از SARS-CoV-2 ایجاد کنند.

مطالعات قبلی با استفاده از Nsp15 از چندین عضو Coronaviridae خانواده دریافتند که Nsp15 یک همو-هگزامر یا ساختار شش زیر واحدی تشکیل می‌دهد و یک سایت فعال دارد که شبیه به آنزیم تجزیه‌کننده RNA دیگری به نام RNase A است. با RNA در هر دو حالت قبل و بعد از برش. آنها همچنین دینامیک مولکولی را اجرا کردند – شبیه سازی های کامپیوتری که برای تجزیه و تحلیل رفتار نوکلئوتیدها در محل بستر استفاده می شود – تا تعیین کنند که ویروس کجا رشته های RNA را قطع می کند. سرانجام IVF تجزیه و تحلیل های بیوشیمیایی نشان می دهد که در محل برش Nsp15 یک پورین را ترجیح می دهد تا موقعیت یوریدین را دنبال کند.

محققان فرض کردند که Nsp15 می تواند با ایجاد اختلال در محل اتصال بستر یا بی ثبات کردن هگزامر مهار شود. هنگامی که Nsp15 غیرفعال می شود، حسگرهای سیستم ایمنی میزبان برای حمله به مهاجم ویروسی پاسخ می دهند. (KC)

نقل قول: Frazier MN، Dillard LB، Krahn JM، Perera L، Williams JG، Wilson IM، Stewart ZD، Pillon MC، Deterding LJ، Borgnia MJ، Stanley RE.. 2021. مشخص کردن فعالیت نوکلئاز SARS2 Nsp15 نشان می دهد که دیوانه کننده U. Nucleic Acids Res; doi: 10.1093/nar/gkab719 [Online 17 August 2021].

وقتی ترمیم DNA اشتباه می شود

به گفته محققان NIEHS و همکارانشان، مولکولی به نام پلیمراز (pol) mu ممکن است منبع جهش نادیده گرفته شده و طعنه آمیزی در طول ترمیم DNA باشد.

توهین‌های درون‌زای محیطی و متابولیکی اغلب باعث آسیب DNA، از جمله شکستگی‌های دو رشته‌ای می‌شوند که به نوبه خود می‌تواند باعث سرطان یا مرگ سلولی شود. شکستگی های دو رشته ای را می توان با استفاده از پلیمرازها، که پروتئین هایی هستند که DNA را از بلوک های ساختمانی به نام نوکلئوتید سنتز می کنند، ترمیم کرد. همانند DNA، نوکلئوتیدها نیز توسط سموم محیطی آسیب می بینند و زمانی که در طول فرآیند ترمیم استفاده می شوند، می توانند آسیب بیشتری نسبت به سود داشته باشند. به عنوان مثال، پلیمرازها می توانند با وارد کردن انواع خاصی از نوکلئوتیدهای آسیب دیده در ژنوم باعث نقص DNA شوند که به طور بالقوه منجر به اثرات بیولوژیکی مضر می شود.

برای درک اساس ساختاری این پدیده، محققان یک تکنیک تصویربرداری به نام کریستالوگرافی با گذشت زمان را با شبیه سازی محاسباتی ترکیب کردند. یافته ها نشان می دهد که pol mu می تواند با ترکیب یک نوکلئوتید به نام 8-oxo-rGTP در ژنوم در طی ترمیم شکست دو رشته ای، جهش ایجاد کند.

متأسفانه، این فرآیند یک تهدید دائمی برای پایداری ژنومی است، زیرا شبکه دفاعی سلولی پیچیده ای را که معمولاً در برابر آسیب DNA محافظت می کند، دور می زند. به گفته نویسندگان، تحقیقات آینده می تواند راهبردهایی را برای اجرای اقدامات احتیاطی موثر و در نتیجه پیشگیری از بیماری نشان دهد. (JW)

نقل قول: Jamsen JA، Sassa A، Perera L، Shock DD، Beard WA، Wilson SH. 2021. مبنای ساختاری برای درج حرفه ای ریبونوکلئوتید اکسید شده در تعمیر شکستگی دو رشته ای. Nat Commun 12(1):5055.