عامل محیطی – ژوئن 2021: گزارش های داخلی ماه

NTP یک آلاینده معمولی را در داخل خانه پیدا کرد که در جوندگان جذب و توزیع می شود

به گفته دانشمندان بخش NIEHS برنامه ملی سم شناسی (DNTP)، آلفای پینن معمولی در داخل خانه به صورت سیستمی جذب شده و پس از قرار گرفتن در معرض استنشاق در غدد پستانی جوندگان توزیع می شود. این تحقیق ممکن است پیامدهایی برای سلامت انسان پس از قرار گرفتن در معرض آلفا پینن داشته باشد.

آلفا پینن از روغن مخروطیان به دست می آید و جزء اصلی سقز است. قرار گرفتن انسان در معرض آلفا پینن می تواند از طریق صنعت چوب بری، استفاده از سقز و استفاده از محصولات مصرفی که حاوی آلفا پینن به عنوان طعم دهنده یا طعم دهنده هستند رخ دهد. با این حال، اطلاعات کمی در مورد خطر احتمالی قرار گرفتن در معرض آلفا پینن وجود دارد.

موش‌های صحرایی نر و ماده و موش‌ها با استنشاق کل بدن در غلظت‌های سازگار با قرار گرفتن در معرض انسان در معرض آلفا پینن قرار گرفتند. پس از قرار گرفتن در معرض، سطوح آلفا پینن و متابولیت واکنش بالقوه آن، اکسید آلفا پینن، در خون و غدد پستانی برای ارزیابی پارامترهای توکسیکوکینتیک ارزیابی شد.

محققان آلفا پینن و آلفا پینن اکسید را در خون و غدد پستانی دریافتند که با غلظت قرار گرفتن در معرض این سطوح افزایش یافت. به طور کلی، سطح آلفا پینن و متابولیت در موش‌ها بیشتر از موش‌ها و در غدد پستانی بیشتر از خون بود. یافته‌ها ممکن است در ارائه زمینه و ارتباط یافته‌های سمیت حیوانات با قرار گرفتن در معرض انسان مهم باشند. (معاون رئيس جمهور)

نقل قول: Waidyanatha S، Hackett M، Black SR، Stout MD، Fennell TR، Silinski MR، Watson SL، Licause J، Robinson VG، Sparrow B، Fernando RA، Cooper S، Rider CV. 2021. ارزیابی توکسیکوکینتیک آلفای پینن، آلفا پینن، و متابولیت واکنش پذیر بالقوه آن، پس از قرار گرفتن در معرض استنشاق در جوندگان. Toxicol Appl Pharmacol 418:115496.

عکس های فوری نشان می دهد که چگونه نوکلئوتیدهای آسیب دیده از اقدامات حفاظتی ترمیم DNA فرار می کنند

با استفاده از کریستالوگرافی پرتو ایکس با وضوح بالا، محققان NIEHS و همکارانشان نشان دادند که مو DNA پلیمراز، که در ترمیم شکستگی دو رشته ای نقش دارد، از محل سوم فلزی برای وارد کردن نوکلئوتیدهای آسیب دیده و آسیب دیده به DNA استفاده می کند. یافته های آنها روشن می کند که چگونه ترکیب نوکلئوتیدهای آسیب دیده باعث پیشرفت سرطان و سایر بیماری ها می شود.

استرس مکانیکی یا عوامل شیمیایی ناشی از فرآیندهای طبیعی سلولی یا قرار گرفتن در معرض محیطی می تواند باعث شکستگی در یک یا هر دو رشته از مارپیچ دوگانه DNA شود. شکستگی های دو رشته ای آسیب رسان ترین ضایعات DNA هستند. ترمیم آنها شامل پر کردن شکاف های DNA، فرآیندی با واسطه DNA پلیمرازها، و ادغام انتهای شکسته است. این فرآیند مستعد خطا است و تعمیر معیوب می‌تواند منجر به بازآرایی‌های خطرناک کروموزومی شود که زمینه‌ساز سرطان و سایر بیماری‌ها است.

استرس اکسیداتیو ایجاد شده توسط متابولیسم طبیعی نیز می تواند به نوکلئوتیدها، بلوک های سازنده DNA، آسیب برساند. برای بررسی اینکه آیا قرار دادن نوکلئوتیدهای آسیب دیده، در این مورد dGTP اکسید شده، می تواند ناکارآمدی ترمیم DNA را تشدید کند، محققان با استفاده از کریستالوگرافی اشعه ایکس با گذشت زمان، عکس های فوری مولکولی از DNA پلیمراز mu در عمل تولید کردند. اکسیداسیون تغییراتی را در ویژگی‌های مولکولی نوکلئوتیدی ایجاد می‌کند که به آن اجازه می‌دهد از دفاع سلولی در برابر درج DNA فرار کند و باعث ترمیم DNA پیش‌آمده شود. (FP)

نقل قول: Jamsen JA، Sassa A، Shock DD، Beard WA، Wilson SH. 2021. تماشای پلیمراز ترمیم شکستگی دو رشته ای که یک نوکلئوتید اکسید شده پروموتاژنیک را وارد می کند. Nat Commun 12(1):2059.

رابطه چربی بدن و بلوغ در دختران

به گفته دانشمندان و همکاران NIEHS در مرکز کنترل و پیشگیری از بیماری های ایالات متحده و موسسه ملی سرطان، دخترانی که چربی کل بدن (TBF) بالاتری دارند، در نشانگرهای هورمونی و بالینی بلوغ دچار انحراف می شوند. قبلاً مشاهده شده بود که دختران دارای اضافه وزن یا چاق زودتر از دختران با وزن طبیعی به تلارش، شروع رشد سینه و قاعدگی، اولین ظهور قاعدگی می‌رسند. علاوه بر این، دخترانی که TBF بیشتری دارند، زمان کوتاه تری را در بلوغ می گذرانند.

دانشمندان یک مطالعه چهار ساله را روی گروهی متشکل از 90 دختر در سن بلوغ که دارای اضافه وزن/چاق یا وزن طبیعی بودند انجام دادند. محققان با استفاده از انواع تکنیک‌های تصویربرداری و آزمایش‌های هورمونی دریافتند که سطح چندین هورمون تولید مثلی در ابتدا بین دخترانی که TBF کمتر و بالاتر داشتند مشابه بود، اما پس از یک سال هورمون‌ها در دخترانی که TBF بالاتری داشتند افزایش یافت. علاوه بر این، دخترانی که TBF بالاتری داشتند رشد سینه‌شان کندتر بود اما زودتر قاعدگی را تجربه کردند. این نتایج نشان‌دهنده ارتباط بین TBF بالاتر و ناهنجاری‌ها در رشد سینه و سطوح هورمونی است که تحقیقات بیشتر در مورد اینکه چگونه چربی بدن این اثرات را واسطه می‌کند را ضروری می‌سازد. (NA)

نقل قول: Ortega MT، McGrath JA، Carlson L، Flores Poccia V، Larson G، Douglas C، Sun BZ، Zhao S، Beery B، Vesper HW، Duke L، Botelho JC، Filie AC، Shaw ND.. 2021. مطالعه طولی مراحل بلوغ و هورمون ها به عنوان عملکرد چربی بدن در دختران. J Clin Endocrinol Metab 106(6):1668-1683. (تاریخ)

یک رویکرد جدید تصاویری با وضوح بالا از پروتئین ها تولید می کند

محققان و همکاران NIEHS در دانشگاه دوک و موسسه ملی سرطان، رویکرد جدیدی را برای توموگرافی کرایو الکترونی (Cryo-ET) ایجاد کرده‌اند. چنین توموگرافی داده های تفکیک اتمی را از بخش های سلولی فراهم می کند و امکان تعیین ساختارهای ماکرومولکولی را فراهم می کند. در سلولز، به معنی سلول های زنده جدا شده. تجسم پروتئین در سلولز به دانشمندان اجازه می دهد تا برهمکنش های بین ماکرومولکول هایی را مشاهده کنند که ممکن است در صورت استخراج از بین بروند.

با این حال، استفاده گسترده از وضوح اتمی Cryo-ET محدود است زیرا مجموعه داده ها ممکن است هفته ها طول بکشد. برای غلبه بر این مشکل، محققان چیزی را ایجاد کردند که کرایوتوموگرافی الکترونی تصویربرداری تغییر یافته با پرتو (BISECT) نامیده می شود که زمان جمع آوری داده ها را به چند روز کاهش می دهد. این تکنیک هدایت مکانیکی آهسته را با حرکت پرتو الکترونی ترکیب می کند تا تعداد مناطق تصویر شده را ضرب کند. خطاهای جهت گیری با ادغام محدودیت های هندسی مربوط به شیب نمونه تصحیح می شوند. با این تکنیک و سایر تکنیک‌ها، دانشمندان توانستند در عرض چند روز یک نقشه با وضوح اتمی به دست آورند.

BISECT روش هایی را ترکیب می کند که به جمع آوری داده ها سرعت می بخشد، دقت در محلی سازی و تمرکز هدف را افزایش می دهد و پردازش داده ها را بهبود می بخشد. همچنین جمع آوری داده های مورد نیاز برای بازسازی سه بعدی ساختارهای مولکولی با وضوح بالا را از Cryo-ET امکان می دهد تا 10 برابر سریعتر انجام شود. (MH)

نقل قول: Bouvette J، Liu HF، Du X، Zhou Y، Sikkema AP، da Fonseca Rezende E، Mello J، Klemm BP، Huang R، Schaaper RM، Borgnia MJ، Bartesaghi A. 2021. اکتساب داده تصویر با تغییر پرتو شتاب برای توموگرافی کرایو الکترونی تک ذره ای با وضوح نزدیک به اتمی. Nat Commun 12(1):1957.

قطع بازخورد آسم آلرژیک

محققان NIEHS و همکارانشان در موسسه ملی دیابت و بیماری های گوارشی و کلیوی مولکول های هدفی را شناسایی کرده اند که علائم آسم آلرژیک را در مدل های حیوانی کاهش می دهد. آسم آلرژیک با التهاب ریه ها و باریک شدن راه های هوایی مشخص می شود. دانشمندان کشف کردند که گلبول‌های سفید تخصصی به نام ائوزینوفیل، یک مولکول قندی معروف به یوریدین دی فسفات-گلوکز (UDP-G) و گیرنده P2Y14 با هم کار می‌کنند تا علائم آسم را تحریک کنند. این یافته ها می تواند به بهبود استراتژی های درمان آسم منجر شود.

پس از انجام روش‌هایی که باعث ایجاد آسم در موش‌ها شد، اعضای تیم دریافتند که UDP-G جذب ائوزینوفیل‌ها را در مجاری هوایی افزایش می‌دهد و همچنین می‌تواند بر پاسخ‌های مولکول‌های دیگر برای تقویت پاسخ ایمنی ناشی از آلرژن تأثیر بگذارد. دانشمندان همچنین از موش های اصلاح شده ژنتیکی که فاقد گیرنده P2Y14 بودند استفاده کردند و مشاهده کردند که نفوذ ائوزینوفیلیک و واکنش بیش از حد راه هوایی در این مدل موش آسم آلرژیک سرکوب شده است.

نتایج این مطالعه نشان داد که آنتاگونیست‌های P2Y14 – مولکول‌هایی که به P2Y14 متصل می‌شوند اما آن را فعال نمی‌کنند – ممکن است به کنترل آسم ناشی از آلرژی کمک کنند، به‌ویژه در اشکال این بیماری که به درمان‌های معمولی مقاوم هستند. (SR)

نقل قول: Karcz TP، Whitehead GS، Nakano K، Nakano H، Grimm SA، Williams JG، Deterding LJ، Jacobson KA، Cook DN. 2021. UDP-گلوکز و گیرنده P2Y14 ائوزینوفیلی راه هوایی ناشی از آلرژن را افزایش می دهند. J Clin Invest 131(7):e140709. (تاریخ)