Orgasme yang Segera Terjadi Pada Wanita Berhubungan Dengan Kaki Gelisah - ScienceDaily

Metabolisme belerang mungkin telah membuka jalan bagi evolusi multiseluler – ScienceDaily


Transisi dari organisme bersel tunggal ke multiseluler merupakan langkah besar dalam evolusi bentuk kehidupan yang kompleks. Organisme multisel muncul ratusan juta tahun yang lalu, tetapi kekuatan yang mendasari peristiwa ini tetap misterius. Untuk menyelidiki asal mula multiseluleritas, kelompok Erika Pearce di MPI Imunobiologi dan Epigenetika di Freiburg beralih ke jamur lendir Dictyostelium discoideum, yang dapat berada dalam keadaan uniseluler dan multiseluler, terletak di puncak langkah evolusi kunci ini. Keadaan yang sangat berbeda ini bergantung hanya pada satu hal – makanan.

Pertanyaan inti dari lab Pearce adalah untuk menjawab bagaimana perubahan dalam metabolisme mendorong fungsi dan diferensiasi sel. Biasanya, mereka mempelajari sel kekebalan untuk menjawab pertanyaan ini, namun, ketika penulis pertama Beth Kelly bergabung dengan kelompok tersebut, mereka memutuskan untuk mengalihkan fokus. “Kami menemukan bahwa jika kami tertarik pada bagaimana ketersediaan nutrisi menyebabkan perubahan dalam cara sel berfungsi, tidak ada organisme yang lebih baik untuk dipelajari selain Dicty, di mana kelaparan menyebabkan sel berubah dari keberadaannya sendiri menjadi organisme multiseluler. Ini adalah hal yang luar biasa. pergeseran biologi, “kata Erika Pearce.

Kelaparan mendorong agregasi multiseluler dari amuba sosial ini

Hanya dengan menghilangkan pasokan makanan D. discoideum, mereka dapat mengubah organisme ini dari sel tunggal menjadi agregat multiseluler, memungkinkan mereka untuk memeriksa faktor-faktor yang mendorong multiseluleritas ini. Agregat berperilaku sebagai organisme multiseluler yang kompleks, dengan sel individu yang memiliki spesialisasi untuk memiliki fungsi berbeda, dan bergerak secara keseluruhan. Multiseluler D. discoideum akhirnya membentuk spora pelindung, yang memungkinkan populasi bertahan hidup dari kelaparan.

Kelaparan D. discoideum menyebabkan ledakan cepat produksi spesies oksigen reaktif (ROS). ROS adalah molekul kecil yang dibuat oleh sel kita, tetapi juga digunakan untuk memberi sinyal pada awal evolusi, sebelum sistem berbasis reseptor yang lebih kompleks ada. Namun, ketika kadar ROS terlalu tinggi, mereka menjadi merusak, mengoksidasi protein dan asam nukleat, yang akhirnya menyebabkan sel mati. Jadi, peningkatan ROS umumnya dibarengi dengan produksi antioksidan untuk mengendalikan ROS tersebut. Beth Kelly mencatat, “dalam kasus kami, produksi glutathione antioksidan meningkat untuk melawan ledakan ROS besar-besaran saat kelaparan. Jika kami memberi jamur lendir ekstra glutathione, kami dapat memblokir peningkatan ROS ini dan, yang terpenting, menghentikan pembentukannya. dari agregat multiseluler, menjaga sel dalam keadaan bersel tunggal. “

Dicty yang kelaparan mengubah metabolisme mereka

Pada gilirannya, ketika mereka memblokir produksi glutathione menggunakan penghambat, mereka menemukan bahwa alih-alih mempromosikan agregasi yang lebih cepat, ini membalikkannya, mempertahankan keadaan sel tunggal lebih lama. Ini menunjukkan bahwa beberapa fungsi glutathione yang ditambahkan, selain aktivitas antioksidan, membalikkan proses agregasi. Mereka dengan hati-hati mempertimbangkan bagaimana glutathione dibuat. Ini hanya terdiri dari tiga asam amino, sistein, glisin, dan glutamin. Kelly menambahkan masing-masing komponen ini secara individual kembali ke sel yang kelaparan dan dia menemukan bahwa hanya sistein saja yang dapat membalikkan agregasi multiseluler saat kelaparan.

Apa yang unik tentang biologi sistein? Ini adalah salah satu dari hanya dua asam amino yang mengandung belerang, dan belerang ini sangat penting untuk berbagai proses dalam sel yang berkembang biak. Ini digunakan untuk membuat protein baru, sangat penting untuk aktivitas enzim, dan mendukung proses metabolisme untuk produksi energi. Oleh karena itu, membatasi sistein membatasi pasokan belerang, memperlambat pertumbuhan dan perkembangbiakan, dan menunjukkan bahwa nutrisi yang tidak mencukupi untuk melanjutkan proses ini. Untuk Dictyostelium, ini berarti bahwa mereka harus bertransisi ke keadaan multiseluler, untuk membentuk spora yang dapat bertahan dalam periode pembatasan nutrisi ini, melestarikan populasinya.

Belerang menentukan fungsi sel dan multiseluleritas

Ternyata hilangnya sulfur adalah proses penting yang mendasari multiseluleritas ini, dan peningkatan ROS adalah cara cerdas bagi D. discoideum untuk mencapai tujuan ini. Dengan meningkatkan ROS, Dictyostelium kelaparan akibatnya meningkatkan produksi glutathione. “Ini pada dasarnya menarik sistein dalam sel menjadi glutathione, membatasi penggunaan belerang untuk proliferasi dan produksi protein. Dengan menghalangi produksi glutathione secara artifisial, atau dengan memberikan sistein ekstra ke sel yang kelaparan, kita dapat memulihkan pasokan belerang ini, memulihkan proliferasi dan negara bersel tunggal, “kata Beth Kelly. “Jadi, kami mengungkapkan bagaimana sulfur menentukan peralihan antara keadaan bersel tunggal dan multiseluler.” Belerang dan oksigen adalah hal yang umum, unsur-unsur kecil di dunia kuno, dan karya ini mengungkapkan bagaimana mereka mungkin berperan dalam asal mula multiseluleritas.

“Di luar ini, kami berpikir bahwa pekerjaan kami memiliki implikasi terapeutik untuk organisme yang lebih kompleks. Sel kanker sangat berkembang biak, dan beberapa sel kanker secara khusus menjaga metabolisme sulfur. Membatasi atau menargetkan proses metabolisme sulfur dalam sel ini dapat meningkatkan kekebalan anti tumor,” Pearce kata. Lalu lintas sel kekebalan melalui lingkungan yang mengandung campuran nutrisi yang berbeda, dan fungsi sel kekebalan bergantung pada aktivitas jalur metabolisme. Memanipulasi metabolisme belerang dapat menjadi sarana untuk memodulasi fungsi sel kekebalan. Secara keseluruhan, memeriksa jalur pensinyalan nutrisi yang dilestarikan pada eukariota Dictyostelium awal kemungkinan akan sangat informatif untuk fungsi sel mamalia.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Lagu Togel