يُبلغ فريق من جامعة كولونيا في مجلة Nature Cell Biology أن الحمض الأميني الأساسي الليوسين يعزز إنتاج الطاقة الخلوية من خلال الحفاظ على البروتينات الرئيسية في الغشاء الخارجي للميتوكوندريا عبر عامل التحكم في الجودة SEL1L، مما يربط النظام الغذائي بوظيفة العضيات ويشير إلى آثار محتملة لأمراض التمثيل الغذائي والسرطان.
يجب على الميتوكوندريا التكيف باستمرار مع الطلبات الطاقية المتغيرة، وهي عملية تتأثر بالمغذيات. حدد فريق بقيادة البروفيسور الدكتور ثورستن هوبي في معهد الوراثة بجامعة كولونيا ومجموعة التميز CECAD في أبحاث الشيخوخة مسارًا يستجيب للمغذيات يساعد الميتوكوندريا على تلبية هذه الطلبات. وفقًا للدراسة، يثبت الليوسين البروتينات على الغشاء الميتوكوندري الخارجي التي هي حاسمة للتنفس، مما يحسن إنتاج الطاقة الخلوية. (ScienceDaily; مكتب الصحافة في جامعة كولونيا.) (sciencedaily.com)
الورقة البحثية، “Leucine inhibits degradation of outer mitochondrial membrane proteins to adapt mitochondrial respiration”، تُبلغ أن الليوسين يقلل من نشاط SEL1L، وهو مكون في نظام التحكم في جودة البروتينات الخلوية، مما يحد من تدهور هذه البروتينات في الغشاء الخارجي ويدعم الأداء الميتوكوندري. توضح Nature Cell Biology بالتفصيل محور ليوسين–GCN2–SEL1L الذي يربط كشف الأحماض الأمينية بالبروتيوستاز الميتوكوندري. (Nature Cell Biology.) (nature.com)
“كنا متحمسين لاكتشاف أن حالة المغذيات في الخلية، خاصة مستويات الليوسين، تؤثر مباشرة على إنتاج الطاقة”، قال الدكتور تشياو تشو لي، المؤلف الأول للدراسة. “يسمح هذا الآلية للخلايا بالتكيف السريع مع الطلبات الطاقية المتزايدة خلال فترات وفرة المغذيات”. أضاف لي ملاحظة تحذيرية: “يمكن أن يكون تعديل مستويات الليوسين وSEL1L استراتيجية لتعزيز إنتاج الطاقة. ومع ذلك، من المهم التقدم بحذر. يلعب SEL1L أيضًا دورًا حاسمًا في منع تراكم البروتينات التالفة، وهو أمر أساسي للصحة الخلوية طويلة الأمد”. (ScienceDaily; جامعة كولونيا.) (sciencedaily.com)
اختبر المؤلفون الآلية في أنظمة متعددة. في Caenorhabditis elegans، أدت العيوب في كاتابوليزم الليوسين إلى ضعف الوظيفة الميتوكوندرية وارتبطت بمشاكل الخصوبة. في خلايا سرطان الرئة البشرية، أدت الأحماض الأمينية ذات السلسلة المتفرعة داخل الخلية المرتفعة إلى تقليل اليوبيكويتينة للبروتينات في الغشاء الخارجي وزيادة المقاومة لتثبيط استيراد البروتين الميتوكوندري، وهو نتيجة يقول المؤلفون إنها يمكن أن تخبر أبحاث السرطان المستقبلية. (Nature Cell Biology; جامعة كولونيا.) (nature.com)
الليوسين هو حمض أميني أساسي يُحصل عليه من الأطعمة الغنية بالبروتين مثل الألبان واللحوم والبقوليات. بينما يشير العمل إلى أهداف علاجية محتملة، يلاحظ الباحثون أن SEL1L أيضًا حيوي لمنع تراكم البروتينات التالفة، مما يؤكد الحاجة إلى الحذر في أي تدخل. (ScienceDaily; جامعة كولونيا.) (sciencedaily.com)
جاءت التمويل من خلال استراتيجية التميز الألمانية داخل CECAD، مراكز البحث التعاونية للمؤسسة الألمانية للبحث (DFG)، المجلس الأوروبي للبحث (ERC Advanced Grant “CellularPQCD”)، ومؤسسة ألكسندر فون هومبولدت. نُشر الدراسة عبر الإنترنت في 31 أكتوبر 2025 في Nature Cell Biology (DOI: 10.1038/s41556-025-01799-3). (ScienceDaily; جامعة كولونيا; Nature Cell Biology.) (sciencedaily.com)
