راز قدیمی پیری سلولی حل شد؛ دانشمندان کلید توقف تقسیم سلول‌ها را پیدا کردند

به گزارش آذرنگارنده:

پژوهشگران دانشگاه راکفلر در مطالعه‌ای تازه نشان داده‌اند که یک مولکول کلیدی به نام ATM kinase نقش اصلی را در تعیین زمان توقف دائمی تقسیم سلول‌های پیر ایفا می‌کند. این کشف می‌تواند درک ما را از پیری سلولی، پیشگیری از سرطان و حتی رفتار تومورها در محیط‌های کم‌اکسیژن تغییر دهد.

نتایج این پژوهش در نشریه Molecular Cell منتشر شده است.

ماجرا چیست؟

هر بار که یک سلول انسانی تقسیم می‌شود، تلومرها، یعنی بخش‌های محافظ انتهای کروموزوم‌ها، کمی کوتاه‌تر می‌شوند. تلومرها مانند درپوشی از DNA محافظت می‌کنند. وقتی بیش از حد کوتاه شوند، سلول انتهای کروموزوم را مثل یک آسیب DNA تشخیص می‌دهد و برای همیشه از تقسیم بازمی‌ایستد.

این توقف دائمی که به آن پیری تکثیری (replicative senescence) گفته می‌شود، یکی از مهم‌ترین سازوکارهای طبیعی بدن برای جلوگیری از سرطان است؛ چون مانع می‌شود سلول‌های آسیب‌دیده یا پرخطر به تکثیر ادامه دهند.

یافته کلیدی پژوهش

دانشمندان نشان دادند که این فرایند کاملاً به ATM وابسته است. ATM پروتئینی است که آسیب‌های DNA را شناسایی می‌کند و در حفظ پایداری ژنوم نقش دارد.

یافته مهم این بود که:

• در هر دو سطح اکسیژن پایین و بالا، ATM عامل اصلی اجرای پیری سلولی است.
• وقتی ATM مهار شد، سلول‌ها توانستند فراتر از حد معمول به تقسیم ادامه دهند.
• حتی سلول‌هایی که قبلاً وارد حالت توقف شده بودند، با مهار ATM دوباره توانستند رشد و تقسیم را از سر بگیرند.

این یعنی توقف تقسیم سلول‌های پیر، برخلاف تصور رایج، یک وضعیت کاملاً قفل‌شده نیست و به فعالیت مداوم ATM وابسته است.

نقش عجیب اکسیژن

یکی از معماهای قدیمی زیست‌شناسی سلولی این بود که چرا سلول‌هایی که در شرایط معمول آزمایشگاه، یعنی حدود ۲۰ درصد اکسیژن، رشد می‌کنند زودتر پیر می‌شوند، در حالی که در بدن انسان بسیاری از بافت‌ها فقط ۱ تا ۸ درصد اکسیژن را تجربه می‌کنند.

این مطالعه نشان داد که اکسیژن بالا لزوماً باعث کوتاه‌شدن سریع‌تر تلومرها نمی‌شود؛ بلکه ATM را بیش‌فعال می‌کند.

در نتیجه:

• در اکسیژن پایین‌تر، سلول‌ها می‌توانند حتی با داشتن تلومرهای بسیار کوتاه، مدت بیشتری به تقسیم ادامه دهند.
• اما در اکسیژن ۲۰ درصد، ATM همان تلومرهای کوتاه را شدیدتر به‌عنوان آسیب DNA تفسیر می‌کند و سلول را سریع‌تر به پیری تکثیری می‌برد.

به بیان دیگر، شرایط رایج آزمایشگاهی ممکن است تصویری کاملاً طبیعی از رفتار سلول‌ها در بدن ارائه ندهد.

نقش گونه‌های فعال اکسیژن یا ROS

پژوهشگران ریشه این تفاوت را در گونه‌های فعال اکسیژن یا ROS پیدا کردند. این مولکول‌ها باعث می‌شوند پروتئین‌های ATM از طریق پیوندهای شیمیایی خاصی به نام پیوندهای دی‌سولفیدی به هم متصل شوند.

وقتی ATM به این شکل دیمریزه می‌شود:

• توانایی آن برای پاسخ‌دادن مؤثر به آسیب DNA کاهش پیدا می‌کند
• و در نتیجه سلول در اکسیژن پایین، تحمل بیشتری نسبت به تلومرهای کوتاه پیدا می‌کند

تیم پژوهش حتی محل تشکیل این پیوندها را روی ATM شناسایی کرد و نشان داد که یکی از آن‌ها برای تنظیم فعالیت ATM توسط اکسیژن ضروری است.

چرا این کشف مهم است؟

این یافته چند پیامد مهم دارد:

• برای زیست‌شناسی پیری: روشن می‌کند سلول‌ها دقیقاً با چه سازوکاری تصمیم می‌گیرند دیگر تقسیم نکنند.
• برای پژوهش سرطان: نشان می‌دهد پیری سلولی یکی از برنامه‌های بسیار مهم بدن برای مهار سرطان است.
• برای آزمایش‌های سلولی: هشدار می‌دهد که نتایج به‌دست‌آمده در اکسیژن معمول آزمایشگاه شاید همیشه نماینده شرایط واقعی بدن نباشند.
• برای درمان سرطان: از آن‌جا که بسیاری از تومورها در محیط‌های کم‌اکسیژن رشد می‌کنند و این شرایط می‌تواند ATM را سرکوب کند، شاید بازگرداندن فعالیت ATM راهی برای وادار کردن سلول‌های سرطانی به توقف رشد باشد.

جمع‌بندی ساده

این پژوهش نشان می‌دهد که:

• کوتاه‌شدن تلومرها یک سیگنال ضدسرطانی مهم است
• پروتئین ATM کلید اصلی پاسخ سلول به این هشدار است
• میزان اکسیژن محیط می‌تواند شدت این پاسخ را تغییر دهد
• و همین موضوع ممکن است هم بر درک ما از پیری و هم بر درمان سرطان اثر بگذارد

منبع علمی

• مقاله: Attenuation of ATM signaling by ROS delays replicative senescence at physiological oxygen
• نویسندگان: Alexander J. Stuart و همکاران
• نشریه: Molecular Cell
• تاریخ انتشار: ۱ دسامبر ۲۰۲۵
• DOI: ۱۰.۱۰۱۶/j.molcel.2025.11.006