به گزار ثریا - از نوروساینس نیوز، این نقشه دقیق که با استفاده از میکروسکوپ کریو-الکترونی ایجاد شده، نشان میدهد چگونه شیرینکنندهها به بخش کلیدی گیرنده به نام TAS۱R۲ متصل میشوند. این گیرنده ساختاری شبیه به گیاه مگسخوار ونوس دارد.
این کشف میتواند راه را برای توسعه مولکولهای جدیدی هموار کند که هوس مصرف قند را بهتر تنظیم کند و یا کاهش دهند و در نتیجه، به مبارزه با چاقی و دیابت کمک کنند. برخلاف شیرینکنندههای مصنوعی فعلی که بهصورت تصادفی کشف شدهاند و اغلب در کاهش تمایل به قند ناموفق هستند، این پیشرفت ساختاری، مسیری منطقی برای طراحی جایگزینهای بهتر ارائه میدهد.
دستاوردهای مهم این طرح تحقیقاتی :
- پیشرفت ساختاری: اولین نقشه با وضوح بالا (۲.۸ آنگستروم) از گیرنده چشایی شیرینی انسان.
- محل اتصال شیرینی: نحوه اتصال مولکولهایی مانند سوکرالوز و آسپارتام برای ایجاد طعم شیرین شناسایی شد.
- کاربردهای احتمالی: نتایج این پژوهش ممکن است به تولید جایگزینهای بهتر برای قند و بینشهای جدید درباره سلامت متابولیک منجر شود.
وضعیت مصرف قند
بر اساس اعلام مؤسسه زاکرمن (دانشگاه کلمبیا)، اکنون میل انسان به قند به سطح ناسالمی رسیده است، برای مثال، یک فرد معمولی در ایالات متحده امروزه بهطور متوسط سالانه بیش از ۴۵ کیلوگرم، قند مصرف میکند، در حالی که این مقدار در سال ۱۸۰۰ تنها ۸ کیلوگرم بوده است. با انتشار این تحقیق جدید در تاریخ ۷ مه ۲۰۲۵ (۱۷ اردیبهشت ۱۴۰۴) در مجله «سل» Cell، دانشمندان دانشگاه کلمبیا گام بزرگی در جهت مقابله با این بحران سلامت عمومی برداشتهاند.
برای اولین بار، دانشمندان ساختار سهبعدی گیرنده چشایی شیرینی انسان را - این ماشین مولکولی که به ما امکان درک طعم شیرینی را میدهد - ترسیم کردهاند. این دستاورد میتواند به کشف تنظیمکنندههای جدیدی برای این گیرنده منجر شود که به شکل قابل توجهی جذابیت و هوس ما به مصرف قند را تغییر دهد.
دکتر جوئن ژانگ (Juen Zhang)، نویسنده همکار اول این پژوهش، میگوید: شیرینکنندههای مصنوعی که امروزه به عنوان جایگزین قند استفاده میکنیم، واقعاً تمایل ما به قند را به شکل معناداری تغییر نمیدهند. حالا که میدانیم این گیرنده چگونه به نظر میرسد، شاید بتوانیم چیزی بهتر طراحی کنیم.
گیرندههای شیرینی روی زبان ما میتوانند طیف وسیعی از مواد شیمیایی مختلف با طعم شیرین را تشخیص دهند؛ از قند معمولی سفره (ساکارز) گرفته تا آنزیمهای ضد میکروبی موجود در تخم مرغ.
برخلاف سایر گیرندههای چشایی - مانند گیرندههای مزههای تلخ، ترش یا سایر طعمها - گیرندههای شیرینی ما به گونهای تکامل یافتهاند که حساسیت زیادی ندارند و این ویژگی به ما کمک میکند تا روی غذاهای سرشار از قند به عنوان منبع انرژی تمرکز کنیم و همین مساله، نیاز به مصرف مقادیر زیاد شیرینیجات برای ارضای میل به شیرینی را ایجاد میکند. تعیین ساختار گیرنده شیرینی انسان کلید درک نحوه تشخیص طعم شیرین توسط این گیرنده است و درک بنیادینی از ادراک چشایی به ما میدهد.
گیرندههای شیرینی زبان؛ از تشخیص تا تکامل
گیرندههای چشایی شیرینی روی زبان ما توانایی تشخیص طیف گستردهای از مواد شیمیایی شیرین را دارند - از قند معمولی سفره (ساکاروز) گرفته تا آنزیمهای ضد میکروبی موجود در تخم مرغ. این گیرندهها به شکل شگفتانگیزی انعطافپذیر و چندکاره هستند.
ویژگیهای منحصر به فرد گیرندههای شیرینی:
- برخلاف گیرندههای چشایی دیگر (برای طعمهای تلخ، ترش یا سایر مزهها)، گیرندههای شیرینی ما از حساسیت کمتری برخوردارند.
- این ویژگی تکاملی به ما کمک میکند تا روی غذاهای پر انرژی متمرکز شویم.
- همین مکانیسم موجب میشود برای ارضای حس شیرینیخواهی به مقدار بیشتری شیرینی نیاز داشته باشیم.
- برخلاف گیرندههای چشایی دیگر (برای طعمهای تلخ، ترش یا سایر مزهها)، گیرندههای شیرینی ما از حساسیت کمتری برخوردارند - این ویژگی تکاملی به ما کمک میکند تا روی غذاهای پر انرژی متمرکز شویم - همین مکانیسم موجب میشود برای ارضای حس شیرینیخواهی به مقدار بیشتری شیرینی نیاز داشته باشیم.
اهمیت کشف ساختار گیرنده:
شناسایی ساختار سهبعدی گیرنده شیرینی انسان کلید درک، موارد زیر است:
۱. مکانیسم دقیق تشخیص طعم شیرین
۲. پیشرفت بنیادین در دانش ادراک چشایی
۳. امکان طراحی شیرینکنندههای هدفمند و سالمتر
۴. درک تفاوتهای فردی در حس چشایی
این یافتهها نه تنها درک ما از سیستم چشایی را متحول میکند، بلکه راه را برای توسعه راهکارهای جدید در مبارزه با چاقی و دیابت هموار میسازد. گیرندههای شیرینی، این ماشینهای مولکولی پیچیده، اسرار بسیاری از رفتارهای غذایی ما را در خود نهفته دارند.
بیش از ۲۰ سال پیش، دکتر زوکر و همکارانش ژنهای مسئول گیرنده چشایی شیرینی در پستانداران را کشف کردند. این کار پیشگامانه، فرمول شیمیایی آن را آشکار کرد، اما تاکنون کسی از شکل دقیق آن اطلاعی نداشت - دقیقاً مانند اینکه دانستن دستور پخت یک کیک به شما نمیگوید که محصول نهایی چگونه به نظر خواهد رسید.
زوکر که این پژوهش جدید نیز در آزمایشگاه او انجام شده است، توضیح میدهد: «بدون این دانش، درک اساس مولکولی تشخیص طعم شیرینی و طراحی منطقی روشهایی برای تنظیم عملکرد این گیرنده ضروری، همواره چالشی بزرگ بوده است.»
برایان وانگ؛ نویسنده همکار این مطالعه و دستیار پژوهشی در آزمایشگاه زوکر نیز میگوید: «تمام شیرینکنندههای مصنوعی که امروزه استفاده میکنیم، یا به صورت تصادفی کشف شدهاند یا بر اساس مولکولهای شناختهشده با طعم شیرین توسعه یافتهاند. در نتیجه، بیشتر شیرینکنندههای مصنوعی دارای معایبی هستند.»
این پژوهش جدید، ساختار گیرنده چشایی شیرینی انسان را با جزئیاتی بیسابقه و با وضوحی در حد ۲.۸ آنگستروم ترسیم کرده است. برای مقایسه، کوچکترین اتم یعنی هیدروژن، کمی بیش از ۱ آنگستروم عرض دارد.
محققان برای ترسیم ساختار گیرنده چشایی شیرینی انسان به رویکردهای نوآورانه و حدود سه سال زمان نیاز داشتند که بخش عمده آن به دلیل دشواری رشد این پروتئین در محیط کشت آزمایشگاهی بود، در این فرآیند، فقط برای تهیه پروتئین خالص مورد نیاز برای ترسیم ساختار، بیش از ۱۵۰ مرحله آمادهسازی مختلف در طول سه سال انجام گرفت و محققان سپس از میکروسکوپ کریو-الکترونی (cryo-EM) برای تحلیل گیرنده چشایی شیرینی انسان استفاده کردند.
این تکنیک با تاباندن پرتوهای الکترونی به مولکولهای منجمد شده در محلول، به پژوهشگران کمک میکند تا تصاویر لحظهای از این مولکولها را از زوایای مختلف به ثبت برسانند و سپس بتوانند ساختار سهبعدی آنها را در سطح اتمی بازسازی کنند.
نکته بسیار مهم این که میکروسکوپ کریو-الکترونی "حفره اتصال" گیرنده را آشکار ساخت، فضایی که مواد شیرین در آن قرار گرفته و مجموعه واکنشهایی را فعال میکنند که میل شدید ما به شیرینیجات را تحریک میکند.
به گفته دکتر آنتونی فیتزپاتریک، پژوهشگر ارشد در مؤسسه زاکرمن دانشگاه کلمبیا و یکی از نویسندگان این مطالعه، تعیین دقیق حفره اتصال این گیرنده برای درک عملکرد آن کاملاً حیاتی است. با دانستن شکل دقیق آن، میتوانیم بفهمیم چرا شیرینکنندهها به آن متصل میشوند و چگونه میتوان مولکولهای بهتری برای فعالسازی یا تنظیم عملکرد این گیرنده طراحی یا کشف کرد.
این یافتهها راه را برای توسعه نسل جدیدی از شیرینکنندهها هموار میکند. گیرنده چشایی شیرینی انسان از دو بخش اصلی تشکیل شده است: یکی از این بخشها به نام TAS۱R۲ دارای حفره اتصالی است که ساختاری شبیه به گیاه مگسخوار ونوس دارد. شناخت ساختار این بخش همچنین میتواند به درک تفاوتهای حساسیت افراد به طعم شیرین کمک کند.
در این پژوهش، دانشمندان ساختار گیرنده را هنگام اتصال به دو مورد از رایجترین شیرینکنندههای مصنوعی، یعنی آسپارتام و سوکرالوز ترسیم کردند. این شیرینکنندهها به ترتیب ۲۰۰ و ۶۰۰ برابر از ساکارز (قند معمولی) شیرینتر هستند.
کشفیات جدید در مورد مکانیسم اتصال شیرینکنندهها
محققان با تغییرات سیستماتیک بخشهای ریز گیرنده، نقش هر جزء در فرآیند اتصال به شیرینکنندهها را بررسی کردند. رویخوان یو، دانشجوی دکتری در آزمایشگاه زوکر و از نویسندگان این مطالعه، توضیح میدهد: "این تغییرات هدفمند به ما کمک کرد تا عملکرد هر بخش از گیرنده را دقیقاً درک کنیم."
اندرو چانگ، تکنسین تحقیقاتی در آزمایشگاه فیتزپاتریک و دیگر نویسنده این مطالعه، میافزاید: "هدف نهایی ما پیشبرد دانش علمی برای کمک به مردم است. این تحقیقات پایهای میتواند راهحلهای عملی برای مشکلات سلامت عمومی ایجاد کند."
کاربردهای گسترده فراتر از حس چشایی
اگرچه گیرندههای شیرینی عمدتاً در جوانههای چشایی زبان قرار دارند، دکتر ژانگ خاطرنشان میکند که این گیرندهها در سراسر بدن پراکنده هستند و ممکن است در عملکرد اندامهایی مانند پانکراس نقش داشته باشند.
پیامدهای مهم برای تحقیقات آینده:
۱. نقشه جدید ساختار گیرنده میتواند تحقیقات متابولیسم را متحول کند
۲. بینشهای جدیدی درباره اختلالاتی مانند دیابت ارائه میدهد
۳. امکان طراحی داروهای هدفمند برای تنظیم متابولیسم قند را فراهم میکند
۴. درک بهتری از ارتباط بین حس چشایی و سلامت عمومی ایجاد میکند
این یافتهها نشان میدهد که گیرندههای شیرینی ممکن است عملکردی فراتر از درک طعم داشته باشند و در تنظیم متابولیسم بدن نقش ایفا کنند. چنین کشفی میتواند به درمانهای جدیدی برای دیابت و اختلالات متابولیک منجر شود.
منبع: قندخون
اپل به جمع تولید کنندگان موبایل تاشو پیوست
رئیس دانشگاه تهران: برای مقابله با تحریمهای علمی برنامهریزی میکنیم
روحانیِ پیونددهنده دین و آزادی
توصیه پذیرفته شدگان تیزهوشان، کدام آموزشگاه است؟!
برگزیدگان بیستمین جشنواره ملی شیخ بهایی معرفی و تقدیر شدند
اعلام وجه التزام اسناد وثیقه پذیرفتهشدگان تخصصی و فوقتخصصی پزشکی
علت توقف طرح جدید تغذیه دانشجویی چه بود؟
مهلت مجدد ثبتنام در آزمون ارشد علوم پزشکی ۱۴۰۵
ابلاغ دستورالعمل حجاب به زودی در دانشگاهها
تصمیم جدید وزارت علوم درباره ساماندهی دادههای دانشگاهی
آمار جالب از ازدواجهای دانشجویی: موفقیت ۹۴ درصد ازدواجهای دانشجویی طی ۱۲ سال گذشته
آزمونهای کاردانی مهارتی، کارشناسی ناپیوسته و سردفتری۲۰ شهریور برگزار میشود
روباتها در لهستان راهپیمایی کردند
ورود تاکسیهای خودران به ناوگان اوبر در لندن
آموزش ۶۵ هزار آموزگار ابتدایی برای استفاده از ظرفیت بازی و ورزش
وزیر آموزش و پرورش: دریافت هرگونه وجه هنگام ثبتنام در مدارس دولتی ممنوع است
برنامههای «زیست عفیفانه» از مهر در مدارس اجرا میشود
انتظار معاونت علمی از CVCها برای سرمایهگذاری در ۷هزار شرکت نوپا
کارنامه نهایی و دفترچه انتخاب رشته آزمون دستیاری منتشر شد
آلمان موشک و ۵ ماهواره به مدار زمین فرستاد
ظرفیت ۶ هزارنفری دستیاری پزشکی ۱۴۰۵؛ تعیین ظرفیت تعهد مناطق محروم
تحریم علم، رفتار علمی نیست؛ باید به دنبال مسیرهای جایگزین برای انتشار آثار محققان بود
بازنمایی قدرت نرم ایران در شرایط پساجنگ و جایزه جهانی دیپلماسی
آیا اصرار بر تفاوتهای فقهی، آب به آسیاب دشمنان وحدت اسلامی میریزد؟
انتظار، منطق دینی آمادگی تاریخی برای آینده موعود
«تحول تاریخی مفهوم فلسفه» با تقدیر از پرویز ضیاءشهابی رونمایی میشود
نگاهی به حکمرانی فضای مجازی در ایران از منظر تحلیل نهادی تنظیمگری
نظر قرآن درباره مسئولیت اجتماعی برای میانجیگری بین اختلاف زوجین
در همایش ادیان سن پترزبورگ چه گذشت؟ تاکید ایران بر مقاومت
حل موضوع حجاب با «مسئلهمندی مشترک»؛ مردم را درگیر مسئله وحدت کنیم
خود بنده فرهنگ درخشان تو آمد؛ آن قوم که از روی طمع، بنده تو را خواست
فروش «رویای نیمهشب» ۱۰۰ درصد افزایش یافت
نرگس آبیار: سینما را خودآموز یاد گرفتم
بزرگداشت جین فوندا در ونیز؛ از ترامپ بیزارم!
رونمایی از تندیس اکبر عبدی؛ هنرمندی که به خاطرهای ملی تبدیل شد
تصاویری از موشک بالستیک جهاد که در جریان یکی از موجهای عملیات نصر-۲ شلیک شده بود
نگاهی به انیمیشن «سفینه نجات»؛ وقتی تعزیه با ابرقهرمانی فضایی گره میخورد
آغاز ثبت نام بیستمین آزمون سراسری قرآن و عترت
افشای هک وب سایت آلمانی توسط هوش مصنوعی اوپن ای آی
انتخاب رشته داوطلبان آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد تمدید شد
سال تحصیلی جدید دانشگاه صنعتی امیرکبیر از ۲۸ شهریور آغاز میشود
ظرفیت ۱۴۶ هزار نفری پذیرش در کنکور ارشد ۱۴۰۵
جان مالکوویچ در ونیز تشویق شد؛ هجوم «اسب وحشی نهم» به اسکار
دانشمندی که جواب سوالهایش را از آسمان میخواست
ادامه حاشیههای «آرش» و نوید؛ کیت بلانشت «الکترا» شد
کلونی در جشنواره فیلم ونیز درخشید و با شیر طلا به ترامپ تاخت
جدال دوباره ساترا و ارشاد؛ «داش آکل» وارد میشود
موشک ایرانی موضوع نخستین شماره کتابمجله "آورد"
فراخوانی برای جمع آوری «ایدههای برتر قرآنی»
موانع استجابت دعا چیست؟ طلب مغفرت برای کافران مستجاب نمیشود
مدیر اسلامی با مهندسی انسجام، سلایق را به وحدت عمل در میآورد
تصویری از نماز بر پیکر شهدای عروسی کوهستک سیریک
خوانش هجرتی تاریخی توسط یک زن در سپهر فرهنگی ایران
آغاز ثبت نام دهمین دوره تخصصی صحیفه سجادیه
مداحان کشور برای نوجوانان کلاس مداحی برگزار میکنند
هنر صاحب جواهر ایستادن میان قالب نص و روح تشریع در فقاهت بود
منشور کوروش بدون حتی یک رای مخالف و اصلاحیه در یونسکو ثبت شد
ورود هوش مصنوعی به موضوعات قرآنی و پژوهشهای حدیثی و دینی
پایبندی پل شریدر به هوش مصنوعی؛ فیلم بعدی با AI ساخته میشود
یوسف حاتمی کیا: ۶سال گفتند این فیلم مصلحت نیست؛ مردمی که از غم نان با جان قمار میکنند
واکاوی رابطه هنر و سرمایه در ریبون
دلاور تنگستانی که حماسه بی پایان غیرت در خلیج فارس را زنده کرد
تابآوری کودکان در جنگ را با داستان افزایش دهیم
برگزاری بزرگداشت ابوریحان بیرونی از سوی فلاسفه و اساتید
از نگاه امیرالمومنین(ع) راه مهار طمع انسان به قدرت و ثروت چگونه است؟
برگزاری آزمونهای تافل و GRE رسماً در ایران متوقف شد
اعلام جزئیات مرحله شفاهی آزمونهای دانشنامه تخصصی و فوق تخصصی پزشکی
ایران پرچمدار المپیاد فناوری نانو در سطح جهانی
محکومیت اقدام غیرقانونی آمریکا علیه متقاضیان آزمونهای بینالمللی
ارزش از کدنویسی به فهم مسئله منتقل میشود
ثبت نام آزمون پذیرش پزشکی از لیسانس ۱۴۰۵ آغاز شد/ اعلام جزئیات آزمون
واکنش وزیر علوم به تحریمهای علمی آمریکا
مهلت انتخاب رشته آزمون کارشناسیارشد سال ۱۴۰۵ تمدید شد
ویژه برنامههای هفته وحدت در تجمعات شبانه
افتتاح دفاتر مشاوره وقف در سراسر کشور
برگزاری رویداد رحمه للعالمین در باغ کتاب
دانشجویان خارجی جشنواره هنر و رسانه عهد همزیستی را برگزار میکنند
وقف بر پایه ایثار، نوعدوستی و دوراندیشی استوار است
آغاز انتخاب رشته داوطلبان آزمون کارشناسی ارشد سال ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد
شرکت های فناوری خواستار افزایش دفاع سایبری در مقابل حملات هوش مصنوعی
آزمونهای کاردانی مهارتی، کارشناسی ناپیوسته و سردفتری۲۰ شهریور برگزار میشود
تصمیم جدید وزارت علوم درباره ساماندهی دادههای دانشگاهی
تحریم علم، رفتار علمی نیست؛ باید به دنبال مسیرهای جایگزین برای انتشار آثار محققان بود
ظرفیت ۶ هزارنفری دستیاری پزشکی ۱۴۰۵؛ تعیین ظرفیت تعهد مناطق محروم
مهلت مجدد ثبتنام در آزمون ارشد علوم پزشکی ۱۴۰۵
سال تحصیلی جدید دانشگاه صنعتی امیرکبیر از ۲۸ شهریور آغاز میشود
ظرفیت ۱۴۶ هزار نفری پذیرش در کنکور ارشد ۱۴۰۵
وزیر آموزش و پرورش: دریافت هرگونه وجه هنگام ثبتنام در مدارس دولتی ممنوع است
آموزش ۶۵ هزار آموزگار ابتدایی برای استفاده از ظرفیت بازی و ورزش
کارنامه نهایی و دفترچه انتخاب رشته آزمون دستیاری منتشر شد
علت توقف طرح جدید تغذیه دانشجویی چه بود؟
انتظار معاونت علمی از CVCها برای سرمایهگذاری در ۷هزار شرکت نوپا
آمار جالب از ازدواجهای دانشجویی: موفقیت ۹۴ درصد ازدواجهای دانشجویی طی ۱۲ سال گذشته
برنامههای «زیست عفیفانه» از مهر در مدارس اجرا میشود
خود بنده فرهنگ درخشان تو آمد؛ آن قوم که از روی طمع، بنده تو را خواست
«تحول تاریخی مفهوم فلسفه» با تقدیر از پرویز ضیاءشهابی رونمایی میشود
ابلاغ دستورالعمل حجاب به زودی در دانشگاهها
آغاز ثبت نام بیستمین آزمون سراسری قرآن و عترت
نرگس آبیار: سینما را خودآموز یاد گرفتم
انتخاب رشته داوطلبان آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد تمدید شد
بازنمایی قدرت نرم ایران در شرایط پساجنگ و جایزه جهانی دیپلماسی
رونمایی از تندیس اکبر عبدی؛ هنرمندی که به خاطرهای ملی تبدیل شد
انتظار، منطق دینی آمادگی تاریخی برای آینده موعود
اعلام وجه التزام اسناد وثیقه پذیرفتهشدگان تخصصی و فوقتخصصی پزشکی
نظر قرآن درباره مسئولیت اجتماعی برای میانجیگری بین اختلاف زوجین
نگاهی به انیمیشن «سفینه نجات»؛ وقتی تعزیه با ابرقهرمانی فضایی گره میخورد
دانشمندی که جواب سوالهایش را از آسمان میخواست
بزرگداشت جین فوندا در ونیز؛ از ترامپ بیزارم!
آلمان موشک و ۵ ماهواره به مدار زمین فرستاد
نگاهی به حکمرانی فضای مجازی در ایران از منظر تحلیل نهادی تنظیمگری
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.