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
آغاز پویش «کارت نشاط» برای حمایت از دانشآموزان
آموزش و پرورش: شرایط ثبتنام دانشآموزان اتباع اعلام خواهد شد
نتایج نقل و انتقالات فرهنگیان شنبه اعلام میشود
ابررایانه چینی از رقبای آمریکایی پیشی گرفت
خوابگاههای علوم پزشکی تهران میزبان مهمانان مراسم تشییع پیکر رهبر شهید
برنامه زمانی امتحانات دانشجویان دانشگاه صنعتی امیرکبیر تغییر کرد
حضور وزیر علوم در آیین عاشورای حسینی در زینبیه استانبول
آماده تسهیل فرآیندهای اداری و حمایت از ابتکارات نوآورانه هستیم
ظرفیت ۶۸ هزار نفری پذیرش کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵ اعلام شد؛ ثبتنام تا شنبه ۳۰ خرداد
نقش شهادت در آثار محمدعلی نادری؛ وقتی قلمو با زبان درد سخن میگوید
شرایط بهرهمندی مؤسسات قرآنی از نرخ صفر مالیاتی ابلاغ شد
نگاهی دوباره به ایران از دریچه «باد صبا»؛ میراثی که از دیروز بهجا ماند
پیام تسلیت مدیرعامل مرکز گسترش به مناسبت درگذشت یک مستندساز
شاپور رحیمی خواننده و نوازنده پیشکسوت درگذشت
روایت احساسات در بطن تصاویر؛ محدودیتها مانع ثبت جنایات جنگ شدهاند
تام کروز ۴۶ سال حضورش در سینما را با یک کلیپ یادآوری کرد
حقوق طبیعی امام حسین (ع) در آخرین موعظه ایشان
ماجرای پیشگویی امام علی(ع) درباره کربلا و شهادت امام حسین(ع) چه بود؟
کل خیر فی الحسین؛ بزرگترین خسارت جدایی از حسین (ع) است
اسکار از ۵۲۹ نفر برای عضویت دعوت کرد؛ از نگار اسکندرفر تا جیکوب الوردی
آموزش تدبر در قرآن ویژه کارکنان دولت اجرایی میشود
تابلوی ۶۰۰ ساله تایلندی، سند تاریخی پیشینه آئینهای حسینی
بشارت امام صادق (ع) به پیرمرد ۱۰۰ ساله؛ کلید رستگاری در دنیا و آخرت
انتقاد از یک بازیگر و کمدین برای حضور در مراسم ترامپ؛ با فاشیستها عکس نگیر!
مجموعه کامل فیلمهای استنلی کوبریک در یک بسته خاص عرضه میشود
عاشورا و پیوست فرهنگی ایران؛ از سوگ شیعی تا سرمایه انسجام ملی
تاثیر حرف مردم بر سرنوشت یک دختر؛ ایده «مرجان» از کجا پیدا شد؟
سیره امام حسین(ع) آمیزهای از تدبیر دینی و سیاسی و اخلاق اجتماعی بود
مدارک مورد پذیرش برای آزمون دکتری تخصصی و پژوهشی اعلام شد
دانشگاه آزاد شرایط امتحانات پایانترم دانشجویان ارشد و دکتری در شهر محل سکونت را اعلام کرد
مخاطب از دیدن این سریال تکراری خسته نمیشود؛ جادوی «مختارنامه» چیست؟
مجریان تراز زبان فارسی معرفی شدند؛ پدافند زبانی با اجرا!
این ۳ کارگردان معروف برای تشییع رهبر شهید مستند میسازند
توییت جدید محمدباقر قالیباف با انتشار صحنه سیو بیرانوند+عکس
از گاندی تا کارلایل، همه مرید حسین (ع)
ماشین ثروتاندوزی امویان؛ از باندبازی تا احیای هدایای نوروزی
همانگونه که جسم به روزی مادی نیاز دارد، روح نیز به معرفت محتاج است
آیا ماجرای ازدواج حضرت قاسم (ع) در کربلا صحت دارد؟
«حسینیه بهشت»، پیوند خانههای شهدا با خیمههای عاشورا
مهلت ثبتنام در کاروان قرآنی اعزامی به اربعین تا ۵ تیرماه
عکس | جایزه بهترین بازیکن دیدار در دستان علی بیرو
گوشوارههایی که تاریخ فراموششان نکرد
چمران هنوز زنده است
یک فهرست متفاوت از بهترینهای سال ۲۰۲۶ در نیمه راه؛ مستقلها پیشتازند
آمادگی دانشگاه پیام نور برای میزبانی از آزمونهای سایر دانشگاهها
امتحانات پایانترم تحصیلات تکمیلی دانشگاه آزاد حضوری شد
مذاکره با دستگاهها برای توسعه صادرات محصولات فریلنسرها
زمان مصاحبههای آزمون دکتری سال ۱۴۰۵ تغییر کرد
تمدید مهلت ارسال مقالات سومین همایش هیئت و آیینهای مذهبی
زمان برگزاری آزمون زبان انگلیسی تولیمو تغییر کرد
سیره عملی میرزا جواد آقا ملکی تبریزی، مبتنی بر اصل «شکستن منیت» بود
افتتاح مسجد السلام در امارات با ظرفیت ۴ هزار نمازگزار
بنیامیه، نخستین و وحشتناکترین «خصولتی» تاریخ اسلام
بذر انحراف مجاهدین از سال۴۴ کاشته شد/نقش ساواک و زندان در تعمیق انحراف
شیخ حسین انصاریان: چشمی که بر حسین (ع) گریه کند در قیامت گریان نیست
افبیآی شهر کامل با بیمارستان، هتل و نیروگاه ساخت تا حملات سایبری را تمرین کند
بررسی ظرفیتهای هوش مصنوعی برای ارتقای خدمات زائران در نشست مشترک معاونت علمی و آستان قدس رضوی
ممنوع شدن هوش مصنوعی برای دانش آموزان ابتدایی نروژی
ناسا یک رصدخانه فضایی را در میانه زمین و آسمان به ارتفاع بالاتر میبرد
مصوبات جدید فرصتهای تحقیقاتی خارج از کشور دکتری ابلاغ شد
زنان بیشترین داوطلبان آزمون سمپاد/ نتایج اوایل مرداد اعلام میشود
سریال جدید «سرخدار» در راه آنتن: عمار تفتی به تلویزیون بازگشت
کشف نشانههای اولیه افسردگی در چشم کودکان
دانشمند ایرانی: مغز ما برای این همه خبر بد طراحی نشده است
تنش در ایستگاه فضایی بالا گرفت: ناسا از فضانوردانش خواست پناه بگیرند
محققان هشدار دادند: ایجاد نقاط داغ آلودگی در تنگه هرمز به دلیل ترافیک دریایی
یکی از این ستارههای دوقلو یک سیاره فراخورشیدی را بلعیده است
میلیاردرهای حوزه فناوری راز جوانی ابدی را کشف کردهاند؟
تصویری از یکی از شهدای کوچک امروز لبنان
وزیر آموزش و پرورش: بهرهبرداری از ۲۰۰ تا ۲۵۰ کلاس درس جدید در خراسان رضوی
معاون تربیتبدنی و سلامت: یک میلیون دانشآموز سفیر ایمنی و کمکهای اولیه شدند
۵۰۰ هزار دانشآموز زیر چتر کارت نشاط قرار گرفتند
آزمون مدارس سمپاد و نمونه دولتی با بیش از نیم میلیون داوطلب برگزار شد
پرداخت حقوق فرهنگیان بدون تاخیر انجام میشود
قصهای خواندنی برای کودکان: وقتی روباه جنگل را بههم ریخت
حسن طهرانیمقدم پدر موشکی ایران چگونه با نمیشودها مبارزه کرد؟
از بچههای میناب تا ناوچه دنا و انستیتو همه در مستندهای جدید جنگی
مهرانه مهین ترابی پس از ۲۳ سال دوری از تئاتر به صحنه باز میگردد
سریالهای جدید برای پخش دوبله شدند
مادران برای کوچکترین شهید کربلا لالایی خواندند
مصوبات جدید فرصتهای تحقیقاتی خارج از کشور دکتری ابلاغ شد
آمادگی دانشگاه پیام نور برای میزبانی از آزمونهای سایر دانشگاهها
زمان برگزاری آزمون زبان انگلیسی تولیمو تغییر کرد
زمان مصاحبههای آزمون دکتری سال ۱۴۰۵ تغییر کرد
امتحانات پایانترم تحصیلات تکمیلی دانشگاه آزاد حضوری شد
چمران هنوز زنده است
دانشگاه آزاد شرایط امتحانات پایانترم دانشجویان ارشد و دکتری در شهر محل سکونت را اعلام کرد
مدارک مورد پذیرش برای آزمون دکتری تخصصی و پژوهشی اعلام شد
بررسی ظرفیتهای هوش مصنوعی برای ارتقای خدمات زائران در نشست مشترک معاونت علمی و آستان قدس رضوی
افبیآی شهر کامل با بیمارستان، هتل و نیروگاه ساخت تا حملات سایبری را تمرین کند
مهلت ثبتنام در کاروان قرآنی اعزامی به اربعین تا ۵ تیرماه
ممنوع شدن هوش مصنوعی برای دانش آموزان ابتدایی نروژی
همانگونه که جسم به روزی مادی نیاز دارد، روح نیز به معرفت محتاج است
افتتاح مسجد السلام در امارات با ظرفیت ۴ هزار نمازگزار
ناسا یک رصدخانه فضایی را در میانه زمین و آسمان به ارتفاع بالاتر میبرد
بنیامیه، نخستین و وحشتناکترین «خصولتی» تاریخ اسلام
مذاکره با دستگاهها برای توسعه صادرات محصولات فریلنسرها
«حسینیه بهشت»، پیوند خانههای شهدا با خیمههای عاشورا
این ۳ کارگردان معروف برای تشییع رهبر شهید مستند میسازند
تمدید مهلت ارسال مقالات سومین همایش هیئت و آیینهای مذهبی
مخاطب از دیدن این سریال تکراری خسته نمیشود؛ جادوی «مختارنامه» چیست؟
سیره عملی میرزا جواد آقا ملکی تبریزی، مبتنی بر اصل «شکستن منیت» بود
آیا ماجرای ازدواج حضرت قاسم (ع) در کربلا صحت دارد؟
یک فهرست متفاوت از بهترینهای سال ۲۰۲۶ در نیمه راه؛ مستقلها پیشتازند
گوشوارههایی که تاریخ فراموششان نکرد
توییت جدید محمدباقر قالیباف با انتشار صحنه سیو بیرانوند+عکس
ماشین ثروتاندوزی امویان؛ از باندبازی تا احیای هدایای نوروزی
شیخ حسین انصاریان: چشمی که بر حسین (ع) گریه کند در قیامت گریان نیست
مجریان تراز زبان فارسی معرفی شدند؛ پدافند زبانی با اجرا!
عکس | جایزه بهترین بازیکن دیدار در دستان علی بیرو
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.