สล็อตแตกง่าย การค้นพบที่สำคัญเผยแพร่โดย Shippen Lab ของมหาวิทยาลัย Texas A&M ในภาพคือหัวหน้านักวิจัย Dorothy Shippen, Ph.D., (ซ้าย), นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Jiarui Song, ผู้เขียนคนแรก (กลาง) และเพื่อนดุษฎีบัณฑิต Claudia Castillo-González, ผู้เขียนคนที่สอง (ขวา) (ภาพ: Texas A&M)
การค้นพบครั้งสำคัญโดยอาจารย์มหาวิทยาลัย Texas A&M และมหาวิทยาลัยแห่งรัฐแอริโซนาอาจเป็น
องค์ประกอบสำคัญในการทำความเข้าใจ
กระบวนการชราภาพของมนุษย์และแม้กระทั่งช่วยในการต่อสู้กับโรคมะเร็ง
Dorothy Shippen, Ph.D. เป็นศาสตราจารย์พิเศษของมหาวิทยาลัยและผู้สำเร็จราชการแทนพระองค์ในภาควิชาชีวเคมีและชีวฟิสิกส์ของ Texas A&M และกับ Texas A&M AgriLife Research, College Station
Shippen ร่วมเป็นผู้นำการศึกษากับ Julian Chen, Ph.D., ศาสตราจารย์ด้านชีวเคมี, School of Molecular Sciences ของ Arizona State University ผู้เขียนคนแรก Jiarui Song เป็นนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ Shippen
พืช Telomerase Impact
การศึกษาของพวกเขา “โครงสร้างที่สงวนไว้ของ telomerase RNA ของพืชให้การเชื่อมโยงที่ขาดหายไปสำหรับเส้นทางวิวัฒนาการจาก ciliates สู่มนุษย์” ได้รับการตีพิมพ์ใน รายงานการประชุมของ National Academy of Sciences
Shippen กล่าวว่าการค้นพบองค์ประกอบสำคัญของเอนไซม์เทโลเมอเรสในอาณาจักรพืชทำให้เกิดสะพานวิวัฒนาการและเป็นเส้นทางใหม่ในการทำความเข้าใจว่ามนุษย์รักษา DNA ของพวกเขาให้ปลอดภัยและช่วยให้เซลล์สามารถแบ่งตัวได้อย่างไม่มีกำหนด
“ยิ่งไปกว่านั้น เนื่องจากพืชมักจะพัฒนาวิธีแก้ปัญหาที่น่าสนใจสำหรับปัญหาทางชีววิทยาขั้นพื้นฐาน บทเรียนบางบทที่เราเรียนรู้จากเทโลเมียร์จากพืชอาจเป็นวิธีใหม่ในการจัดการกับโรคสเต็มเซลล์และมะเร็ง”
การค้นพบ
“เราพบส่วนประกอบหลักของเอนไซม์เทโลเมอเรสที่หายไปตลอดหลายปีที่ผ่านมา” Shippen กล่าว “และด้วยการค้นหาองค์ประกอบนี้ในพืช เราไม่เพียงแต่เรียนรู้บทเรียนใหม่เกี่ยวกับวิวัฒนาการของเทโลเมอเรสเท่านั้น แต่เรายังเปิดประตูสู่การเรียนรู้สิ่งใหม่ๆ เกี่ยวกับเอนไซม์ของมนุษย์อีกด้วย”
ย้อนกลับไปในปี 2544 Shippen ได้ตีพิมพ์บทความที่สรุปการค้นพบหน่วยย่อยตัวเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์เทโลเมอเรสจากพืช องค์ประกอบเร่งปฏิกิริยาเป็นหนึ่งในสองส่วนที่สำคัญอย่างยิ่งของเอนไซม์ และตอนนี้ก็เป็นที่เข้าใจกันดีอยู่แล้ว
อย่างไรก็ตาม องค์ประกอบที่สองคือหน่วยย่อย RNA ซึ่งให้ข้อมูลกับเอ็นไซม์เกี่ยวกับสิ่งที่ต้องทำกับปลายโครโมโซมนั้นหายไป
“การค้นพบใหม่ของเราคือหน่วยย่อยอาร์เอ็นเอของเทโลเมอเรสจากอาณาจักรพืช ใน RNA เทโลเมเรสของพืช ตอนนี้เราสามารถเห็นลายเซ็นของเทโลเมียร์เรสของมนุษย์และเทโลเมียร์เรสจากสิ่งมีชีวิตธรรมดาๆ เช่น ยีสต์ขนมปังและจุลินทรีย์ในฝาบ่อ
“ส่วนที่ขาดหายไปคือยูนิตย่อยนี้เสมอ ตอนนี้เราพบสิ่งที่ถูกต้องแล้ว ได้เปิดข้อมูลเชิงลึกที่น่าสนใจมากมาย”
พืชมีวิธีแก้ปัญหาที่แตกต่างกันและเป็นนวัตกรรม
สำหรับความท้าทายทางชีวภาพมากมาย และข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับสิ่งเหล่านี้อาจเป็นเบาะแสที่สำคัญเกี่ยวกับวิธีการควบคุมเทโลเมอเรสของมนุษย์
“เราสามารถศึกษาเอนไซม์เทโลเมอเรสอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้นและมองเห็นได้มากขึ้นในตอนนี้ และมันจะช่วยให้เราเข้าใจว่าเอนไซม์ของมนุษย์ทำงานอย่างไร มันเป็นจุดกึ่งกลางที่ขาดหายไปจริงๆ”
เส้นทางเทโลเมอร์
ในช่วงทศวรรษที่ 1930 Barbara McClintock กำลังศึกษาพฤติกรรมของโครโมโซมในข้าวโพด และเป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์กลุ่มแรกที่เห็นคุณค่าของเทโลเมียร์ Shippen Lab ในปี 1990 ได้ติดตามงานบุกเบิกของ McClintock ในระบบโรงงานจำลองและค้นพบเอนไซม์ Telomerase ซึ่งจำเป็นสำหรับการรักษาโครงสร้างเหล่านี้ที่ปลายโครโมโซม
การศึกษาที่ยาวนานของ Shippen เกี่ยวกับเทโลเมียร์ ซึ่งมีบทบาทสำคัญในความเสถียรของโครโมโซมและความสามารถในการเพิ่มจำนวนเซลล์ ทำให้เธอได้รับการพิจารณาให้เป็นผู้เชี่ยวชาญระดับโลกในการวิจัยเทโลเมียร์จากพืช
“เทโลเมียร์เป็นเหมือนนาฬิกาชีวภาพ มี DNA เทโลเมอร์จำนวนหนึ่งที่ส่วนท้ายของโครโมโซม เมื่อเซลล์แบ่งตัว พวกมันจะสูญเสียส่วนหนึ่งของ DNA นี้ไป”
เธอเปรียบเทโลเมียร์กับปลายพลาสติกที่ปลายเชือกผูกรองเท้า – พวกมันสร้างซีลป้องกันที่ปลายโครโมโซมในพืชและสัตว์ เช่นเดียวกับปลายพลาสติกที่เสื่อมสภาพ ทำให้เชือกผูกรองเท้าหลุดลุ่ยและใช้งานยาก เทโลเมียร์ก็สลายลงในเซลล์ส่วนใหญ่ในร่างกายมนุษย์เมื่อเวลาผ่านไปเช่นกัน
Shippen กล่าวว่า “เอนไซม์เทโลเมอเรสสามารถเติมเต็ม DNA ที่สูญหายได้ที่ปลายโครโมโซมและมีอยู่ในเซลล์ที่เป็นอมตะ “มันออกฤทธิ์ในเซลล์ต้นกำเนิด แต่ไม่สามารถทำงานในส่วนอื่นของร่างกายได้ตามปกติ”
เชื่อมโยงความเป็นอมตะกับเทโลเมอเรส
มีความเชื่อมโยงทั้งหมดระหว่างความเป็นอมตะกับเทโลเมอเรสที่ต้องศึกษา
“เหตุใดเทโลเมอเรสจึงทำงานเฉพาะในสเต็มเซลล์ ถูกปิดในเซลล์อื่น และทำไมจึงเปิดใช้งานอีกครั้งในเซลล์มะเร็ง” Shippen กล่าวว่า “เราได้เรียนรู้มากมายเกี่ยวกับเทโลเมอเรสของมนุษย์จากขยะในบ่อ แต่พืชสามารถให้เบาะแสได้มากขึ้นเพราะการเติบโตและการพัฒนาของพวกมันเป็นพลาสติกมาก หากคุณตัดดอกไม้จากพืชที่ปลูกในสวน มันจะเติบโตอีกดอกหนึ่ง แต่ถ้าคุณตัดปลายนิ้วออก คุณก็จะไม่งอกใหม่”
มันเป็นความลึกลับที่ยิ่งใหญ่
แต่ชิปเพนกล่าวว่าเทโลเมอเรสของพืชยังคล้ายกับเทโลเมอเรสของมนุษย์มาก
“เป็นเรื่องน่าทึ่งที่แม้แต่ในพืช เทโลเมียร์ยังทำงานเฉพาะในเซลล์ที่ต้องแบ่งหลายครั้งเท่านั้น”
เธอคาดหวังว่าสิ่งที่เรียนรู้ในระบบพืชจะสามารถแปลได้ในท้ายที่สุดและมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญในการแพทย์ของมนุษย์
ที่มา: Texas A&M สล็อตแตกง่าย
