ความลึกลับที่ยิ่งใหญ่ประการหนึ่งทางชีววิทยาคือสาเหตุที่เซลล์มีอายุ ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์จาก Salk Institute for Biological Studies รายงานว่าพวกเขาได้ค้นพบจุดอ่อนในส่วนประกอบของเซลล์สมองซึ่งอาจอธิบายได้ว่ากระบวนการชราเกิดขึ้นในสมองอย่างไร
นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าโปรตีนบางชนิดที่เรียกว่าโปรตีนที่มีอายุยืนยาวมาก (ELLPs) ซึ่งพบบนพื้นผิวของนิวเคลียสของเซลล์ประสาทนั้นมีอายุยืนยาวอย่างน่าทึ่ง
ในขณะที่อายุขัยของโปรตีนส่วนใหญ่อยู่ที่ 2 วันหรือน้อยกว่านั้น นักวิจัยของสถาบัน Salk ระบุว่า ELLPs ในสมองของหนูที่มีอายุพอๆ
นักวิทยาศาสตร์ของ Salk เป็นคนแรกที่ค้นพบเครื่องจักรภายในเซลล์ที่จำเป็นซึ่งมีส่วนประกอบรวมถึงโปรตีนในยุคนี้ ผลลัพธ์ของพวกเขาชี้ให้เห็นว่าโปรตีนนั้นคงอยู่ตลอดชีวิตโดยไม่ต้องถูกแทนที่
ELLPs สร้างช่องทางการขนส่งบนพื้นผิวของนิวเคลียส ประตูที่ควบคุมวัสดุเข้าและออก อายุการใช้งานที่ยาวนานของพวกมันอาจเป็นข้อได้เปรียบหากไม่ใช่เพราะการสึกหรอที่โปรตีนเหล่านี้ต้องเผชิญเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งแตกต่างจากโปรตีนอื่นๆ ในร่างกาย ELLP จะไม่ถูกแทนที่เมื่อเกิดการดัดแปลงทางเคมีที่ผิดปกติและความเสียหายอื่นๆ
ความเสียหายต่อ ELLPs ทำให้ความสามารถของช่องขนส่งสามมิติที่ประกอบด้วยโปรตีนเหล่านี้อ่อนแอลงเพื่อปกป้องนิวเคลียสของเซลล์จากสารพิษ Martin Hetzer ศาสตราจารย์ในห้องปฏิบัติการชีววิทยาระดับโมเลกุลและเซลล์ของ Salk ซึ่งเป็นหัวหน้าการวิจัยกล่าว สารพิษเหล่านี้อาจเปลี่ยนแปลง DNA ของเซลล์และด้วยเหตุนี้การทำงานของยีนจึงส่งผลให้เซลล์แก่ก่อนวัย
ได้รับทุนสนับสนุนจาก Ellison Medical Foundation และ Glenn Foundation for Medical Research กลุ่มวิจัยของ Hetzer เป็นห้องทดลองแห่งเดียวในโลกที่กำลังตรวจสอบบทบาทของช่องทางการขนส่งเหล่านี้ ซึ่งเรียกว่า นิวเคลียส พอร์ คอมเพล็กซ์ (NPC) ในกระบวนการชราภาพ
การศึกษาก่อนหน้านี้ได้เปิดเผยว่าการเปลี่ยนแปลงในการแสดงออกของยีนเป็นรากฐานของกระบวนการชรา แต่จนกระทั่งห้องทดลองของ Hetzer ค้นพบว่า NPC ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีจุดอ่อนของส้นเท้าที่ช่วยให้สารพิษที่ทำลาย DNA เข้าสู่นิวเคลียสได้ ชุมชนวิทยาศาสตร์มีเงื่อนงำที่ชัดเจนบางประการเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของยีนเหล่านี้เกิดขึ้นได้อย่างไร
“คุณลักษณะพื้นฐานที่กำหนดความชราคือการลดลงโดยรวมของความสามารถในการทำงานของอวัยวะต่างๆ เช่น หัวใจและสมอง” เฮทเซอร์กล่าว “การลดลงนี้เป็นผลมาจากการเสื่อมสภาพของสภาวะสมดุลของสภาวะสมดุลหรือความมั่นคงภายในภายในเซลล์ที่เป็นส่วนประกอบของอวัยวะเหล่านั้น การวิจัยล่าสุดในห้องปฏิบัติการหลายแห่งได้เชื่อมโยงการสลายสภาวะสมดุลของโปรตีนกับการทำงานของเซลล์ที่ลดลง”
ผลลัพธ์ที่ Hetzer และทีมของเขาเพิ่งรายงานชี้ให้เห็นว่าการทำงานของเซลล์ประสาทที่ลดลงอาจเกิดจาก ELLP ที่เสื่อมลงอันเป็นผลมาจากความเสียหายเมื่อเวลาผ่านไป
Hetzer กล่าวว่า “เซลล์ส่วนใหญ่ แต่ไม่ใช่เซลล์ประสาท ต่อสู้กับการเสื่อมสภาพของส่วนประกอบโปรตีนผ่านกระบวนการหมุนเวียนของโปรตีน ซึ่งส่วนที่อาจบกพร่องของโปรตีนจะถูกแทนที่ด้วยสำเนาการทำงานใหม่” Hetzer กล่าว
“ผลลัพธ์ของเรายังชี้ให้เห็นว่าการเสื่อมสภาพของรูพรุนนิวเคลียร์อาจเป็นกลไกการแก่ชราทั่วไปที่นำไปสู่ความบกพร่องที่เกี่ยวข้องกับอายุในการทำงานของนิวเคลียร์ เช่น การสูญเสียโปรแกรมการแสดงออกของยีนที่อ่อนเยาว์” เขากล่าวเสริม
การค้นพบนี้อาจพิสูจน์ได้ว่าเกี่ยวข้องกับการทำความเข้าใจต้นกำเนิดของโมเลกุลของความชราและความผิดปกติของระบบประสาท เช่น โรคอัลไซเมอร์และโรคพาร์กินสัน
ในการศึกษาก่อนหน้านี้ เฮทเซอร์และทีมของเขาค้นพบเส้นใยขนาดใหญ่ในนิวเคลียสของเซลล์ประสาทของหนูแก่และหนูแรท ซึ่งต้นกำเนิดของพวกมันสืบเชื้อสายมาจากไซโตพลาสซึม เส้นใยดังกล่าวเชื่อมโยงกับความผิดปกติทางระบบประสาทต่างๆ รวมทั้งโรคพาร์กินสัน ไม่ว่าโมเลกุลที่วางผิดที่เป็นสาเหตุหรือผลลัพธ์ของโรคยังไม่ได้รับการพิจารณา
นอกจากนี้ ในการศึกษาก่อนหน้านี้ Hetzer และทีมงานของเขาได้บันทึกการลดลงตามอายุในการทำงานของ NPC ในเซลล์ประสาทของหนูสูงวัยที่มีสุขภาพดี ซึ่งเป็นแบบจำลองทางห้องปฏิบัติการของชีววิทยามนุษย์
ทีมของ Hetzer รวมถึงเพื่อนร่วมงานของเขาที่ Salk Institute และ John Yates III ศาสตราจารย์ในภาควิชาสรีรวิทยาเคมีของสถาบันวิจัย Scripps
เมื่อ Hetzer ตัดสินใจเมื่อ 3 ปีก่อนเพื่อตรวจสอบว่า NPC มีบทบาทในการริเริ่มหรือมีส่วนในการเริ่มมีอาการของวัยและโรคเกี่ยวกับความเสื่อมของระบบประสาทหรือไม่ สมาชิกบางคนในชุมชนวิทยาศาสตร์เตือนเขาว่าการศึกษาดังกล่าวอาจหาญเกินไปและอาจเป็นเรื่องยากและมีราคาแพง จัดการ. แต่เฮทเซอร์ตัดสินใจแน่วแน่แม้จะมีคำเตือนก็ตาม
