การค้นพบความลับในการมีอายุยืนยาวในหนูมีศักยภาพที่จะนำไปประยุกต์ใช้กับมนุษย์ได้

การกลายพันธุ์เล็กๆ สี่อย่างในเอนไซม์ cGAS (cyclic guanosine monophosphate-adenosine monophosphate synthase) ช่วยให้หนูตุ่นไร้ขนซ่อมแซมความเสียหายของ DNA ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ทำให้กระบวนการแก่ช้าลง

หนูตุ่นปากเป็ด (Heterocephalus glaber) ซึ่งอาศัยอยู่ในบริเวณแอฟริกาตะวันออกและบางส่วนของเคนยา ได้ดึงดูดความสนใจของ นักวิทยาศาสตร์ มาช้านาน เนื่องจากจีโนมของมันมีความคล้ายคลึงกับมนุษย์มากกว่าหนู ทำให้เป็นแบบจำลองที่เหมาะสำหรับการศึกษาเรื่องการแก่และอายุขัย

สัตว์ฟันแทะชนิดนี้สามารถมีอายุได้ถึง 30 ปี ซึ่งนานกว่าอายุขัยของสัตว์ที่มีขนาดเท่ากันหลายเท่า

การศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science แสดงให้เห็นว่าการกลายพันธุ์เล็กๆ สี่ครั้งในเอนไซม์ cGAS (cyclic guanosine monophosphate-adenosine monophosphate synthase) สามารถช่วยให้หนูซ่อมแซมความเสียหายของ DNA ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ทำให้กระบวนการแก่ช้าลง

ในมนุษย์และหนู เอนไซม์นี้ปกติจะทำให้การซ่อมแซม DNA เสียหาย

การสะสมของการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมและความเสียหายของ DNA ในระหว่างการแบ่งเซลล์เป็นสาเหตุหลักของการแก่ก่อนวัยและโรคที่เกี่ยวข้องกับอายุ Zhiyong Mao นักชีววิทยาระดับโมเลกุลจากมหาวิทยาลัย Tongji ในเซี่ยงไฮ้ ประเทศจีน ผู้เขียนร่วมการศึกษากล่าว

การรวมตัวแบบโฮโมโลกัส (HR) เป็นกลไกสำคัญในการซ่อมแซม DNA และเมื่อเกิดข้อผิดพลาด ร่างกายจะเสี่ยงต่อการเกิดมะเร็งหรือแก่ก่อนวัย

ในมนุษย์และหนู เอนไซม์ cGAS มักถูก "ดึง" ออกจากดีเอ็นเอที่เสียหายโดยโปรตีนอีกชนิดหนึ่ง ซึ่งขัดขวางการซ่อมแซม อย่างไรก็ตาม ในหนูตุ่นไร้ขน ทีมวิจัยได้ค้นพบการแทนที่กรดอะมิโนเฉพาะ 4 ชนิดที่ทำให้ cGAS มีเสถียรภาพมากขึ้นหลังจากดีเอ็นเอเสียหาย ช่วยให้ cGAS สามารถโต้ตอบกับโปรตีนซ่อมแซมอื่นๆ ได้นานขึ้น และเพิ่มความสามารถของเซลล์ในการฟื้นฟูสารพันธุกรรม

เมื่อทีมวิจัยได้นำเอนไซม์ cGAS ออกจากเซลล์หนูตุ่นโดยใช้เครื่องมือตัดแต่งยีน CRISPR-Cas9 ความเสียหายของ DNA ก็สะสมอย่างรวดเร็ว

ในทางตรงกันข้าม เมื่อนำ cGAS เวอร์ชันที่มีการกลายพันธุ์ 4 แบบที่แตกต่างกันจากหนูตุ่นมาใส่ในแมลงวันผลไม้ แมลงวันผลไม้เหล่านี้จะมีอายุยืนยาวกว่าแมลงวันผลไม้ที่มีเอนไซม์ cGAS ในมนุษย์ปกติอย่างเห็นได้ชัด

“การศึกษานี้แสดงให้เห็นถึงบทบาทเชิงบวกของ cGAS ในการยืดอายุขัย” ผู้เขียน Mao กล่าว “เอนไซม์นี้อาจเป็นเป้าหมายที่มีศักยภาพในการเสริมสร้างการซ่อมแซมจีโนมในมนุษย์”

นายลินด์เซย์ วู นักชีววิทยาโมเลกุลจากมหาวิทยาลัยนิวเซาท์เวลส์ (ออสเตรเลีย) กล่าวว่ากลไก HR อาจเป็นกุญแจสำคัญในการชะลอการแก่ชรา แต่เตือนว่าผลลัพธ์นี้ยังห่างไกลจากการประยุกต์ใช้ในมนุษย์

เขากล่าวเสริมว่าการทดลองใช้ cGAS ของมนุษย์ที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าทำให้การตอบสนองภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดลดลง ซึ่งเป็นปัจจัยที่ทำให้เกิดการแก่ก่อนวัยด้วย

“งานนี้มุ่งเน้นไปที่การซ่อมแซม DNA แต่ผลกระทบของการตอบสนองต่อการอักเสบต่อความเสียหายทางพันธุกรรมต้องได้รับการพิจารณาเพิ่มเติม” เขากล่าว

งานวิจัยนี้เปิดโอกาสให้เข้าใจใหม่ว่าธรรมชาติพัฒนากลไกการปกป้องเซลล์ที่เหนือกว่าได้อย่างไร ซึ่งอาจช่วยให้มนุษย์ค้นพบแนวทางในการชะลอหรือย้อนกลับกระบวนการชราในอนาคตได้

(TTXVN/เวียดนาม+)

ที่มา: https://www.vietnamplus.vn/tim-ra-bi-quyet-truong-tho-o-loai-chuot-co-tiem-nang-ap-dung-tren-nguoi-post1069601.vnp