งานใหม่ของนักวิทยาศาสตร์ภายใต้กรอบโครงการวิจัยของสถาบัน Epigenetics ทำให้สามารถบางส่วนได้
เวชศาสตร์ฟื้นฟูคืออะไร?
ด้วยอายุที่มากขึ้น ความสามารถของเซลล์มนุษย์ฟังก์ชั่นจะลดลงและร่องรอยของริ้วรอยสะสมในจีโนม ชีววิทยาเชิงปฏิรูปมุ่งเน้นไปที่การซ่อมแซมหรือเปลี่ยนเซลล์ เครื่องมือที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของชีววิทยาเชิงปฏิรูปคือความสามารถของเราในการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดที่ "เหนี่ยวนำ" กระบวนการนี้เป็นผลมาจากหลายขั้นตอน ซึ่งแต่ละขั้นตอนจะลบเครื่องหมายบางส่วนที่ทำให้เซลล์มีความเฉพาะเจาะจง ในทางทฤษฎี สเต็มเซลล์เหล่านี้สามารถเป็นเซลล์ชนิดใดก็ได้ ปัญหาคือนักวิทยาศาสตร์ยังไม่สามารถสร้างเงื่อนไขสำหรับการสร้างความแตกต่างของเซลล์ต้นกำเนิดใหม่ลงในเซลล์ทุกประเภทได้อย่างน่าเชื่อถือ
ย้อนเวลา
วิธีการใหม่บนพื้นฐานของเทคโนโลยีที่ได้รับรางวัลโนเบลที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ในการสร้างสเต็มเซลล์ช่วยแก้ปัญหาการลบข้อมูลเอกลักษณ์ของเซลล์โดยหยุดการตั้งโปรแกรมใหม่ในบางจุดของกระบวนการ ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงพบความสมดุลที่แน่นอนระหว่างการสร้างโปรแกรมเซลล์ใหม่ ซึ่งทำให้เซลล์เหล่านี้มีอายุน้อยกว่าในทางชีววิทยา แต่ในขณะเดียวกันก็ช่วยให้เซลล์เหล่านี้สามารถฟื้นฟูการทำงานของเซลล์เฉพาะทางได้
ในปี 2550 ชินยะ ยามานากะ เป็นนักวิทยาศาสตร์คนแรกซึ่งเปลี่ยนเซลล์ปกติที่ทำหน้าที่เฉพาะให้กลายเป็นเซลล์ต้นกำเนิดซึ่งมีความสามารถพิเศษในการพัฒนาเป็นเซลล์ชนิดใดก็ได้ กระบวนการสร้างโปรแกรมสเต็มเซลล์ใหม่ทั้งหมดใช้เวลาประมาณ 50 วัน และต้องใช้โมเลกุลสำคัญ 4 โมเลกุลที่เรียกว่าปัจจัยยามานากะ
วิธีการใหม่ที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่า "ชั่วคราวการตั้งโปรแกรมเฟสการสุกใหม่ ทำให้เซลล์สัมผัสกับปัจจัยยามานากะเพียง 13 วัน ในขณะนี้ การเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับอายุจะถูกลบออกและเซลล์จะสูญเสีย "ความเป็นปัจเจก" ไปชั่วคราว เซลล์ผิวที่ปรับโปรแกรมใหม่บางส่วนจะมีเวลาให้เติบโตภายใต้สภาวะปกติเพื่อดูว่าเซลล์ผิวที่เจาะจงกลับคืนมาหรือไม่ การวิเคราะห์จีโนมแสดงให้เห็นว่าพวกเขา "ได้รับ" เครื่องหมายแสดงลักษณะเฉพาะอีกครั้ง ในกรณีนี้คือไฟโบรบลาสต์ นักวิทยาศาสตร์ยืนยันผลลัพธ์เมื่อสังเกตการผลิตคอลลาเจนในเซลล์ที่สร้างโปรแกรมใหม่
อายุไม่ใช่แค่ตัวเลข
เพื่อแสดงว่าเซลล์ได้รับการฟื้นฟูนักวิจัยมองหาการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณแห่งวัย ตามที่ Dr. Diljit Gill จาก Wolf Reik Laboratory ที่ Babraham Institute อธิบายว่า "ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการสูงวัยในระดับโมเลกุลได้ขยายตัวขึ้นในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา สิ่งนี้นำไปสู่วิธีการที่อนุญาตให้นักวิทยาศาสตร์วัดการเปลี่ยนแปลงทางชีววิทยาที่เกี่ยวข้องกับอายุในเซลล์ของมนุษย์ เราใช้สิ่งนี้ในการทดลองของเรา"
นักวิจัยได้ศึกษาตัวชี้วัดหลายตัวอายุเซลล์ อย่างแรกคือนาฬิกา epigenetic ซึ่งเครื่องหมายทางเคมีที่มีอยู่ในจีโนมบ่งบอกถึงอายุ อย่างที่สองคือทรานสคริปโทม ยีนทั้งหมดที่อ่านได้จากเซลล์ สำหรับการวัดทั้งสองนี้ เซลล์ที่โปรแกรมใหม่จะจับคู่โปรไฟล์ของเซลล์ที่อายุน้อยกว่า 30 ปี เมื่อเทียบกับชุดข้อมูลอ้างอิง
บรรทัดล่างคืออะไร?
การใช้งานที่เป็นไปได้ของเทคนิคนี้ได้รับอิทธิพลจากความจริงที่ว่าเซลล์ไม่เพียงแต่ดูเท่านั้น แต่ยังทำงานเหมือนเซลล์ที่อายุน้อยอีกด้วย ไฟโบรบลาสต์ผลิตคอลลาเจนซึ่งเป็นโมเลกุลที่พบในกระดูก เส้นเอ็นของผิวหนัง และเอ็น ช่วยสร้างโครงสร้างของเนื้อเยื่อและสมานแผล ไฟโบรบลาสต์ที่ได้รับการฟื้นฟูจะผลิตโปรตีนคอลลาเจนได้มากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์ควบคุมที่ไม่ผ่านกระบวนการตั้งโปรแกรมใหม่ พวกเขายังย้ายไปยังพื้นที่ที่ต้องการการฟื้นฟูด้วย
ตามที่ผู้เขียนงานใหม่ระบุไว้ วิธีการก็คือมีผลกระทบต่อยีนอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับโรคและอาการที่เกี่ยวข้องกับอายุ ยีน APBA2 ที่เกี่ยวข้องกับโรคอัลไซเมอร์ และยีน MAF ซึ่งมีบทบาทในการพัฒนาต้อกระจก แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงไปสู่ระดับการถอดรหัสที่อ่อนเยาว์ นี้จะขยายการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี
อ่านเพิ่มเติม:
มี "ดาวเคราะห์" ดวงอื่นในโลก: ช่วยชีวิตที่เพิ่งตั้งไข่ได้อย่างไร
การศึกษาใหม่หักล้างทฤษฎีการถ่ายโอนพลังงานแสง
นักวิทยาศาสตร์ได้เพิ่มซิลิคอนลงในคอมพิวเตอร์ควอนตัม: การคำนวณมีความแม่นยำมากเป็นประวัติการณ์