โดย นิโคเลตตา เว็บสล็อตลานีส เผยแพร่เมื่อ 29 มิถุนายน 2021ไลโซโซม (สีส้ม) หลอมรวมกับ autophagosome (ทรงกลมขนาดใหญ่) ในระหว่าง autophagy กระบวนการที่เซลล์รีไซเคิลชิ้นส่วนที่ชํารุด (เครดิตภาพ: เก็ตตี้/KATERYNA KON/ห้องสมุดภาพวิทยาศาสตร์)นักวิทยาศาสตร์ค้นพบความแปลกประหลาดทางพันธุกรรมที่หายากใน 12 คนจากห้าครอบครัวที่แตกต่างกันซึ่งทําให้เซลล์ของพวกเขาไม่สามารถรีไซเคิลชิ้นส่วนที่ชํารุดได้อย่างถูกต้อง การกลายพันธุ์ดังกล่าวอาจเป็นอันตรายถึงชีวิต แต่
บุคคลเหล่านี้รอดชีวิตและอยู่กับสภาพการพัฒนาทางระบบประสาทแทน
โดยปกติเซลล์จะกําจัดเครื่องจักรภายในที่ชํารุดโปรตีนผิดปกติสารพิษและเชื้อโรคผ่านกระบวนการที่เรียกว่า autophagy ซึ่งแปลจากภาษากรีกว่า “กินเอง” ในกระบวนการเซลล์บรรจุถังขยะทั้งหมดลงในถุงพิเศษที่เรียกว่า autophagosomes ซึ่งจากนั้นหลอมรวมกับการกําจัดขยะของเซลล์ไลโซโซม ไลโซโซมมีเอนไซม์ย่อยอาหารที่สลายขยะทั้งหมดเพื่อให้ชิ้นส่วนส่วนประกอบสามารถนํากลับมาใช้ใหม่โดยเซลล์ในมนุษย์เมื่อ autophagy ผิดพลาดการสะสมของขยะเซลล์ที่ตามมาสามารถนําไปสู่โรคต่าง ๆ ตั้งแต่ความผิดปกติของระบบประสาทไปจนถึงมะเร็งตามรายงานปี 2020 ในวารสารการแพทย์นิวอิงแลนด์ ความผิดปกตินี้สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อการกลายพันธุ์เกิดขึ้นในหนึ่งในยีนสําคัญประมาณ 20 ยีนที่เกี่ยวข้องกับ autophagy
ที่เกี่ยวข้อง: 5 วิธีที่เซลล์ของคุณจัดการกับความเครียด
และจากการศึกษาสัตว์ ถ้ายีน 20 ยีนเหล่านี้บกพร่องอย่างรุนแรง หรือพิการอย่างสมบูรณ์ มันมักจะเป็นไปไม่ได้ที่สัตว์จะอยู่รอดได้ ตัวอย่างเช่นลูกเมาส์ดัดแปลงพันธุกรรมที่เกิดโดยไม่มียีน autophagy ที่จําเป็นที่เรียกว่า ATG7 ตายภายใน 24 ชั่วโมงหลังคลอดตามรายงานต่างๆ และการลบยีนเดียวกันออกจากหนูผู้ใหญ่ทําให้พวกเขาตายจากการติดเชื้อหรือการเสื่อมสภาพทางระบบประสาทภายในไม่กี่เดือนตามรายงานปี 2014 ในวารสาร Cancer Discovery
”การศึกษาจากหนูชี้ให้เห็นว่าคุณไม่สามารถอยู่ได้โดยปราศจากพวกเขา” หมายถึงยีนหลัก 20 ยีนโรเบิร์ตเทย์เลอร์ผู้เขียนอาวุโสศาสตราจารย์ด้านพยาธิวิทยาไมโตคอนเดรียที่มหาวิทยาลัยนิวคาสเซิลในอังกฤษกล่าว “ดังนั้นเราจึงคิดว่าเป็นเดียวกันในมนุษย์.” แต่ตอนนี้เทย์เลอร์และทีมของเขาได้ระบุ 12 คนที่มียีน ATG7 ที่ชํารุดซึ่งทําให้พวกเขามีโปรตีนเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลยที่ยีนเข้ารหัสพวกเขารายงานเมื่อวันที่ 23 มิถุนายนในวารสารการแพทย์นิวอิงแลนด์ (NEJM)
โปรตีน ATG7 เริ่มกระบวนการสร้าง autophagosomes ซึ่งเป็นถุงขยะพิเศษของเซลล์ซึ่งคาดว่ามีความสําคัญต่อกระบวนการ autophagy ทั้งหมด ความจริงที่ว่าบุคคลที่ระบุทั้ง 12 คนรอดชีวิตแม้ว่าจะมีความผิดปกติทางระบบประสาท “บอกเราบางสิ่งบางอย่างว่ามีบางสิ่งที่เรายังไม่รู้เกี่ยวกับชีววิทยา autophagy ที่ต้องชดเชยกระบวนการนี้ในมนุษย์” เทย์เลอร์กล่าว
”คําถามที่ชัดเจนคือสิ่งที่ช่วยให้ผู้ป่วยเหล่านี้อยู่รอดได้นานด้วยความสามารถในการลดระดับ
autophagic อย่างมาก” Daniel Klionsky นักชีววิทยาเซลล์และศาสตราจารย์ที่สถาบันวิทยาศาสตร์ชีวภาพของมหาวิทยาลัยมิชิแกนกล่าว หากกลไกอื่น ๆ ชดเชยการขาด ATG7 ขั้นตอนต่อไปคือการระบุและตรวจสอบว่ากลไกเหล่านั้นสามารถจัดการเป็นรูปแบบของการรักษาความผิดปกติทางพันธุกรรมดังกล่าวได้หรือไม่ Klionsky บอก Live Science ในอีเมล
การกลายพันธุ์ลึกลับ
เนื่องจากการกลายพันธุ์ในยีนที่เกี่ยวข้องกับ autophagy มักจะมีผลกระทบร้ายแรง “เป็นการยากที่จะหาผู้ป่วยจํานวนเพียงพอเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่มีความหมาย” เมื่อค้นคว้าการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมดังกล่าวในมนุษย์ Klionsky ตั้งข้อสังเกต ความจริงที่ว่าทีมสามารถค้นหาจํานวนคนที่มีการกลายพันธุ์ ATG7 จํานวนนี้ “ทําให้การค้นพบแข็งแกร่งยิ่งขึ้น”
นักวิจัยพบผู้เข้าร่วมการศึกษาสองคนแรกผ่านคลินิกที่เชี่ยวชาญในโรคไมโตคอนเดรียเนื่องจากอาการบางอย่างของพวกเขาดูเหมือนจะสอดคล้องกับสภาพไมโตคอนเดรียเทย์เลอร์กล่าวว่า ผู้ป่วย — สองพี่น้องที่มีอายุตามลําดับคือ 28 และ 18 — ทั้งสองแสดงให้เห็นถึงปัญหาการเรียนรู้เล็กน้อยถึงปานกลาง, กล้ามเนื้ออ่อนแรงและการขาดการประสานงาน, ที่เรียกว่า ataxia, เช่นเดียวกับการสูญเสียการได้ยิน, ความผิดปกติของดวงตาและความผิดปกติของใบหน้า.
การสแกนสมองของพี่สาวเผยให้เห็นภาวะ hypoplasia สมองซึ่งเป็นเงื่อนไขที่ cerebellum ซึ่งตั้งอยู่ด้านหลัง brainstem ล้มเหลวในการพัฒนาอย่างถูกต้อง บริเวณนี้ของสมองมีความสําคัญต่อการประสานงานการเคลื่อนไหว corpus callosum ซึ่งเป็นกลุ่มของเส้นประสาทที่เชื่อมต่อสองส่วนของสมองยังปรากฏบางผิดปกติไปทางด้านหลังของสมอง เว็บสล็อต
