ข่าว | งานวิจัยเผยกลไกใหม่ที่ทำให้เซลล์ไข่มีอายุยืนยาว
เซลล์ไข่เป็นเซลล์สืบพันธุ์เพศหญิงที่ยังเจริญไม่เต็มที่และก่อตัวก่อนคลอดในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเพศเมียเกือบทุกชนิด การสืบพันธุ์ของคนรุ่นต่อไปขึ้นอยู่กับเซลล์ไข่สำรองที่มีอยู่อย่างจำกัดเหล่านี้ ซึ่งต้องคงสภาพโดยไม่เสียหายเป็นเวลาหลายปี ระยะเวลานี้อาจนานถึง 18 เดือนในหนู และเกือบครึ่งศตวรรษในมนุษย์ ซึ่งเป็นระยะเวลาเฉลี่ยตั้งแต่เกิดจนถึงวัยหมดประจำเดือน เป็นเวลานานมาแล้วที่ยังไม่มีใครทราบว่าเซลล์เหล่านี้มีอายุยืนยาวเช่นนี้ได้อย่างไร
นักวิจัยจากศูนย์กำกับดูแลจีโนม (CRG) ในบาร์เซโลนา ค้นพบกลไกใหม่ที่อธิบายว่าเซลล์ไข่คงสภาพสมบูรณ์ได้นานหลายทศวรรษอย่างไร แม้เผชิญการสึกหรอและความเสียหายที่ทำให้เซลล์ชนิดอื่นหยุดทำงาน ผลการศึกษาที่เผยแพร่ในวารสาร Cell วันนี้เปิดพรมแดนใหม่ในการวิจัยภาวะมีบุตรยากที่ไม่ทราบสาเหตุ
นักวิจัยศึกษากลุ่มโปรตีนสะสม ซึ่งเป็นกลุ่มก้อนของโปรตีนที่พับตัวผิดรูปหรือเสียหาย หากไม่มีการควบคุม สารอันตรายเหล่านี้จะสะสมในไซโทพลาซึมและเป็นพิษอย่างมาก เป็นที่ทราบกันว่ากลุ่มโปรตีนสะสมก่อตัวในเซลล์ประสาทและเกี่ยวข้องกับโรคระบบประสาทเสื่อมหลายชนิด โดยปกติเซลล์จะจัดการด้วยการใช้เอนไซม์เฉพาะย่อยสลาย นอกจากนี้ เซลล์ยังอาจแบ่งตัวเป็นเซลล์ใหม่สองเซลล์ โดยรวมกลุ่มโปรตีนสะสมไว้ในเซลล์หนึ่งและปกป้องอีกเซลล์ไว้
เซลล์ไข่แตกต่างออกไป การมีอายุยืนยาวทำให้เซลล์ไข่ไม่สามารถกระจายสารพิษออกไปผ่านการแบ่งเซลล์ การย่อยกลุ่มโปรตีนสะสมอย่างต่อเนื่องก็ไม่ใช่วิธีที่ใช้ได้จริง เพราะต้องใช้พลังงานจำนวนมากซึ่งอาจมีไม่เพียงพอ เซลล์ไข่ยังต้องมอบไซโทพลาซึมทั้งหมดให้ตัวอ่อนหลังผสมกับอสุจิ จึงมักลดกิจกรรมการเผาผลาญ วิธีนี้ช่วยหลีกเลี่ยงผลพลอยได้ที่อาจทำลาย DNA ของมารดาและกระทบความสำเร็จในการสืบพันธุ์ในอนาคต แต่ทำให้เซลล์ไข่เปราะบางเป็นพิเศษต่อโปรตีนที่พับตัวผิดรูปหรือเสียหาย
ดร. Elvan Böke หัวหน้ากลุ่มชีววิทยาเซลล์ไข่และภาวะพักตัวของเซลล์แห่ง CRG อธิบายว่า: "เมื่อเทียบกับบทความหลายพันฉบับเกี่ยวกับการสะสมของโปรตีนในเซลล์ประสาท แทบไม่มีงานวิจัยว่าเซลล์ไข่ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมรับมือกับปัญหานี้อย่างไร ทั้งที่ต้องเผชิญปัญหาเดียวกันทั้งเรื่องอายุที่ยืนยาวและการไม่แบ่งตัว"
"เราต้องการศึกษาว่าเซลล์ไข่จัดการกับโปรตีนที่พับตัวผิดรูปหรือเสียหายเหล่านี้อย่างไร" ดร. Böke กล่าวเสริม
"ทีมทำความสะอาด" ที่คอยลาดตระเวน
ทีมของดร. Böke ซึ่งนำโดยดร. Gabriele Zaffagnini เก็บรวบรวมเซลล์ไข่ที่ยังเจริญไม่เต็มที่ ไข่ที่เจริญเต็มที่ และตัวอ่อนระยะแรกจากหนูโตเต็มวัยรวมหลายพันเซลล์ ทีมใช้สีย้อมชนิดพิเศษและการถ่ายภาพเซลล์มีชีวิตเพื่อสังเกตกลุ่มโปรตีนสะสมแบบเรียลไทม์ อีกทั้งใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนตรวจดูรายละเอียดระดับนาโนภายในเซลล์ งานนี้ใช้เวลาห้าปีครึ่ง
นักวิจัยค้นพบโครงสร้างเฉพาะในเซลล์ไข่และตั้งชื่อว่า EndoLysosomal Vesicular Assemblies (ELVAs) โครงสร้างเหล่านี้มีประมาณ 50 หน่วยต่อเซลล์ไข่หนึ่งเซลล์ โดยเคลื่อนที่ไปทั่วไซโทพลาซึมเพื่อจับและกักกลุ่มโปรตีนสะสมไว้ไม่ให้เป็นอันตราย นักวิจัยเรียก ELVAs ว่า "ออร์แกเนลล์ขนาดใหญ่พิเศษ" เพราะเป็นเครือข่ายขององค์ประกอบเซลล์หลายชนิดที่ทำงานร่วมกันเป็นหน่วยเดียว
การศึกษาระบุช่วงสำคัญระหว่างการเจริญเต็มที่ของเซลล์ไข่ ซึ่งเซลล์ไข่จะพัฒนาเป็นไข่ที่พร้อมตกไข่และอาจได้รับการปฏิสนธิ ELVAs เคลื่อนไปยังผิวเซลล์และย่อยกลุ่มโปรตีนสะสม เสมือนทำความสะอาดไซโทพลาซึมครั้งใหญ่ นี่เป็นการสังเกตพบกลยุทธ์เฉพาะของเซลล์ไข่ในการกำจัดกลุ่มโปรตีนสะสมเป็นครั้งแรก
"เซลล์ไข่ต้องมอบไซโทพลาซึมทั้งหมดให้ตัวอ่อนเมื่อปฏิสนธิ จึงปล่อยให้ของเสียสะสมจนเป็นภัยร้ายแรงต่อการทำงานไม่ได้ ELVAs ทำหน้าที่เหมือนเครือข่ายกำจัดของเสียหรือทีมทำความสะอาดอันซับซ้อนที่ลาดตระเวนในไซโทพลาซึม เพื่อไม่ให้มีกลุ่มโปรตีนลอยอยู่อย่างอิสระ ELVAs จะกักกลุ่มโปรตีนไว้จนกว่าเซลล์ไข่พร้อมกำจัดทั้งหมดในคราวเดียว นี่เป็นกลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพและประหยัดพลังงาน" ดร. Gabriele Zaffagnini อธิบาย
กลุ่มโปรตีนสะสมอาจทำให้มีบุตรยาก
ภาวะเจริญพันธุ์ลดลงตามอายุ และคุณภาพเซลล์ไข่ที่ต่ำเป็นสาเหตุสำคัญของภาวะมีบุตรยากในผู้หญิง อัตราภาวะมีบุตรยากทั่วโลกก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ส่วนหนึ่งเกิดจากการมีบุตรช้าลง การทำความเข้าใจว่าเซลล์ไข่คงสุขภาพดีได้อย่างไรและเหตุใดกลยุทธ์เหล่านี้จึงล้มเหลวเมื่ออายุมากขึ้น มีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจภาวะมีบุตรยากที่ไม่ทราบสาเหตุและการพัฒนาวิธีรักษาใหม่
ผลการศึกษาชี้ว่ากลุ่มโปรตีนสะสมอาจลดคุณภาพของไข่และตัวอ่อน เมื่อทดลองยับยั้งไม่ให้ ELVAs ย่อยกลุ่มโปรตีนสะสมระหว่างการเจริญเต็มที่ของเซลล์ไข่ พบว่าเกิดไข่ที่มีความผิดปกติ และเมื่อนักวิจัยแทรกแซงเพื่อ "บังคับ" ให้ตัวอ่อนรับช่วงโปรตีนที่สะสมมา ตัวอ่อน 3/5 (60%) ไม่สามารถพัฒนาระยะแรกจนเสร็จสมบูรณ์
ดร. Böke สรุปว่า: "ที่ผ่านมา งานวิจัยจำนวนมากมุ่งศึกษาเพียงแง่มุมเล็ก ๆ ของคุณภาพเซลล์ไข่ที่ลดลง ได้แก่ การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสและภาวะจำนวนโครโมโซมผิดปกติ อย่างไรก็ตาม การทบทวนการย้ายตัวอ่อน 11,000 ครั้งเมื่อไม่นานมานี้พบว่า ปัจจัยอื่นที่ยังไม่ทราบเป็นตัวขับเคลื่อนหลักของภาวะเจริญพันธุ์ในผู้หญิงที่ลดลงตามอายุ งานวิจัยของเราเปิดแนวทางใหม่ที่น่าสนใจในการศึกษาว่า การย่อยสลายโปรตีนและการควบคุมกระบวนการนี้ในเซลล์ไข่จะอธิบายสุขภาพตัวอ่อนที่เสื่อมลงตามอายุได้หรือไม่"
เซลล์ประสาทเป็นเซลล์อีกชนิดหนึ่งที่มีอายุยืนยาวและไม่แบ่งตัว จึงต้องจัดการกับกลุ่มโปรตีนสะสม การสะสมของสารอันตรายเหล่านี้เกี่ยวข้องกับโรคระบบประสาทเสื่อมหลายชนิด รวมถึงโรคอัลไซเมอร์ โครงสร้างคล้าย ELVA มีอยู่ในเซลล์ประสาทและเซลล์ชนิดอื่นด้วยหรือไม่ การศึกษานี้เปิดแนวทางวิจัยที่กว้างไกลกว่าด้านการสืบพันธุ์
แหล่งที่มาของเรื่อง:
รวบรวมจากอินเทอร์เน็ต
เมื่อส่งแบบฟอร์ม คุณยอมรับ นโยบายความเป็นส่วนตัว เพื่อให้เราประมวลผลข้อมูลติดต่อและข้อมูลคำปรึกษาที่คุณให้ไว้ และยอมรับ ข้อกำหนดในการให้บริการ และยินยอมให้เราติดต่อคุณเกี่ยวกับการสอบถามนี้
ข่าว | งานวิจัยเผยกลไกใหม่ที่ทำให้เซลล์ไข่มีอายุยืนยาว
ข่าว | งานวิจัยเผยกลไกใหม่ที่ทำให้เซลล์ไข่มีอายุยืนยาว
เซลล์ไข่เป็นเซลล์สืบพันธุ์เพศหญิงที่ยังเจริญไม่เต็มที่และก่อตัวก่อนคลอดในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเพศเมียเกือบทุกชนิด การสืบพันธุ์ของคนรุ่นต่อไปขึ้นอยู่กับเซลล์ไข่สำรองที่มีอยู่อย่างจำกัดเหล่านี้ ซึ่งต้องคงสภาพโดยไม่เสียหายเป็นเวลาหลายปี ระยะเวลานี้อาจนานถึง 18 เดือนในหนู และเกือบครึ่งศตวรรษในมนุษย์ ซึ่งเป็นระยะเวลาเฉลี่ยตั้งแต่เกิดจนถึงวัยหมดประจำเดือน เป็นเวลานานมาแล้วที่ยังไม่มีใครทราบว่าเซลล์เหล่านี้มีอายุยืนยาวเช่นนี้ได้อย่างไร
นักวิจัยจากศูนย์กำกับดูแลจีโนม (CRG) ในบาร์เซโลนา ค้นพบกลไกใหม่ที่อธิบายว่าเซลล์ไข่คงสภาพสมบูรณ์ได้นานหลายทศวรรษอย่างไร แม้เผชิญการสึกหรอและความเสียหายที่ทำให้เซลล์ชนิดอื่นหยุดทำงาน ผลการศึกษาที่เผยแพร่ในวารสาร Cell วันนี้เปิดพรมแดนใหม่ในการวิจัยภาวะมีบุตรยากที่ไม่ทราบสาเหตุ
นักวิจัยศึกษากลุ่มโปรตีนสะสม ซึ่งเป็นกลุ่มก้อนของโปรตีนที่พับตัวผิดรูปหรือเสียหาย หากไม่มีการควบคุม สารอันตรายเหล่านี้จะสะสมในไซโทพลาซึมและเป็นพิษอย่างมาก เป็นที่ทราบกันว่ากลุ่มโปรตีนสะสมก่อตัวในเซลล์ประสาทและเกี่ยวข้องกับโรคระบบประสาทเสื่อมหลายชนิด โดยปกติเซลล์จะจัดการด้วยการใช้เอนไซม์เฉพาะย่อยสลาย นอกจากนี้ เซลล์ยังอาจแบ่งตัวเป็นเซลล์ใหม่สองเซลล์ โดยรวมกลุ่มโปรตีนสะสมไว้ในเซลล์หนึ่งและปกป้องอีกเซลล์ไว้
เซลล์ไข่แตกต่างออกไป การมีอายุยืนยาวทำให้เซลล์ไข่ไม่สามารถกระจายสารพิษออกไปผ่านการแบ่งเซลล์ การย่อยกลุ่มโปรตีนสะสมอย่างต่อเนื่องก็ไม่ใช่วิธีที่ใช้ได้จริง เพราะต้องใช้พลังงานจำนวนมากซึ่งอาจมีไม่เพียงพอ เซลล์ไข่ยังต้องมอบไซโทพลาซึมทั้งหมดให้ตัวอ่อนหลังผสมกับอสุจิ จึงมักลดกิจกรรมการเผาผลาญ วิธีนี้ช่วยหลีกเลี่ยงผลพลอยได้ที่อาจทำลาย DNA ของมารดาและกระทบความสำเร็จในการสืบพันธุ์ในอนาคต แต่ทำให้เซลล์ไข่เปราะบางเป็นพิเศษต่อโปรตีนที่พับตัวผิดรูปหรือเสียหาย
ดร. Elvan Böke หัวหน้ากลุ่มชีววิทยาเซลล์ไข่และภาวะพักตัวของเซลล์แห่ง CRG อธิบายว่า: "เมื่อเทียบกับบทความหลายพันฉบับเกี่ยวกับการสะสมของโปรตีนในเซลล์ประสาท แทบไม่มีงานวิจัยว่าเซลล์ไข่ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมรับมือกับปัญหานี้อย่างไร ทั้งที่ต้องเผชิญปัญหาเดียวกันทั้งเรื่องอายุที่ยืนยาวและการไม่แบ่งตัว"
"เราต้องการศึกษาว่าเซลล์ไข่จัดการกับโปรตีนที่พับตัวผิดรูปหรือเสียหายเหล่านี้อย่างไร" ดร. Böke กล่าวเสริม
"ทีมทำความสะอาด" ที่คอยลาดตระเวน
ทีมของดร. Böke ซึ่งนำโดยดร. Gabriele Zaffagnini เก็บรวบรวมเซลล์ไข่ที่ยังเจริญไม่เต็มที่ ไข่ที่เจริญเต็มที่ และตัวอ่อนระยะแรกจากหนูโตเต็มวัยรวมหลายพันเซลล์ ทีมใช้สีย้อมชนิดพิเศษและการถ่ายภาพเซลล์มีชีวิตเพื่อสังเกตกลุ่มโปรตีนสะสมแบบเรียลไทม์ อีกทั้งใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนตรวจดูรายละเอียดระดับนาโนภายในเซลล์ งานนี้ใช้เวลาห้าปีครึ่ง
นักวิจัยค้นพบโครงสร้างเฉพาะในเซลล์ไข่และตั้งชื่อว่า EndoLysosomal Vesicular Assemblies (ELVAs) โครงสร้างเหล่านี้มีประมาณ 50 หน่วยต่อเซลล์ไข่หนึ่งเซลล์ โดยเคลื่อนที่ไปทั่วไซโทพลาซึมเพื่อจับและกักกลุ่มโปรตีนสะสมไว้ไม่ให้เป็นอันตราย นักวิจัยเรียก ELVAs ว่า "ออร์แกเนลล์ขนาดใหญ่พิเศษ" เพราะเป็นเครือข่ายขององค์ประกอบเซลล์หลายชนิดที่ทำงานร่วมกันเป็นหน่วยเดียว
การศึกษาระบุช่วงสำคัญระหว่างการเจริญเต็มที่ของเซลล์ไข่ ซึ่งเซลล์ไข่จะพัฒนาเป็นไข่ที่พร้อมตกไข่และอาจได้รับการปฏิสนธิ ELVAs เคลื่อนไปยังผิวเซลล์และย่อยกลุ่มโปรตีนสะสม เสมือนทำความสะอาดไซโทพลาซึมครั้งใหญ่ นี่เป็นการสังเกตพบกลยุทธ์เฉพาะของเซลล์ไข่ในการกำจัดกลุ่มโปรตีนสะสมเป็นครั้งแรก
"เซลล์ไข่ต้องมอบไซโทพลาซึมทั้งหมดให้ตัวอ่อนเมื่อปฏิสนธิ จึงปล่อยให้ของเสียสะสมจนเป็นภัยร้ายแรงต่อการทำงานไม่ได้ ELVAs ทำหน้าที่เหมือนเครือข่ายกำจัดของเสียหรือทีมทำความสะอาดอันซับซ้อนที่ลาดตระเวนในไซโทพลาซึม เพื่อไม่ให้มีกลุ่มโปรตีนลอยอยู่อย่างอิสระ ELVAs จะกักกลุ่มโปรตีนไว้จนกว่าเซลล์ไข่พร้อมกำจัดทั้งหมดในคราวเดียว นี่เป็นกลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพและประหยัดพลังงาน" ดร. Gabriele Zaffagnini อธิบาย
กลุ่มโปรตีนสะสมอาจทำให้มีบุตรยาก
ภาวะเจริญพันธุ์ลดลงตามอายุ และคุณภาพเซลล์ไข่ที่ต่ำเป็นสาเหตุสำคัญของภาวะมีบุตรยากในผู้หญิง อัตราภาวะมีบุตรยากทั่วโลกก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ส่วนหนึ่งเกิดจากการมีบุตรช้าลง การทำความเข้าใจว่าเซลล์ไข่คงสุขภาพดีได้อย่างไรและเหตุใดกลยุทธ์เหล่านี้จึงล้มเหลวเมื่ออายุมากขึ้น มีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจภาวะมีบุตรยากที่ไม่ทราบสาเหตุและการพัฒนาวิธีรักษาใหม่
ผลการศึกษาชี้ว่ากลุ่มโปรตีนสะสมอาจลดคุณภาพของไข่และตัวอ่อน เมื่อทดลองยับยั้งไม่ให้ ELVAs ย่อยกลุ่มโปรตีนสะสมระหว่างการเจริญเต็มที่ของเซลล์ไข่ พบว่าเกิดไข่ที่มีความผิดปกติ และเมื่อนักวิจัยแทรกแซงเพื่อ "บังคับ" ให้ตัวอ่อนรับช่วงโปรตีนที่สะสมมา ตัวอ่อน 3/5 (60%) ไม่สามารถพัฒนาระยะแรกจนเสร็จสมบูรณ์
ดร. Böke สรุปว่า: "ที่ผ่านมา งานวิจัยจำนวนมากมุ่งศึกษาเพียงแง่มุมเล็ก ๆ ของคุณภาพเซลล์ไข่ที่ลดลง ได้แก่ การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสและภาวะจำนวนโครโมโซมผิดปกติ อย่างไรก็ตาม การทบทวนการย้ายตัวอ่อน 11,000 ครั้งเมื่อไม่นานมานี้พบว่า ปัจจัยอื่นที่ยังไม่ทราบเป็นตัวขับเคลื่อนหลักของภาวะเจริญพันธุ์ในผู้หญิงที่ลดลงตามอายุ งานวิจัยของเราเปิดแนวทางใหม่ที่น่าสนใจในการศึกษาว่า การย่อยสลายโปรตีนและการควบคุมกระบวนการนี้ในเซลล์ไข่จะอธิบายสุขภาพตัวอ่อนที่เสื่อมลงตามอายุได้หรือไม่"
เซลล์ประสาทเป็นเซลล์อีกชนิดหนึ่งที่มีอายุยืนยาวและไม่แบ่งตัว จึงต้องจัดการกับกลุ่มโปรตีนสะสม การสะสมของสารอันตรายเหล่านี้เกี่ยวข้องกับโรคระบบประสาทเสื่อมหลายชนิด รวมถึงโรคอัลไซเมอร์ โครงสร้างคล้าย ELVA มีอยู่ในเซลล์ประสาทและเซลล์ชนิดอื่นด้วยหรือไม่ การศึกษานี้เปิดแนวทางวิจัยที่กว้างไกลกว่าด้านการสืบพันธุ์
แหล่งที่มาของเรื่อง:
รวบรวมจากอินเทอร์เน็ต