ข่าว | เบาะแสใหม่เกี่ยวกับความเสี่ยงจากการเป็นพ่อเมื่ออายุมาก: การเปลี่ยนแปลงสำคัญเกิดใน RNA ของอสุจิ ไม่ใช่ DNA

ข่าว | เบาะแสใหม่เกี่ยวกับความเสี่ยงจากการเป็นพ่อเมื่ออายุมาก: การเปลี่ยนแปลงสำคัญเกิดใน RNA ของอสุจิ ไม่ใช่ DNA

เมื่อผู้ชายชะลอการมีบุตร หลักฐานที่เพิ่มขึ้นชี้ว่าอายุของบิดาที่มากขึ้นสัมพันธ์กับความเสี่ยงในบุตร เช่น โรคอ้วนและทารกเสียชีวิตในครรภ์ แต่กลไกทางชีววิทยายังไม่ชัดเจน งานวิจัยใหม่ที่นำโดย University of Utah Health พบปัจจัยที่เคยถูกมองข้าม นั่นคือโมเลกุล RNA ในอสุจิที่เปลี่ยนแปลงตามอายุ

ผลการศึกษาที่เผยแพร่เมื่อไม่นานมานี้ใน The EMBO Journal พบการเปลี่ยนแปลงของ RNA ในอสุจิอย่างเป็นระบบตามอายุทั้งในหนูและมนุษย์ โดยมีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วและเด่นชัดในวัยกลางคน โมเลกุลเหล่านี้ซึ่งนักวิจัยเรียกว่า “RNA ชรา” ดูเหมือนจะปรับเปลี่ยนเมแทบอลิซึมของเซลล์ได้ จึงอาจอธิบายในระดับโมเลกุลถึงความเสี่ยงต่อสุขภาพที่สัมพันธ์กับการเป็นพ่อเมื่ออายุมาก

“เหมือนกับการค้นพบนาฬิกาโมเลกุลที่เดินไปพร้อมกันทั้งในหนูและมนุษย์” Qi Chen ผู้เขียนร่วมฝ่ายประสานงานและรองศาสตราจารย์ด้านระบบทางเดินปัสสาวะและพันธุศาสตร์มนุษย์ที่ University of Utah Health กล่าว “การเปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปของความยาว RNA อาจสะสมอย่างเงียบ ๆ ก่อนนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงฉับพลันราวหน้าผาในวัยกลางคน”

งานวิจัยก่อนหน้านี้เกี่ยวกับอายุของบิดาและสุขภาพของบุตรมุ่งเน้นที่การแตกหักและการกลายพันธุ์ของ DNA ในอสุจิเป็นหลัก แต่อสุจิยังมีโมเลกุล RNA จำนวนมากที่ช่วยควบคุมพัฒนาการระยะแรกของตัวอ่อน ก่อนหน้านี้ทีมของ Chen แสดงให้เห็นว่าปัจจัยแวดล้อม เช่น อาหารของบิดา สามารถเปลี่ยน RNA ในอสุจิและส่งผลต่อคนรุ่นถัดไปได้ แต่การหาลำดับแบบดั้งเดิมตรวจพบ RNA ชนิดสำคัญที่สุดได้ยาก

นักวิจัยจึงพัฒนา PANDORA-seq ซึ่งเป็นวิธีหาลำดับ RNA ขั้นสูงที่ตรวจหา RNA ในอสุจิซึ่งก่อนหน้านี้ “มองไม่เห็น” ได้อย่างเป็นระบบ ในอสุจิของหนู พวกเขาพบว่าองค์ประกอบของ RNA เปลี่ยนแปลงอย่างมากระหว่างอายุประมาณ 50 ถึง 70 สัปดาห์ เรียกว่า “หน้าผาแห่งความชรา” นอกจากนี้ยังพบแนวโน้มที่ช้ากว่าแต่ต่อเนื่อง โดยชิ้นส่วน RNA ในอสุจิบางชนิดยาวขึ้นตามอายุ ขณะที่ชิ้นส่วนที่สั้นกว่าลดลง

“ผลนี้ดูขัดกับสิ่งที่คาดไว้” Chen กล่าว “เราทราบอยู่แล้วว่า DNA ในอสุจิแตกเป็นชิ้นมากขึ้นตามอายุและคาดว่า RNA จะเป็นเช่นเดียวกัน แต่กลับพบว่า RNA บางชนิดในอสุจิยาวขึ้น”

ที่สำคัญ การเปลี่ยนแปลงของ RNA เหล่านี้ไม่ได้เป็นเพียงตัวบ่งชี้ระดับโมเลกุล เมื่อนักวิจัยนำชุด “RNA ชรา” เข้าไปในเซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อนของหนูซึ่งมีลักษณะทางชีววิทยาคล้ายตัวอ่อนระยะแรก การแสดงออกของยีนเปลี่ยนไปอย่างมีนัยสำคัญ โดยเฉพาะวิถีที่เกี่ยวข้องกับเมแทบอลิซึมและโรคทางระบบประสาทเสื่อม ผลนี้บ่งชี้ว่า RNA ในอสุจิอาจกำหนดความเสี่ยงต่อสุขภาพระยะยาวของบุตรผ่านการมีอิทธิพลต่อการตั้งโปรแกรมเมแทบอลิซึมของตัวอ่อนระยะแรก

สัญญาณสำคัญปรากฏเฉพาะเมื่อวิเคราะห์ RNA จากหัวอสุจิที่แยกออกมา หัวอสุจินำสารพันธุกรรมและ RNA ส่งเข้าสู่เซลล์ไข่ ขณะที่ RNA จากหางอสุจิซึ่งมีสัญญาณรบกวนมากกว่าบดบังรูปแบบนี้ Tong Zhou ผู้เขียนร่วมฝ่ายประสานงานและรองศาสตราจารย์ที่คณะแพทยศาสตร์ University of Nevada, Reno กล่าวว่า การแยกและหาลำดับหัวอสุจิทำให้ตรวจพบการเปลี่ยนแปลงเฉพาะของความยาว RNA นี้ได้เป็นครั้งแรก

จากนั้นทีมใช้ทรัพยากรทางคลินิกและการวิจัยของ University of Utah Health เพื่อตรวจสอบผลในตัวอย่างอสุจิมนุษย์ และยืนยันรูปแบบความชราของ RNA ที่สอดคล้องอย่างมากกับหนู Kenneth Aston ผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการด้านบุรุษเวชศาสตร์และเด็กหลอดแก้ว (IVF) ของ University of Utah เรียกการยืนยันผลข้ามสปีชีส์นี้ว่าเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญ

การค้นพบนี้อาจมีศักยภาพทางคลินิกด้วย James M. Hotaling ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายนวัตกรรมของ University of Utah Health กล่าวว่า PANDORA-seq เป็นเครื่องมือใหม่สำหรับการประเมินภาวะเจริญพันธุ์ของผู้ชายในอนาคต “ผลการค้นพบนี้อาจช่วยให้ผู้ชายอายุมากตัดสินใจเรื่องการมีบุตรโดยมีข้อมูลรอบด้านขึ้น และท้ายที่สุดช่วยให้ผลลัพธ์ด้านการเจริญพันธุ์ดีขึ้น”

ขั้นต่อไป ทีมจะระบุเอนไซม์ที่ขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงของ RNA เหล่านี้ Chen กล่าวว่า หากระบุเอนไซม์สำคัญได้ เอนไซม์เหล่านั้นอาจเป็นเป้าหมายของการแทรกแซงและเป็นแนวทางชีววิทยาใหม่ในการปรับปรุงคุณภาพอสุจิของผู้ชายอายุมาก

ที่มาของเรื่อง:

รวบรวมจากแหล่งข้อมูลออนไลน์