บทความอายุยืน

การศึกษาใหม่กับ Mitochondria ท้าทายความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการแก่ก่อนวัย

พยาบาลช่วยเหลือคนไข้สูงอายุ
  • ไมโตคอนเดรียเป็นโรงไฟฟ้าของเซลล์ พวกเขามี dna ของตัวเอง (mtdna)

  • การศึกษานี้ให้มุมมองใหม่ว่าความผิดปกติของไมโตคอนเดรียมีส่วนทำให้เกิดการแก่ก่อนวัยได้อย่างไร

  • ทฤษฎีใหม่ก็คือความผิดปกติของไมโตคอนเดรีย ส่งผลกระทบต่อพูลนิวคลีโอไทด์ของเซลล์และลดการบำรุงรักษาจีโนมนิวเคลียร์

บทความนี้เผยแพร่บน ScienceDaily.com 

การรบกวนการทำงานของ dna ของไมโตคอนเดรียสามารถเร่งกระบวนการชราได้ในรูปแบบที่แตกต่างไปจากที่คิดไว้ก่อนหน้านี้ ตามการศึกษาใหม่ของฟินแลนด์ที่ตีพิมพ์ใน การเผาผลาญตามธรรมชาติ นักวิจัยเสนอมุมมองใหม่เกี่ยวกับการแก่ชรา โดยเสนอว่าการแก่ชราที่เร็วขึ้นเป็นผลมาจากระดับนิวคลีโอไทด์ของเซลล์ที่ผิดปกติและการบำรุงรักษา dna ของนิวเคลียร์ที่ลดลง การศึกษานี้ดำเนินการโดยความร่วมมือระหว่างมหาวิทยาลัยอีสเทิร์นฟินแลนด์และมหาวิทยาลัยเฮลซิงกิ

ไมโตคอนเดรียเป็นออร์แกเนลล์โรงไฟฟ้าขนาดเล็กที่มี dna ของตัวเอง ซึ่งก็คือ dna ของไมโตคอนเดรีย (mtdna) เป็นเวลาเกือบครึ่งศตวรรษแล้วที่การกลายพันธุ์ของดีเอ็นเอของไมโตคอนเดรียและความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่นได้รับการยืนยันว่าเป็นผู้มีส่วนสำคัญในการแก่ชรา ดังที่กล่าวไว้ในทฤษฎีการแก่ชราของไมโตคอนเดรียที่ตีพิมพ์ในทศวรรษที่ 70 ทฤษฎีนี้ได้รับการทดสอบกับหนู mtdna mutator ที่มีกลไกการซ่อมแซม dna ที่ไม่ได้ใช้งาน หนูเหล่านี้สะสมการกลายพันธุ์ของ mtdna และเกิดความแก่เร็วขึ้น ซึ่งทำให้นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการกลายพันธุ์ของ mtdna กระตุ้นให้เกิดความชรา อย่างไรก็ตาม แม้จะมีการศึกษาอย่างเข้มงวดจากหลายกลุ่ม แต่ก็ไม่มีใครสามารถแสดงให้เห็นว่าหนู mutator จะมีความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันที่สูงขึ้น

การศึกษาครั้งใหม่นี้ท้าทายทฤษฎีนี้เกี่ยวกับบทบาทของความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่นและการกลายพันธุ์ของ mtdna ในการแก่ชรา และเสนอคำอธิบายทางเลือกสำหรับการแก่ชราของหนู mutator กล่าวคือ การบำรุงรักษา dna นิวเคลียร์ที่ลดลง ทฤษฎีใหม่นี้ยังสอดคล้องกับข้อสังเกตที่เกิดขึ้นในกลุ่มอาการโพรจีเรีย ซึ่งทำให้เกิดการแก่ก่อนวัยในมนุษย์

หนูพันธุ์กลายพันธุ์ที่แก่ก่อนวัยอันควรมีเอนไซม์โพลีเมอเรส-แกมมาที่มีข้อบกพร่องและมีการกลายพันธุ์ของ mtdna ที่เด่นชัด แม้ว่าจะมีเมาส์รุ่นอื่นๆ ที่มีแนวโน้มในการกลายพันธุ์ของ mtdna ที่เทียบเท่ากัน แต่เมาส์รุ่น mutator ก็เป็นรุ่นเดียวที่แสดงให้เห็นถึงความชราที่เพิ่มขึ้น นอกจากนี้ progeria ไม่ใช่ลักษณะทางคลินิกของผู้ป่วยโรคไมโตคอนเดรีย แม้แต่ในผู้ที่มีประวัติการกลายพันธุ์ของ mtdna ที่รุนแรงที่สุดก็ตาม แต่ภาพทางคลินิกของหนู mtdna mutator นั้นคล้ายคลึงอย่างน่าทึ่งกับโมเดล progeria ของเมาส์อื่นๆ และกลุ่มอาการ progeric ของมนุษย์ที่มีความไม่แน่นอนของจีโนมนิวเคลียร์ โดยมีข้อบกพร่องที่โดดเด่นที่สุดในเซลล์ที่กำลังขยายตัว และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในเซลล์ต้นกำเนิดและเซลล์ต้นกำเนิดที่สำคัญสำหรับการสร้างเนื้อเยื่อใหม่

การศึกษาใหม่แสดงให้เห็นว่า นอกเหนือจากข้อบกพร่องในการบำรุงรักษา mtdna แล้ว หนู mutator ยังมีข้อบกพร่องของ dna นิวเคลียร์ รวมถึงการหยุดการจำลองแบบ การแตกของ dna เพิ่มขึ้น และการกระตุ้นเส้นทางการตอบสนองต่อความเสียหายของ dna ดังนั้นข้อบกพร่องในการบำรุงรักษา dna ของไมโตคอนเดรียหลักจะส่งผลต่อการบำรุงรักษาจีโนมนิวเคลียร์ได้อย่างไร? นิวคลีโอไทด์เป็นส่วนประกอบสำคัญของ dna และระดับนิวคลีโอไทด์ของเซลล์ที่เหมาะสมมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการบำรุงรักษาจีโนม ยิ่งไปกว่านั้น พูลนิวคลีโอไทด์ของไซโตพลาสซึมและไมโตคอนเดรียยังเชื่อมโยงถึงกัน นักวิจัยแสดงให้เห็นว่าในหนู mutator ระดับนิวคลีโอไทด์ของเซลล์ทั้งหมดลดลง ในขณะที่กลุ่มนิวคลีโอไทด์ของไมโตคอนเดรียเพิ่มขึ้น บ่งชี้ว่ามีการใช้นิวคลีโอไทด์ในไมโตคอนเดรียเป็นพิเศษ แท้จริงแล้ว การจำลองแบบของ mtdna จะถูกเร่งอย่างรวดเร็วในเซลล์ของหนู mutator

การศึกษานี้นำเสนอมุมมองใหม่ว่าความผิดปกติของไมโตคอนเดรียอาจส่งผลต่อการแก่ชราได้อย่างไรโดยส่งผลต่อนิวคลีโอไทด์ของเซลล์และส่งผลต่อการบำรุงรักษาจีโนมนิวเคลียร์ และในท้ายที่สุดให้เหตุผลว่าการมีส่วนร่วมของการกลายพันธุ์ของไมโตคอนเดรียต่อการแก่ชรายังคงต้องถูกกำหนดไว้

การศึกษาถูกตีพิมพ์ใน การเผาผลาญตามธรรมชาติ ในเดือนตุลาคม 2562



โพสต์เก่ากว่า โพสต์ใหม่กว่า