นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบกระบวนการซ่อมแซมทางพันธุกรรมใหม่ที่ช่วยให้จุลินทรีย์ทะเลทรายที่แข็งแรงตายและฟื้นคืนชีพซ้ำแล้วซ้ำอีก
การค้นพบรายละเอียดในวารสารฉบับวันที่ 28 กันยายนธรรมชาติอาจนำไปสู่รูปแบบใหม่ของยาฟื้นฟูและอาจอนุญาตให้นักวิทยาศาสตร์ได้หนึ่งวันนำเซลล์ที่ตายแล้วในร่างกายของเราเองกลับสู่ชีวิต-
Deinococcus radioduransเป็นสิ่งที่เรียกว่าที่มีขนาดใหญ่มากแบคทีเรียที่สามารถอยู่รอดได้จากอุบาทว์ที่เข้มข้นของความร้อนและรังสี UV ที่ทำให้จีโนมของมันกลายเป็นชิ้นส่วนดีเอ็นเอหลายร้อยชิ้น หากไม่มีจีโนมจุลินทรีย์จะตายอย่างมีประสิทธิภาพเพราะไม่สามารถสังเคราะห์โปรตีนที่จำเป็นต่อชีวิตได้
แม้ว่าในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมงdeinococcusสามารถประกอบใหม่ได้จีโนมและกลับมามีชีวิตอีกครั้ง
"นี่เป็นกรณีแรกที่ฉันคิดว่าเป็นเซลล์ที่มีชีวิตที่เสียชีวิตทางคลินิก - DNA ถูกสับเป็นชิ้นเล็ก ๆ น้อย ๆ และไม่มีการเผาผลาญ - เมื่อผุพังและยังตราบใดที่มันสามารถสร้างมันขึ้นมาใหม่ได้จีโนมมันสร้างชีวิตของตัวเองขึ้นมาใหม่ "สมาชิกทีมการศึกษา Miroslav Radman จากมหาวิทยาลัยปารีสในฝรั่งเศสกล่าว
จุลินทรีย์สามารถแสดงความสำเร็จที่น่าทึ่งได้เพราะเช่นเดียวกับแบคทีเรียอื่น ๆ มันมีอย่างน้อยสองครั้งบางครั้งก็มีสำเนาจีโนมและเนื่องจากรังสีทำลาย DNA แบบสุ่ม ดังนั้นแม้ว่าสำเนาจีโนมทั้งสองจะได้รับความเสียหายพวกเขาอาจไม่ได้รับความเสียหายในจุดเดียวกัน ด้วยเครื่องมือที่เหมาะสมจุลินทรีย์สามารถรวมกันว่าลำดับดั้งเดิมคืออะไร
กลับมามีชีวิตอีกครั้ง
นี่คือวิธีการทำงาน: เมื่อมันเริ่มต้นdeinococcus'จีโนมแตกออกเป็นชิ้นส่วนดีเอ็นเอสองเส้นจำนวนมาก โปรตีนเคี้ยวไปที่ปลายชิ้นส่วนสร้าง DNA ที่ยื่นออกมาเดี่ยว "หาง" หางเรียกว่า "sticky-ends" เพราะพวกเขาสามารถรวมกันได้ ในการทำงานจุดสิ้นสุดของ Sticky ต้องมีลำดับดีเอ็นเอฟรี
DNA ประกอบด้วยสี่ฐานหรือ "ตัวอักษร" ที่รวมกันในวิธีที่เฉพาะเจาะจง: คู่เสมอกับ T และ G กับ C ดังนั้นหากลำดับของหางหนึ่งคือ ATG มันสามารถจับคู่กับหางอื่นที่มีลำดับคือ TAC ปลายเหนียวสองข้อฟรีจะพอดีกับบล็อกเลโก้ของเล่น
sticky-ends อนุญาตให้ชิ้นส่วนดีเอ็นเอแบบต่อเนื่องเข้าด้วยกันเพื่อสร้างชิ้นส่วนกลางเส้นตรงแบบเส้นตรง จากนั้นโปรตีนจะจัดเรียงชิ้นส่วนสองเส้นเป็นประเภทของโครโมโซมแบบวงกลมซึ่งเป็นลักษณะของแบคทีเรีย
“ เมื่อจีโนมถูกสร้างขึ้นใหม่เซลล์สามารถสังเคราะห์ [อีกครั้ง] โปรตีนทั้งหมดไขมันและเยื่อหุ้มเซลล์และเซลล์ฟื้นคืนชีพ” Radman กล่าว
การใช้งานของมนุษย์ที่มีศักยภาพ
แม้ว่ากลไกพื้นฐานเบื้องหลังdeinococcus'ความแข็งแกร่งเป็นที่เข้าใจกันความลึกลับมากมายยังคงอยู่ สำหรับหนึ่งจำเป็นต้องใช้โปรตีนสำหรับการซ่อมแซมและสังเคราะห์ DNA แต่โปรตีนอาจได้รับความเสียหายจากการแผ่รังสีเช่นกัน มันเป็นเรื่องหนึ่งที่จะรวมจีโนมที่แตกหักมาด้วยกัน แต่เป็นอย่างไรdeinococcusทำด้วยเครื่องมือที่เสียหรือไม่?
“ นั่นยังคงเป็นปริศนา” Radman บอกLiveScience- "หลังจากหลายเดือนของการผึ่งให้แห้งและการเผาไหม้จากแสงแดด UV ในทะเลทรายยังมีกิจกรรมโปรตีนเพียงพอที่จะเริ่มสร้าง DNA ขึ้นมาใหม่หรือไม่เราไม่รู้"
ความเป็นไปได้อย่างหนึ่งคือโปรตีน Deinococcus นั้นทนต่อการคายน้ำได้เหมือนโปรตีนในแบคทีเรียอุณหภูมิทนต่ออุณหภูมิ
Radman เชื่อว่าการค้นพบของทีมของเขาเปิดความเป็นไปได้ที่จะฟื้นคืนชีพเซลล์ที่ตายแล้วในร่างกายของเราเองโดยเฉพาะในสมองของเรา
"ตอนนี้เราช่วยให้เราฝันที่จะนำกลับมามีชีวิตตายหรือใกล้ตายเซลล์ประสาท"เขาพูด
กลยุทธ์ที่ไม่เหมือนใคร
แตกต่างจากแบคทีเรียส่วนใหญ่ที่ศึกษาในชีววิทยาเช่นอีโคไลและซัลโมเนลล่า-deinococcusเป็นผู้ปลูกที่ช้า มันไม่ได้มีวิวัฒนาการที่จะแบ่งแยกอย่างรวดเร็ว แต่จะแข็งแกร่ง
“ มันเป็นวิธีอื่น ๆ ของระบบทุนนิยม - มันไม่สนใจเกี่ยวกับการเติบโตและการแบ่งที่รวดเร็วเพราะไม่จำเป็นต้องแข่งขันในทะเลทรายกับใคร” Radman กล่าว "ดังนั้นในแง่นั้นdeinococcusเป็นกระบวนทัศน์ของแบคทีเรียของเซลล์ประสาทซึ่งโดยปกติแล้วจะไม่แบ่งแยกในช่วงชีวิตของเรา "
ชอบdeinococcus-เซลล์ประสาทพกสอง - แม้ว่าจะแตกต่างกันเล็กน้อย - ภาพของจีโนมของพวกเขา: หนึ่งจากแม่และอื่น ๆ จากพ่อ ในความเป็นจริงเซลล์ทั้งหมดในร่างกายของเรายกเว้นสเปิร์มและไข่มีสำเนาจีโนมสองชุด ดังนั้นจึงเป็นไปได้ว่าวันหนึ่งนักวิทยาศาสตร์สามารถฟื้นคืนชีพของเซลล์ประสาทที่ตายแล้วโดยใช้กลไกการซ่อมแซมคล้ายกับที่ใช้โดยdeinococcusRadman กล่าว
“ Deinococcus ได้พบวิธีที่จะนำจีโนมของมันกลับมารวมกันและในแง่นั้นสามารถส่งเสียงระฆังสำหรับยาฟื้นฟูในอนาคต” เขากล่าว
