เซลล์ทุกเซลล์ในร่างกายของคุณมีนาฬิกาวันโลกาวินาศของตัวเองทำให้จำนวนครั้งที่สามารถแบ่งได้อย่างปลอดภัย นาฬิกานี้ใช้รูปแบบของหมวกที่ปลายของโครโมโซมแต่ละตัวเรียกว่า telomere เช่นเดียวกับถุงมือพลาสติกบนปลายเชือกผูกรองเท้า Telomeres ป้องกันไม่ให้โครโมโซมหลุดพ้น อย่างไรก็ตามพวกเขาจะสั้นลงทุกครั้งที่เซลล์แยก
เมื่อ telomeres หดตัวไปยังจุดหนึ่งเซลล์สามารถไปหนึ่งในสองวิธี มันควรจะตาย แต่ในกรณีของโรคมะเร็งเซลล์ยังคงมีชีวิตอยู่ หากนักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างยาเสพติดเพื่อควบคุม telomeres พวกเขาอาจรักษาโรคที่มีอายุมากขึ้นและมะเร็ง
Telomeres มากมาย
นักวิจัยได้รู้จักกันมาตั้งแต่ทศวรรษที่ 1930 ว่า telomeres cap chromosomes แต่มันไม่ได้จนถึงปี 1970 ที่พวกเขาคิดออกว่าแคปเหล่านั้นทำมาจากอะไร นักวิทยาศาสตร์ที่อธิบายองค์ประกอบของ Telomere เป็นครั้งแรกนำโดย Elizabeth Blackburn ที่ University of California, San Francisco ต้องการแหล่งที่มาของ telomeres เพื่อศึกษา พวกเขาพบมันในสิ่งมีชีวิตที่อยู่อาศัยในบ่อที่เรียกว่าเทตราเมนา- critter นี้ทำจากเซลล์เดียวและมันถูกปกคลุมการคาดการณ์เล็กน้อยที่เรียกว่า Ciliaนั่นทำให้มันมีลักษณะที่คลุมเครือภายใต้กล้องจุลทรรศน์ แต่สำหรับนักวิจัย Telomere มันเป็นสิ่งที่อยู่ภายในเซลล์ที่มีค่า: ประมาณ 20,000 โครโมโซมแต่ละตัวมี telomeres ที่ปลายของพวกเขา ในทางตรงกันข้ามเซลล์ของมนุษย์มีเพียง 46 โครโมโซม
แบล็กเบิร์นแครอลเกรเดอร์จากมหาวิทยาลัยจอห์นฮอปกินส์ในบัลติมอร์และแจ็คโซสทักโรงเรียนแพทย์ฮาร์วาร์ดในบอสตันแบ่งปันรางวัลโนเบลในด้านสรีรวิทยาหรือการแพทย์ในปี 2009 สำหรับสถาบันการวิจัยด้านสุขภาพที่ได้รับการสนับสนุนด้านสุขภาพเกี่ยวกับ Telomeres
ก่อนอื่นพวกเขาค้นพบว่า telomeres เป็นซ้ำของลำดับการสร้าง DNA แบบเดียวกันซ้ำแล้วซ้ำอีกบนเคล็ดลับโครโมโซม ในคน telomeres ประกอบด้วยลำดับย่อเมื่อ TTAGGG ซ้ำประมาณ 2,000 ครั้ง
นักวิจัยยังค้นพบว่าเซลล์สร้าง telomeres มากขึ้นได้อย่างไร สิ่งนี้มีความสำคัญในทารกในครรภ์ที่กำลังเติบโตเช่นที่เซลล์แบ่งออกอย่างรวดเร็ว เอนไซม์ที่เรียกว่า telomerase เพิ่มลำดับ TTAGGG มากขึ้นไปยังปลายโครโมโซมช่วยให้ telomeres รักษาความยาวของพวกเขา ในทางตรงกันข้ามเซลล์ร่างกายที่เป็นผู้ใหญ่ส่วนใหญ่ให้ telomerase ควบคุมอย่างแน่นหนาและไม่ทำงานมากนัก
ปัญหา Telomerase
เมื่อเซลล์แบ่งออกเป็นเซลล์ลูกสาวสองเซลล์มันจะต้องคัดลอก DNA ของมัน แต่เครื่องจักรการจำลองแบบ DNA ไม่สามารถไปถึงปลายโครโมโซมได้ดังนั้นตัวอักษร 25 ถึง 200 ตัวที่เคล็ดลับจะหายไปในแต่ละครั้ง การมี telomeres ที่ปลายโครโมโซมหมายความว่าไม่มียีนที่สำคัญถูกตัดออก Telomeres ยังป้องกันไม่ให้โครโมโซมติดกัน
หาก telomeres และ telomerase ไม่ทำงานอย่างถูกต้องโรคสามารถพัฒนาได้ ตัวอย่างเช่นใน Werner Syndrome ผู้คนเริ่มอายุมากขึ้นในช่วงอายุ 20 ปี Jan Karlseder จากสถาบัน Salk ใน La Jolla, California, นักวิทยาศาสตร์ที่ได้รับการสนับสนุนจาก NIH อีกคนพบว่าคนที่มีอาการของ Werner บางครั้งก็หายไปจาก telomeres หรือบางส่วนของโครโมโซมหนึ่งที่ติดอยู่กับที่อื่น เมื่อ Karlseder ให้ telomerase พิเศษแก่เซลล์จากบุคคลที่มีอาการของ Werner พวกเขาได้รับความเสียหายจาก DNA น้อยกว่าเซลล์โดยไม่ต้องมี telomerase เพิ่มเติม
โรคของมนุษย์อีกชนิดหนึ่งคือ dyskeratosis congenita เกิดขึ้นเมื่อผู้คนไม่สามารถรักษา telomeres ในไขกระดูกของพวกเขาและตายจากความล้มเหลวของไขกระดูก Greider ยังคงทำงานที่ได้รับรางวัลโนเบลของเธอโดยศึกษาหนูด้วย telomerase ที่หักซึ่งเลียนแบบโรค
telomerase มากเกินไปก็เป็นสิ่งที่ไม่ดีเช่นกัน มะเร็งส่วนใหญ่ทำ telomerase จำนวนมาก - มากถึง 10 ถึง 20 เท่าของจำนวนปกติ เซลล์ไม่หยุดหารดังนั้นจึงเป็นเนื้องอก
นักวิทยาศาสตร์ต้องการปิด telomerase ในเนื้องอก แต่ก่อนอื่นพวกเขาต้องหาว่า telomerase ทำงานอย่างไร นักวิจัยคนหนึ่งในการแสวงหาคำตอบ Juli Feigon แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียลอสแองเจลิสกำลังทำงานเพื่ออธิบายโครงสร้างสามมิติของ telomerase เพื่อช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจการทำงานของมัน เมื่อ Feigon หมุดรูปร่างนักวิทยาศาสตร์อาจสามารถพัฒนายาที่จะทำให้ทำงานและป้องกันไม่ให้เซลล์กลายเป็นมะเร็ง
เรียนรู้เพิ่มเติม:
- นักวิจัย Telomerase ได้รับรางวัลโนเบลปี 2009 สาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์https://www.nigms.nih.gov/news/results/nobel20091005.htm
- ข่าวประชาสัมพันธ์เกี่ยวกับการวิจัยของ Jan Karlsederhttps://salk.edu/news/pressrelease_details.php?press_id=482
- ข่าวประชาสัมพันธ์เกี่ยวกับการวิจัยของ Juli Feigonhttps://newsroom.ucla.edu/portal/ucla/new-3-d-structural-model-of-telomerase-177826.aspx
- บทสุดท้าย: อายุของเซลล์และความตายจากภายในเซลล์https://publications.nigms.nih.gov/insidethecell/chapter5.html
