รางวัลโนเบล วิทยาศาสตร์ 2009 (ต่อ)

21 Jan

โนเบลสาขาสรีรศาสตร์หรือการแพทย์กับความลับเทโลเมียร์

          รางวัลโนเบลสาขาสรีรศาสตร์หรือการแพทย์ประจำปีนี้มอบให้กับการเผยความลับทางชีววิทยาที่ว่า โครโมโซมทำสำเนาตัวเองให้สมบูรณ์ได้อย่างไรในขั้นตอนการแบ่งเซลล์ รวมทั้ง มันป้องกันการเสื่อมสลายตัวเองได้อย่างไร คำตอบอยู่ที่ส่วนปลายสุดของโครโมโซมที่เรียกว่า เทโลเมียร์กับเอนไซม์เทโลเมอเรสที่สร้างเทโลเมียร์ขึ้นมา

          โมเลกุลอีเอ็นเอนั้นขดตัวแน่นเป็นแท่งโครโมโซม เทโลเมียร์นั้นเปรียบเสมือนปลอกพลาสติกปลายเชือกผูกรองเท้าที่กันไม่ให้เชือกหลุดลุ่ย เอลิซาเบท แบล็กเบิร์น (นักวิทยาศาสตร์สัญชาติอเมริกันและออสเตรเลีย จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียร์ในซานฟรานซิสโก) และ แจ็ก โซสแตก (นักวิทยาศาสตร์อเมริกัน จากโรงพยาบาลเจเนอรัล แมสซซูเซ็ตส์ ในบอสตัน) พบว่าลำดับดีเอ็นเอที่มีความจำเพาะในเทโลเมียร์เป็นตัวป้องกันไม่ให้โครโมโซมเสื่อมสลาย แบล็กเบิร์นยังร่วมกับ แครอล ไกรเดอร์(นักวิทยาศาสตร์สัญชาติอเมริกัน จากคณะแพทย์ศาสตร์ มหาวิทยาลัยจอนส์ฮอบกินส์ วิทยาเขตบัลติมอร์) แยกเอนไซม์เทโลเมอเรสซึ่งเป็นเอนไซม์ที่สังเคราะห์เทโลเมียร์ดีเอ็นเอด้วย

          จากการศึกษาโครโมโซมในอดีตเคยมีการตั้งข้อสังเกตไว้ก่อนแล้วว่าเทโลเมียร์น่าจะมีบทบาทสำคัญบางอย่างในการป้องกันการเชื่อมติดกันของโครโมโซม และการศึกษาการแบ่งตัวของเซลล์ก็มีข้อสงสัยว่า การทำสำเนาดีเอ็นเอที่ตอนปลายสายไม่น่าจะทำได้เพราะมีความยาวไม่พอ ทำให้โครโมโซมน่าจะมีขนาดสั้นลงทุกๆ ครั้งที่เซลล์แบ่งตัว แต่ในความเป็นจริงกลับไม่เป็นเช่นนั้น

          งานช่วงแรกของแบล็กเบิร์นเป็นการทำแผนที่ลำดับดีเอ็นเอของเตตระไฮมีนาซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว ทำให้เธอพบลำดับดีเอ็นเอซ้ำๆ ที่ปลายโครโมโซมหลายครั้ง (ลำดับดีเอ็นเอที่ซ้ำๆ กันนี้คือเทโลเมียร์นั่นเอง) ในขณะเดียวกันนั้นเองโซสแตกพบว่าโมเลกุลดีเอ็นเอสายตรง (เป็นแบบหนึ่งของมินิโครโมโซม) สลายตัวอย่างรวดเร็วเมื่อใส่เข้าไปในเซลล์ของยีสต์ หลังจากที่โซสแตกได้เห็นงานของแบล็กเบิร์น เขาทั้งสองก็ร่วมกันทดลองโดยแบล็กเบิร์นแยกลำดับดีเอ็นเอที่ซ้ำๆ กันนั้นออก แล้วโซสแตกก็จัดการต่อมันเข้าไปในมินิโครโมโซม แล้วใส่มันกลับเข้าไปในเซลล์ของยีสต์ ผลปรากฏว่ามินิโครโมโซมนี้ไม่สลายตัว ซึ่งกลายเป็นข้อพิสูจน์ว่าเทโลเมียร์ทำหน้าที่ป้องกันการสลายตัวของโครโมโซม

          ระหว่างนั้นเอง แบล็กเบิร์นกับไกรเดอร์ ร่วมกันหาคำตอบว่ามีเอนไซม์บ่างอย่างสังเคราะห์เทโลเมียร์ดีเอ็นเอขึ้นมาใช่หรือไม่ จนถึงวันคริสต์มาส พ.ศ. 2527 ไกรเดอร์ก็พบปฏิกิริยาของเอนไซม์ ทั้งคู่ตั้งชื่อเอนไซม์ตัวนี้ว่า เทโลเมอเรส พวกเขาพบว่าเอนไซม์นี้ประกบอด้วยอาร์เอ็นเอและโปรตีน ส่วนของอาร์เอ็นเอนั้นมีลำดับเบสเช่นเดียวกับเทโลเมียร์ มันจึงทำหน้าที่เป็นแม่แบบในการสร้างเทโลเมียร์นั่นเอง เทโลเมอเรสนี้ทำหน้าที่ขยายเทโลเมียร์ดีเอ็นเอออกไป ทำให้สายโครโมโซมมีพื้นที่ยาวมากพอที่จะจำลองตัวเองได้อย่างสมบูรณ์ครบทั้งเส้นไม่ขาดหายไป ซึ่งตอบคำถามคาใจในเรื่องการแบ่งเซลล์ในที่สุด

          นอกจากจะไขปริศนาสำคัญทางชีววิทยาแล้ว การค้นพบนี้ยังมีอิทธิพลกับวงการวิทยาศาสตร์ต่อไปอีก นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากเห็นว่าการที่เทโลเมียร์สั้นลงเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการชราภาพทั้งระดับเซลล์ และระดับร่างกาย และดับเซลล์ปกติดจะมีปฏิกิริยาของเทโลเมอเรสไม่มากนัก (เนื่องจากเซลล์แบ่งตัวไม่มากครั้งนัก) แต่ในเซลล์มะเร็งที่มีการแบ่งตัวบ่อยมากจะมีปฏิกิริยานี้สูง ซึ่งเราอาจจัดการกับมะเร็งได้โดยการควบคุมปฏิกิริยานี้ นอกจากนี้ยังมีโรคที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมอื่นๆ ที่เกิดจากความบกพร่องของเทโลเมอเรสด้วย

          โดยสรุปแล้ว การค้นพบเรื่องราวของเทโลเมียร์และเทโลเมอเรสนี้เป็นการเติมเต็มความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับเซลล์ และกลไกการเกิดโรค อันก่อให้เกิดแนวทางรักษาโรคเหล่านั้น ส่งผลให้แบล็กเบิร์น, โซสแตก และไกรเดอร์คว้ารางวัลโนเบลสาขาสรีรศาสตร์หรือการแพทย์ประจำปีนี้ไปครอง

ขอขอบคุณ

บทความพิเศษ หน้า 40-42 : โดย กองบรรณาธิการ : นิตยสาร Update สาระทันยุคเพื่อคนทันสมัย ปีที่ 24 ฉบับที่ 267 ธันวาคม 2552

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: