‎โปรตีนลึกลับทําให้ดีเอ็นเอของมนุษย์เปลี่ยนเป็นรูปร่างที่แตกต่างกัน‎

‎ โดย ‎‎ ‎‎ ‎‎คาเมรอน ดุ๊ก‎‎ ‎‎ ‎‎ เผยแพร่เมื่อ ‎‎03 มิถุนายน 2021‎ ‎นิวเคลียสเซลล์มนุษย์และยุงมีรูปร่างของตัวเองและนักวิจัยสามารถปั้นหนึ่งให้มีลักษณะเหมือนอีกคนหนึ่ง ‎DNA ‎ภาพประกอบของดีเอ็นเอ ‎‎ ‎‎(เครดิตภาพ: ห้องสมุดภาพ KTSDESIGN/วิทยาศาสตร์ผ่าน Getty Images)‎‎ความแตกต่างระหว่าง‎‎ดีเอ็นเอ‎‎ของมนุษย์และดีเอ็นเอยุงไม่ได้ จํากัด อยู่ที่การจัดเรียงตัวอักษรในรหัสพันธุกรรม ถ้าคุณจะหั่นเซลล์มนุษย์เปิดและเซลล์ยุงและเพื่อนเข้าไปในนิวเคลียสของแต่ละคนคุณจะเห็นว่าโครโมโซมของพวกเขาถูกพับด้วยโอริกามิทางพันธุกรรมที่แตกต่างกันอย่างมาก ตอนนี้

นักวิจัยได้คิดหาวิธีพับดีเอ็นเอประเภทหนึ่งเพื่อใช้รูปร่างของอีกชนิดหนึ่ง – โดยพื้นฐานแล้วทําให้ขดลวด

ดีเอ็นเอของมนุษย์เหมือนยุง‎‎”ในนิวเคลียสของมนุษย์โครโมโซมจะถูกรวมเป็นแพคเกจที่เป็นระเบียบเรียบร้อย” Claire Hoencamp ผู้สมัครระดับปริญญาเอกด้านชีววิทยามะเร็งที่มหาวิทยาลัยอัมสเตอร์ดัมบอกกับ Live Science ในวิดีโอคอลขณะที่เธอขยําแผ่นกระดาษ “แต่ในนิวเคลียสยุงโครโมโซมจะถูกพับตรงกลาง” ขณะที่เธอพูดเธอพับกระดาษหลายแผ่นครึ่งและจัดเรียงเหมือนหนังสือบนชั้นวางโดยหันหน้าออกด้านนอก‎‎ที่เกี่ยวข้อง: ‎‎รหัสของชีวิต: ภาพถ่ายของโครงสร้างดีเอ็นเอ‎‎Hoencamp กําลังศึกษาคอนเดนซิน II ซึ่งเป็นโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการแบ่งเซลล์ ในการทดลองหนึ่งเธอทําลายโปรตีนนี้ในเซลล์มนุษย์เพื่อสังเกตผลกระทบต่อวงจรเซลล์ ราวกับว่าด้วยการออกแบบท่าเต้นที่ซับซ้อนโครโมโซมของเซลล์ที่เกิดขึ้นจะแผ่ออกมา แต่มันไม่ได้ไหลออกมาเหมือนดีเอ็นเอ ในนิวเคลียสของมนุษย์ แต่กลับเปลี่ยนเป็นความประทับใจที่ดีที่สุดของเครื่องในของนิวเคลียส‎‎ยุง‎‎ ‎‎ในขณะเดียวกัน Olga Dudchenko นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ศูนย์สถาปัตยกรรมจีโนมที่วิทยาลัยการแพทย์เบย์เลอร์ในเท็กซัสกําลังจําแนกจีโนมตามโครงสร้าง 3 มิติรูปแบบโครโมโซมของพวกเขา ในฐานะผู้อํานวยการร่วมของโครงการหลายสถาบันที่เรียกว่าสวนสัตว์ดีเอ็นเอเธอได้เห็นรูปแบบที่แตกต่างกันบางอย่าง‎

‎”โดยพื้นฐานแล้วเราสามารถจําแนกสิ่งต่าง ๆ ออกเป็นสองสถาปัตยกรรมพื้นฐาน” เธอกล่าวโดยอ้างถึงลักษณะขดลวดและการแบ่งแยกของจีโนมของมนุษย์อย่างแน่นหนาเมื่อเทียบกับการจัดเรียงที่หลวมของจีโนมยุง ไม่ว่าเธอจะตรวจสอบกี่สายพันธุ์‎‎โครโมโซม‎‎ก็ใช้รูปร่างพื้นฐานสองแบบ ‎

‎ทําให้งวยการวิจัยของเธอชี้ให้เห็นว่าเชื้อสายบางกลุ่มจะใช้รูปร่างเดียวและวิวัฒนาการเป็นรูปที่สองและในหลาย ๆ กรณีวิวัฒนาการกลับ อย่างไรก็ตามเธอไม่ทราบว่าแรงอะไรถ้ามีกําลังผลักดันการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ ‎

‎เมื่อนําเสนองานวิจัยของพวกเขาในการประชุมที่ออสเตรียทั้งสองทีมตระหนักว่าพวกเขากําลังเข้าใกล้

ปัญหาเดียวกันจากมุมที่แตกต่างกัน โดยพื้นฐานแล้ว Hoencamp ได้พบโปรตีนที่พับโครโมโซมและ Dudchenko ได้พบการทดลองของ Hoencamp ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในช่วงเวลาวิวัฒนาการ‎

‎หลังจากที่พวกเขาตัดสินใจที่จะร่วมมือกัน COVID-19 ก็เกิดขึ้น เมื่อการเข้าถึงห้องปฏิบัติการถูกตัดขาดผู้ทํางานร่วมกันจึงหันไปใช้การจําลองคอมพิวเตอร์เพื่อทําความเข้าใจบทบาทของ condensin II ในองค์กรนิวเคลียร์ได้ดียิ่งขึ้น ด้วยความช่วยเหลือจากห้องปฏิบัติการที่มหาวิทยาลัยไรซ์ในฮูสตันพวกเขาจําลองผลกระทบของคอนเดนซิน II ต่อตัวอักษรหลายล้านถึงพันล้านตัวในจีโนมยืนยันสิ่งที่ Hoencamp พบในการทดลองก่อนหน้านี้‎

‎ในการวิเคราะห์ทางพันธุกรรมที่อธิบายเมื่อวันที่ 28 พฤษภาคมในวารสาร‎‎วิทยาศาสตร์‎‎นักวิจัยมองไปที่ 24 ชนิดและพบว่าสายพันธุ์ที่มีการจัดเรียงโครโมโซมที่หลวมมีสิ่งหนึ่งที่เหมือนกัน: ยีนคอนเดนซินที่ 2 ที่แตกหัก ‎‎การวิจัยในอนาคตจะมุ่งเป้าไปที่การพิจารณาว่าความได้เปรียบทางวิวัฒนาการใดถ้ามีโครงสร้างนิวเคลียสหนึ่งอาจมีมากกว่าโครงสร้างอื่น ๆ เมื่อนักวิจัยตรวจสอบการแสดงออกของยีนพวกเขาพบโครงสร้างการพับของโครโมโซมเพียงการแสดงออกของยีนที่ได้รับผลกระทบเล็กน้อยหรือปริมาณโปรตีนแต่ละชนิดที่ทําโดยยีนที่แตกต่างกัน การค้นพบนั้นทําให้ฮอนแคมป์ประหลาดใจ ‎

‎เมื่อพิจารณาถึงการพับเพียงเล็กน้อยที่มีผลต่อการแสดงออกของยีนจึงไม่ชัดเจนว่าทําไมสายพันธุ์ถึงพับดีเอ็นเอได้ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง ‎‎อย่างไรก็ตามเนื่องจากวิธีการพับทั้งสองวิธีพบได้ทั่วต้นไม้วิวัฒนาการผลกระทบที่ละเอียดอ่อนของแต่ละคนอาจมีผลกระทบอย่างมาก “การเปลี่ยนแปลงของโครงสร้าง 3 มิติดูเหมือนจะเป็นเรื่องเกี่ยวกับการปรับแต่ง” หน้าที่บางอย่างภายในสิ่งมีชีวิต Dudchenko กล่าว อย่างไรก็ตามสิ่งที่กําลังปรับแต่งยังคงเป็นปริศนา‎

‎หมายเหตุจากบรรณาธิการ:‎‎ อัปเดตเมื่อวันที่ 10 มิถุนายน 2021 เวลา 15:20 น.m ET เพื่อทราบว่าศูนย์สถาปัตยกรรมจีโนมอยู่ที่วิทยาลัยการแพทย์เบย์เลอร์ไม่ใช่มหาวิทยาลัยเบย์เลอร์ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้‎ 

‎ตีพิมพ์ครั้งแรกในวิทยาศาสตร์สด‎

credit : commercialestimators.com, congresoperfilacion.com, cruisersmotorcycles.com, cubmasterchris.com, ediscoveryreporters.com, emergencyflashlightnow.com,expatdailynewssouthamerica.com, experienceporto.com, faithresourcecenter.com, familyatyourfingertips.com