นักวิทยาศาสตร์ค้นพบยีนที่รับผิดชอบในการเริ่มนาฬิกาชีวภาพทุกวัน

กระบวนการเกือบทั้งหมดที่เกิดขึ้นในร่างกายมนุษย์อยู่ภายใต้นาฬิกาชีวภาพ รวมถึงการเปลี่ยนแปลงของรอบการนอน-การตื่นด้วย

นักวิทยาศาสตร์จากสถาบัน Salk Institute (สหรัฐอเมริกา) ค้นพบยีนที่ทำหน้าที่ควบคุมนาฬิกาชีวภาพในแต่ละวัน การค้นพบและการถอดรหัสการทำงานของยีนนี้จะช่วยอธิบายกลไกทางพันธุกรรมของโรคนอนไม่หลับการแก่ชรา และโรคเรื้อรัง เช่น มะเร็งและเบาหวาน ซึ่งจะช่วยในการพัฒนายารักษาโรคที่มีประสิทธิภาพชนิดใหม่

Satchidananda Panda หัวหน้าโครงการกล่าวว่า “ร่างกายของเราประกอบด้วยนาฬิกาหลายเรือน เรารู้ดีว่ากลไกใดที่สั่งให้ร่างกายของเราหยุดทำงานในเวลากลางคืน แต่เราไม่รู้ว่ากลไกใดที่ทำให้เราตื่นนอนในตอนเช้า ตอนนี้เราได้ค้นพบสาเหตุแล้ว เราจึงสามารถศึกษาได้ว่านาฬิกาชีวภาพของเราเสื่อมสภาพลงอย่างไรเมื่อเราอายุมากขึ้นและพัฒนาเป็นโรคเรื้อรัง”

ในการศึกษาวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science นักวิทยาศาสตร์ได้อธิบายว่าโปรตีน JARID1a ที่เข้ารหัสโดยยีน KDM5A ทำหน้าที่เป็นสวิตช์เปิด/ปิดจังหวะการทำงานของร่างกายเราอย่างไร

การค้นพบยีนนี้ทำให้กลไกโมเลกุลที่ควบคุมวงจรการนอน-ตื่นในแต่ละวันซึ่งขาดหายไปสมบูรณ์ขึ้น นักวิทยาศาสตร์ทราบว่าบทบาทสำคัญในนาฬิกาชีวภาพนั้นเกิดจากโปรตีน PER (PER) ซึ่งปริมาณโปรตีนในแต่ละเซลล์จะเพิ่มขึ้นและลดลงทุก ๆ 24 ชั่วโมง สาเหตุหลักที่ทำให้ระดับโปรตีน PER เพิ่มขึ้นคือยีน CLOCK และ BMAL1 เมื่อถึงระดับสูงสุดในตอนท้ายวัน โปรตีน PER จะยับยั้งการทำงานของยีน CLOCK และ BMAL1 ทำให้ระดับของโปรตีนเองลดลง

การลดลงของระดับโปรตีน PER ส่งผลให้ความดันโลหิตลดลง อัตราการเต้นของหัวใจลดลง และกระบวนการทางจิตทำงานช้าลง แต่จนถึงขณะนี้ เหตุผลที่แน่ชัดว่าทำไมโปรตีน CLOCK และ BMAL1 จึงเอาชนะการชะลอตัวของร่างกายในตอนกลางคืนทุกเช้ายังคงไม่ชัดเจน

นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่าโปรตีน JARID1a จะทำให้โปรตีน CLOCK และ BMAL1 กลับมาทำงานอีกครั้งทุกเช้า ซึ่งได้รับการยืนยันจากการทดลองที่นักวิจัยใช้หนูดัดแปลงพันธุกรรมที่ไม่มียีนที่เข้ารหัส JARID1a ส่งผลให้ระดับโปรตีน PER ไม่เพิ่มขึ้นถึงระดับเริ่มต้น สัตว์เหล่านี้สูญเสียการติดตามเวลา ไม่รู้ว่าเมื่อใดควรเข้านอนและเมื่อใดควรตื่น จังหวะชีวภาพเริ่มทำงานเมื่อสัตว์ได้รับยาที่เลียนแบบการทำงานของ JARID1a

“ตอนนี้เรารู้แล้วว่าสิ่งใดกระตุ้นจังหวะการทำงานของร่างกาย เราจึงได้มีแนวทางใหม่ในการศึกษาเกี่ยวกับความผิดปกติของจังหวะการทำงานของร่างกาย การพัฒนายาใหม่เพื่อต่อต้านอาการนอนไม่หลับ เบาหวาน และกลุ่มอาการเมตาบอลิก” แพนด้ากล่าวสรุป

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]