นักวิทยาศาสตร์ค้นพบ “ยีนที่ทำให้มีบุตรยาก”

นักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นจากมหาวิทยาลัยคุมาโมโตะและเกียวโตค้นพบยีนที่กระตุ้นกระบวนการลดการแบ่งตัวของเซลล์ เมื่อยีนนี้ถูกทำให้เป็นกลาง สัตว์ฟันแทะไม่ว่าจะเป็นเพศใดก็ไม่สามารถสืบพันธุ์ได้

โครงสร้างเซลล์ส่วนใหญ่ในร่างกายสามารถสืบพันธุ์ได้โดยการแบ่งตัวทางอ้อม ซึ่งเรียกว่ากระบวนการไมโทซิส ซึ่งเป็นวัฏจักรต่อเนื่องที่เกิดขึ้นโดยมีข้อมูลทางพันธุกรรมเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า เซลล์จะแยกตัวออกเป็นสองส่วน และสร้างสำเนาที่เท่าเทียมกัน สำหรับเซลล์สืบพันธุ์ โดยเฉพาะอสุจิและไข่ เซลล์เหล่านี้เกิดขึ้นจากการแบ่งตัวแบบลดจำนวนแบบพิเศษ ซึ่งเรียกว่า ไมโอซิส การแบ่งนี้เกิดขึ้นในต่อมเพศ

จุดเริ่มต้นของการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสนั้นไม่มีอะไรน่าสังเกต เนื่องจากดำเนินไปตามปกติ อย่างไรก็ตาม กระบวนการดังกล่าวจะเปลี่ยนแปลงไปในไม่ช้า โดยสร้างโครงสร้างเอ็มบริโอที่มีลักษณะทางพันธุกรรมแตกต่างกัน 4 โครงสร้าง ซึ่งมีสารพันธุกรรมของเซลล์หลัก 50% กลไกใดที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงนี้ คำถามนี้ทำให้เหล่านักวิทยาศาสตร์สนใจมานาน เนื่องจากมีความเกี่ยวข้องกับปัญหาทางการแพทย์มากมายที่เกี่ยวข้องกับระบบสืบพันธุ์

ในการทดลอง นักวิทยาศาสตร์ใช้การวิเคราะห์มวลสาร ซึ่งทำให้พวกเขาสามารถระบุยีนเฉพาะชนิดหนึ่ง คือ ไมโอซิน ซึ่งทำหน้าที่เหมือนสวิตช์ ไมโอซินมีความสามารถพิเศษในการ "เปิดสวิตช์" เฉพาะในช่วงเวลาหนึ่งเท่านั้น ซึ่งก็คือทันทีก่อนที่กระบวนการไมโอซิสจะเริ่มขึ้นในต่อมเพศ จากการทดลอง นักวิทยาศาสตร์สามารถค้นพบว่าหลังจาก "ปิดสวิตช์" ไมโอซินแล้ว สัตว์เหล่านี้ก็จะเป็นหมัน

การศึกษาต่อมาเกี่ยวกับต่อมเพศของสัตว์ฟันแทะทั้งตัวผู้และตัวเมียแสดงให้เห็นว่ายีนดังกล่าวมีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับการกระตุ้นการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส หน้าที่ของยีนดังกล่าวเปรียบเสมือน "สวิตช์โยก" เนื่องจากยีนดังกล่าวจะกระตุ้นยีนจำนวนมากที่ก่อให้เกิดเซลล์สืบพันธุ์ในเวลาเดียวกัน

นักวิจัยแนะนำว่าผลการทดลองนี้มีความสำคัญมากสำหรับความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ด้านการสืบพันธุ์ต่อไป

“เราประหลาดใจมากเมื่อค้นพบยีนจำนวนมากที่มีทิศทางการทำงานที่ไม่ทราบแน่ชัด ยีนเหล่านี้อยู่ในระยะพักตัว แต่มีความสำคัญมากต่อกระบวนการสืบพันธุ์” ดร. อิชิงุโระ ผู้เขียนร่วมของบทความวิจัยซึ่งเป็นตัวแทนของสถาบันโมเลกุลเอ็มบริโอโลยีและพันธุศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยคุมาโมโตะ กล่าว “เราได้แต่หวังว่าการกำหนดคุณสมบัติของยีนดังกล่าวจะช่วยให้เราเข้าใจกลไกต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการสร้างเอ็มบริโอ และหากเราสามารถควบคุมการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสได้ นั่นจะถือเป็นความสำเร็จครั้งใหญ่สำหรับทั้งวิทยาศาสตร์การสืบพันธุ์และการเกษตร รวมถึงการสืบพันธุ์ของสัตว์ใกล้สูญพันธุ์”

รายละเอียดของการศึกษามีการอธิบายไว้ในวารสารวิทยาศาสตร์Developmental Cell