เกิดอะไรขึ้นกับยีนหลังความตาย

2024 ผู้เขียน: Malcolm Clapton | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 04:12

เซลล์บางเซลล์ยังคงทำงานเป็นเวลาหลายวันหรือหลายสัปดาห์หลังจากที่ร่างกายเสียชีวิต

คำถามนี้มีการศึกษาอย่างไร

ก่อนที่เราจะเป็นตัวของตัวเอง ก่อนที่เราจะมีสมอง เซลล์ของเรากำลังทำงานอย่างแข็งขัน: พวกมันแบ่งแยก สร้างความแตกต่าง สร้าง "ก้อนอิฐ" ซึ่งจะถูกพับเป็นสิ่งมีชีวิตทั้งหมด แต่กลับกลายเป็นว่าพวกเขาไม่เพียงแต่คาดเดาตัวเองเท่านั้น แต่ยังมีชีวิตยืนยาวกว่าเราอีกด้วย

ทุกอย่างเริ่มต้นด้วยการศึกษา Thanatotranscriptome: ยีนแสดงออกอย่างแข็งขันหลังจากการตายของสิ่งมีชีวิตโดยพันธุศาสตร์ Alexander Pozhitkov ในปี 2552 เขาได้ทำการศึกษา RNA ของปลาม้าลายหลังจากการตายของพวกมัน เอ็มบริโอของปลาเขตร้อนเหล่านี้มีความโปร่งใสและเหมาะสำหรับการสังเกต ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้พวกมันถูกเก็บไว้ในห้องปฏิบัติการหลายแห่ง Pozhitkov นำปลาไปแช่ในน้ำแข็งซึ่งทำให้พวกมันตายแล้วส่งพวกมันกลับไปที่ตู้ปลาด้วยอุณหภูมิน้ำปกติ - 27, 7 ℃

ตลอดสี่วันข้างหน้า เขาเอาปลาหลายตัวออกจากตู้ปลา แช่แข็งพวกมันในไนโตรเจนเหลว และศึกษา RNA ของผู้ส่งสาร (mRNA) ของพวกมัน โมเลกุลเส้นใยเหล่านี้มีส่วนร่วมในการสังเคราะห์โปรตีน mRNA แต่ละเส้นเป็นสำเนาของ DNA จากนั้น Pozhitkov ก็ตรวจสอบ mRNA ของหนูด้วย

ร่วมกับนักชีวเคมี Peter Noble เขาวิเคราะห์กิจกรรมของ mRNA หลังความตายและค้นพบข้อเท็จจริงที่น่าประหลาดใจ ทั้งปลาและหนู การสังเคราะห์โปรตีนลดลงตามที่คาดไว้ อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาจากปริมาณของ mRNA กระบวนการถอดรหัส (การถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมจาก DNA ไปยัง RNA) จะถูกขยายออกไปในประมาณหนึ่งเปอร์เซ็นต์ของยีน

ยีนบางตัวยังคงทำงานต่อไปแม้กระทั่งสี่วันหลังจากการตายของสิ่งมีชีวิต

นักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ได้ตรวจสอบตัวอย่างเนื้อเยื่อของมนุษย์และค้นพบยีนหลายร้อยยีนที่ยังคงทำงานอยู่หลังความตาย ตัวอย่างเช่น หลังจากสี่ชั่วโมง การแสดงออก (ซึ่งก็คือการแปลงข้อมูลทางพันธุกรรมเป็น RNA หรือโปรตีน) ของยีน EGR3 ซึ่งกระตุ้นการเติบโตก็เพิ่มขึ้น กิจกรรมของยีนอื่นผันผวน ซึ่งรวมถึง CXCL2 มันเข้ารหัสโปรตีนที่ส่งสัญญาณให้เซลล์เม็ดเลือดขาวเดินทางไปยังบริเวณที่เกิดการอักเสบระหว่างการติดเชื้อ

นี่ไม่ใช่แค่ผลลัพธ์ของการถอดรหัสยีนที่แตกต่างกันในอัตราที่ต่างกันเท่านั้น ผู้อำนวยการศึกษากล่าว กระบวนการบางอย่างควบคุมการแสดงออกของยีนหลังมรณกรรมอย่างแข็งขัน

หลังจากการตายของสิ่งมีชีวิต เซลล์แรกที่ตายคือเซลล์ประสาทที่สำคัญที่สุดและใช้พลังงานมากที่สุด แต่เซลล์ส่วนปลายยังคงทำงานต่อไปเป็นเวลาหลายวันหรือหลายสัปดาห์ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและระดับการสลายตัวของร่างกาย นักวิจัยประสบความสำเร็จในการฟื้นฟูเซลล์ที่มีลักษณะเหมือนไฟโบรบลาสต์จากหนังแพะแช่เย็นถึง 41 วันของการตายของสัตว์ เพื่อแยกการเพาะเลี้ยงเซลล์ที่มีชีวิตออกจากหูแพะ 41 วันหลังจากการตายของสัตว์ พวกเขาอยู่ในเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน เซลล์เหล่านี้ไม่ต้องการพลังงานมากนัก และพวกมันสามารถอยู่ได้ 41 วันในตู้เย็นธรรมดา

ในระดับเซลล์ การตายของสิ่งมีชีวิตไม่สำคัญ

ยังไม่ทราบแน่ชัดว่าอะไรเป็นสาเหตุของการแสดงออกของยีนหลังมรณกรรม แท้จริงแล้วหลังจากความตาย ออกซิเจนและสารอาหารจะหยุดไหลเข้าสู่เซลล์ การศึกษาใหม่โดย Noble และ Pozhitkov รูปแบบลำดับที่แตกต่างในการถอดความหลังชันสูตรพลิกศพที่ใช้งานอยู่ อาจทำให้กระจ่างเกี่ยวกับคำถามนี้

ด้วยการใช้ข้อมูลดั้งเดิมจากปลาและหนู Noble พบว่า mRNA ที่ทำงานหลังจากตายนั้นแตกต่างจาก mRNA อื่นในเซลล์ การถอดเสียง RNA ประมาณ 99% ในเซลล์จะถูกทำลายอย่างรวดเร็วหลังจากสิ่งมีชีวิตเสียชีวิต ส่วนที่เหลืออีก 1% มีลำดับนิวคลีโอไทด์ที่จับกับโมเลกุลที่ควบคุม mRNA หลังจากการถอดรหัส นี่อาจเป็นสิ่งที่สนับสนุนกิจกรรมของยีนหลังมรณกรรม

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ากลไกนี้เป็นส่วนหนึ่งของการตอบสนองของเซลล์เมื่อร่างกายสามารถฟื้นตัวจากอาการบาดเจ็บร้ายแรงได้ เป็นไปได้ว่าเซลล์ในความทุกข์ระทมมรณะกำลังพยายาม "เปิดวาล์วทั้งหมด" เพื่อให้ยีนบางตัวสามารถแสดงออกได้ ตัวอย่างเช่น ยีนที่ตอบสนองต่อการอักเสบ

ทำไมมันถึงสำคัญ

การทำความเข้าใจกลไกเบื้องหลังการทำงานของยีนหลังชันสูตรจะส่งผลต่อการปลูกถ่ายอวัยวะ การวิจัยทางพันธุกรรม และนิติเวช ตัวอย่างเช่น Pedro Ferreira และเพื่อนร่วมงานของเขาสามารถกำหนดเวลาการตายของสิ่งมีชีวิตได้อย่างแม่นยำโดยอาศัยการเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีนหลังมรณกรรมเท่านั้น สิ่งนี้มีประโยชน์ในการสืบสวนคดีฆาตกรรม

อย่างไรก็ตาม ในการทดลองนี้ นักวิทยาศาสตร์ทราบดีว่าเนื้อเยื่อที่อยู่ภายใต้การศึกษานั้นเป็นของผู้บริจาคที่ไม่มีโรคและถูกเก็บไว้ในสภาวะที่เหมาะสม ในชีวิตจริง มีหลายปัจจัยที่อาจส่งผลต่อการถอดรหัสอาร์เอ็นเอ ตั้งแต่โรคต่างๆ ในร่างกายไปจนถึงอุณหภูมิแวดล้อม และเวลาที่ผ่านไปก่อนการเก็บตัวอย่าง จนถึงปัจจุบันวิธีวิจัยนี้ยังไม่พร้อมใช้ในกระบวนพิจารณาทางกฎหมาย

Noble และ Pozhitkov เชื่อว่าการค้นพบเหล่านี้จะเป็นประโยชน์ในการปลูกถ่ายอวัยวะเช่นกัน

อวัยวะของผู้บริจาคอยู่นอกร่างกายเป็นระยะเวลาหนึ่ง บางที RNA ในนั้นเริ่มส่งสัญญาณเดียวกันกับในกรณีของความตาย จากข้อมูลของ Pozhitkov สิ่งนี้อาจส่งผลต่อสุขภาพของผู้ป่วยที่ได้รับอวัยวะใหม่ พวกเขามีอัตราการเกิดมะเร็งเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับประชากรทั่วไป บางทีประเด็นอาจไม่ได้อยู่ในยาที่กดภูมิคุ้มกันที่ต้องใช้ แต่อยู่ในกระบวนการชันสูตรพลิกศพในอวัยวะที่ปลูกถ่าย ยังไม่มีข้อมูลที่แน่นอน แต่นักวิจัยกำลังพิจารณาที่จะจัดเก็บอวัยวะสำหรับการปลูกถ่ายไม่ใช่ในที่เย็น แต่เป็นการช่วยชีวิตเทียม