เซลล์ประสาทในสมองไม่ได้ทำงานจากพิมพ์เขียวทางพันธุกรรมเดียวกันทั้งหมด เซลล์ประสาทแต่ละเซลล์ภายในกะโหลกศีรษะของบุคคลนั้นมีการกลายพันธุ์ของ DNA ที่แตกต่างกัน กว่าพันครั้ง นักวิทยาศาสตร์รายงานใน วารสาร Science 2 ต.ค.การศึกษา “แสดงให้เห็นบางสิ่งที่น่าสนใจ — เซลล์ประสาททุกเซลล์อาจมีจีโนมเฉพาะ” นักประสาทวิทยา Mike McConnell จากมหาวิทยาลัยเวอร์จิเนียในชาร์ลอตส์วิลล์กล่าว การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวอาจมีนัยสำคัญต่อการเติบโตของสมองและการทำงานตามปกติ และเมื่อเกิดปัญหาขึ้น “เราไม่ได้พูดว่า ‘เซลล์ประสาทมีจีโนมต่างกันหรือไม่'” McConnell กล่าว “เรากำลังพูดว่า ‘มาคิดกันว่ามันสำคัญยังไง’”
นักชีววิทยาระดับโมเลกุล Michael Lodato
และนักประสาทวิทยา Mollie Woodworth จากโรงพยาบาลเด็กบอสตันและ Harvard Medical School และเพื่อนร่วมงานได้ตรวจสอบเซลล์ประสาท 36 เซลล์ที่นำมาจากสมองหลังชันสูตรพลิกศพของคนสามคน นักวิจัยได้ค้นพบการจัดเรียงตัวของโครงสร้างโมเลกุลทั้งสี่ที่เรียกว่าเบสหรือนิวคลีโอไทด์ซึ่งประกอบเป็น DNA ของเซลล์ ระบุการกลายพันธุ์โดยมองหาเบสที่ไม่คาดคิดปรากฏขึ้นในลำดับ การศึกษาก่อนหน้านี้พบเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์ที่มีการเปลี่ยนแปลงใน DNA ชิ้นใหญ่ แต่ไม่มีใครตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของเบสเดี่ยวอย่างระมัดระวัง ซึ่งเรียกว่าตัวแปรนิวคลีโอไทด์เดี่ยว “เราไม่รู้ว่าความกว้าง ลักษณะ และการเปลี่ยนแปลงของการกลายพันธุ์เหล่านี้เป็นอย่างไรในเซลล์เดียว” Lodato กล่าว
ปรากฎว่าเซลล์ประสาทเต็มไปด้วยการกลายพันธุ์ – แต่ละเซลล์มีการเปลี่ยนแปลงของ DNA มากกว่า 1,000 รายการซึ่งส่วนใหญ่มีความเฉพาะเจาะจงในเซลล์นั้น “เราค่อนข้างประหลาดใจกับจำนวนที่เราพบ” โลดาโตกล่าว การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่าเซลล์ประสาทที่อยู่ใกล้เคียงสองเซลล์น่าจะทำงานจากพิมพ์เขียวทางพันธุกรรมที่แตกต่างกัน Lodato กล่าว
เรื่องราวดำเนินต่อไปหลังจากภาพ
รอบการเปลี่ยนแปลง
การกลายพันธุ์แพร่กระจายไปทั่วจีโนมของเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์จากสมองของผู้ชายอายุ 17 ปี ตัวเลขในวงกลมระบุวงแหวนซึ่งเป็นตัวแทนของ DNA จากแต่ละเซลล์ ตัวเลขนอกวงกลมทำเครื่องหมายโครโมโซม ยกเว้นโครโมโซม X และ Y ยิ่งสีเข้มขึ้นเท่าใด การกลายพันธุ์ของจีโนมนั้นก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
เครดิต: M. Lodato et al/Science 2015
ความหลากหลายดังกล่าวอาจส่งผลต่อการทำงานของสมองและส่วนอื่นๆ ของร่างกาย Woodworth กล่าว “ความคิดที่ว่าทุกเซลล์ในร่างกายมีจีโนมเหมือนกันไม่เป็นความจริง”
เซลล์มะเร็งและเซลล์อื่นๆ ในร่างกายสามารถทำให้เกิดการกลายพันธุ์เมื่อแบ่งตัว แต่เซลล์ประสาทส่วนใหญ่ในสมองไม่แบ่งตัว บ่งบอกว่าเซลล์เหล่านี้มีการกลายพันธุ์ในลักษณะที่ต่างไปจากเดิม การกลายพันธุ์ของเซลล์ประสาทดูเหมือนจะเกิดขึ้นเมื่อเซลล์สร้างอาร์เอ็นเอและโปรตีนจากดีเอ็นเอของมัน ทีมงานพบว่ายีนที่มีงานยุ่งในสมองมีความเสี่ยงสูงต่อการกลายพันธุ์ “มันเหมือนกับทุกอย่างจริงๆ” วูดเวิร์ธกล่าว “ชิ้นส่วนของรถที่คุณใช้หนักกว่านั้นมักจะเสื่อมสภาพมากกว่า” เธอกล่าว “ในหลาย ๆ ด้าน นี่เป็นเรื่องราวเกี่ยวกับเอนโทรปี”
การกลายพันธุ์จำนวนมากที่พบในเซลล์ประสาทอาจมีบทบาทในความผิดปกติของสมอง เช่น โรคอัลไซเมอร์ โรคจิตเภท และออทิสติก ในการทดลอง นักวิจัยได้ค้นพบการกลายพันธุ์ที่เชื่อมโยงกับโรคจิตเภทและโรคลมชัก แม้ว่าเซลล์ประสาทจะมาจากคนที่มีสุขภาพดีก็ตาม ยังไม่ชัดเจนว่าเซลล์ประสาทจำนวนเท่าใดในสมองจำเป็นต้องมีการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายก่อนที่จะเกิดความผิดปกติขึ้น แต่การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเหล่านี้ไม่จำเป็นต้องเป็นสิ่งเลวร้ายเสมอไป เป็นไปได้ว่าความหลากหลายทางพันธุกรรมจำนวนหนึ่งช่วยให้สมองทำงานได้จริง McConnell กล่าว
ผลลัพธ์ดังกล่าวยังช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาวิธีการสร้างสมองของมนุษย์อีกด้วย Woodworth กล่าว คำอธิบายโดยละเอียดของจีโนมของเซลล์แต่ละเซลล์ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถติดตามเชื้อสายของเซลล์เหล่านี้ไปจนถึงตัวอ่อนได้ โดยให้เบาะแสเกี่ยวกับการประกอบชิ้นส่วนต่างๆ ของสมอง สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์รู้ส่วนใหญ่มาจากการศึกษาเกี่ยวกับสัตว์ เทคนิคนี้เป็นวิธีการทำการทดลองในมนุษย์ Woodworth กล่าว
credit : coachfactoryonlinea.net monalbumphotos.net tomklaasen.net rebooty.net viktorgomez.net syntagma7.org prettyshanghai.net nomadasbury.com coachfactoryoutletonlinestorez.net mishkanstore.org
