เป็นเวลา 10 กว่าปีแล้วที่นักวิจัยด้านความสเถียรของจีโนมเฝ้าดูมะเร็งหลากหลายแบบที่มีความเกี่ยวข้องกับบริเวณโครโมโซมของมนุษย์ที่แตกหัก และล่าสุดนักวิจัยพบว่าการที่มีการจำลองดีเอ็นเอช้าลงหรือเปลี่ยนไปจะทำให้โครโมโซมแตกเช่นกัน แต่ทำไมการจำลองดีเอ็นเอถึงหยุดลง

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยทัฟท์ได้ตีพิมพ์ลง Proceedings of the National Academy of Sciences รายงานความสัมพันธ์ระหว่างลำดับดีเอ็นเอที่ประหลาดที่มีชื่อว่า palindromes กับการจำลองที่ล่าช้าลงไป โดยทีมวิจัยได้ศึกษาพฤติกรรมของลำดับ palindromes ในเซลล์แบคทีเรีย ยีสต์ และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ซึ่งเซลล์เหล่านี้ทำให้นักวิจัยสามารถสังเกตรายละเอียดของกระบวนการจำลองดีเอ็นเอได้มากกว่าการสังเกตสิ่งที่เกิดขึ้นในโครโมโซมมนุษย์ ซึ่งนักวิจัยคิดว่าผลที่ได้น่าจะประยุกต์ใช้ได้กับมนุษย์

งานวิจัยในอดีตนักวิจัยพบว่าการที่ลำดับ palindromes ที่มีความยาวมากจะเปลี่ยนแปลงรูปร่างโมเลกุลของเกลียวคู่ไปเป็นรูป กิ๊บหนีบผม (hairpin) หรือไม้กางเขน (cruciform) ในหลอดทดลอง โดยไม่รู้ถึงสาเหตุ อย่าไงรก็ตาม กระบวนการเปลี่ยนแปลงนี้อาจเกิดขึ้นในเซลล์ และถ้าเกิดขึ้นจะมีผลกระทบต่อการทำงานของดีเอ็นเอ ในการศึกษานี้ นักวิจัยพบว่าลำดับ palindromes ที่ยาวทำให้โมเลกุลที่จะจำลองดีเอ็นเอ หยุดทำงานลง

กระบวนการจำลองดีเอ็นเอ เกิดจากการทำงานของโมเลกุลหลายชนิดมาทำงานร่วมกัน ซึ่งมีกลไกในการตรวจความถูกต้องหลายระดับเพื่อป้องกันความผิดพลาดในการจำลองที่จะเกิดขึ้น palindromes ที่ยาวสามารถไปรบกวนกระบวนการทำงานที่มีประสิทธิภาพนี้ได้บางโอกาส นักวิจัยสามารถบ่งชี้ว่าโครงสร้างที่แน่นอนแบบใดที่สามารถทำให้ดีเอ็นเอทำงานไม่ได้ ซึ่งพบว่าส่วนใหญ่เกิดจากโครงสร้าง กิ๊บหนีบผม ที่เกิดขึ้นจากลำดับดีเอ็นเอแบบ palindromes ซึ่งทำให้กระบวนการจำลองดีเอ็นเอหยุดลง

นักวิจัยอื่นได้ศึกษาพบว่าเมื่อกระบวนการจำลองดีเอ็นเอช้าลง โครโมโซมจะแตก ในช่วงการแบ่งตัวของเซลล์ ซึ่งนี้อธิบายว่าทำไมจุดที่เป็นลำดับ palindromes เป็นจุดที่อ่อนแอในจีโนม

นอกจากนี้การศึกษาในเซลล์ยีสต์ยังพบว่า โปรตีน 2 ชนิดในเซลล์ คือ Tof1 และ Mrc1 ทำให้กระบวนการจำลองดีเอ็นเอผ่านบริเวณที่เป็น กิ๊บหนีบผม ไปได้ ซึ่งนี้อาจเป็นกุญแจสำคัญในการป้องกันจีโนมแตกตัวบริเวณ palindromes

ตอนนี้นักวิจัยเริ่มศึกษาในเซลล์มนุษย์และหวังว่าจะได้เห็นผลการทดลองรวมถึงโปรตีนดังกล่าวที่เหมือนกัน

ที่มา - physorg.com

เอกสารอ้างอิง - pnas.org