(SeaPRwire) – HSINCHU, ไต้หวัน, 22 ม.ค. 2025 — การทำงานของเซลล์มนุษย์นั้นคล้ายคลึงกับการที่เมืองหนึ่งอาศัยระบบขนส่งที่แม่นยำในการส่งมอบสิ่งต่างๆ และวัสดุต่างๆ ไปยังสถานที่ที่ถูกต้อง อย่างไรก็ตาม ความเร็วสูงของระบบขนส่งนี้ในร่างกายมนุษย์ได้สร้างความท้าทายอย่างมากให้กับนักวิทยาศาสตร์ที่กำลังศึกษาอยู่ ทีมวิจัยนำโดย ดร. แฟรงค์ ลิน ศาสตราจารย์ดีเด่นแห่งสถาบันเวชศาสตร์โมเลกุลแห่งมหาวิทยาลัยแห่งชาติซิงหัว (NTHU) ในไต้หวัน ได้พัฒนา “ระบบริเวท” (RIVET) ซึ่งทำหน้าที่เหมือนเทคนิคการแช่แข็งการขนส่งเซลล์ โดยการส่องสว่างเซลล์ด้วยแสงเพียงอย่างเดียว สามารถหยุดการเคลื่อนที่ของเวสิเคิลขนส่งเฉพาะภายในเซลล์ได้ภายในไม่กี่วินาที ราวกับว่าพวกมันถูก “ตรึง” ไว้
ทีมวิจัยได้ตรวจสอบเทคโนโลยีนี้เพิ่มเติมในการทดลองกับสัตว์ ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ พบว่าหลังจากได้รับแสงสีน้ำเงินที่มีความยาวคลื่นเฉพาะ ไส้เดือนฝอยที่เคยเคลื่อนไหวได้อย่างว่องไว กลายเป็นนิ่งสนิท ราวกับว่ามีการใช้เวทมนตร์แช่แข็งจากภาพยนตร์ “แฮร์รี่ พอตเตอร์” นี่เป็นเพราะการหยุดชะงักของเวสิเคิลซินแนปติกที่รับผิดชอบในการส่งสัญญาณประสาทในเซลล์ของพวกมัน เมื่อแหล่งกำเนิดแสงปิดลง ไส้เดือนฝอยก็ฟื้นการเคลื่อนไหวได้ราวกับว่าเวทมนตร์ได้ถูกยกเลิก แสดงให้เห็นว่าเทคนิคนี้สามารถควบคุมการทำงานของระบบประสาทได้อย่างแม่นยำและย้อนกลับได้
ลินชี้ให้เห็นว่าความก้าวหน้านี้ไม่เพียงแต่มีศักยภาพที่จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจกลไกการทำงานของสิ่งมีชีวิตได้ดียิ่งขึ้นเท่านั้น แต่ยังสามารถนำไปใช้ในการควบคุมการหลั่งอินซูลิน การดูดซึมสารอาหาร การนำประสาท และแม้แต่การบุกรุกของไวรัส นำมาซึ่งความหวังใหม่สำหรับการรักษาโรคต่างๆ การวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารชั้นนำ Advanced Science
การทำงานของสิ่งมีชีวิตจำเป็นต้องอาศัยเซลล์ในการขนส่งสารต่างๆ โดยมีเวสิเคิลขนส่งที่แตกต่างกันหลายพันชนิดวิ่งบนทางต่างๆ เช่น ทางหลวงจังหวัดและทางหลวงแผ่นดิน คล้ายกับระบบโลจิสติกส์ที่ซับซ้อนและแม่นยำ แต่สารเหล่านี้ถูกส่งไปยังปลายทางที่ถูกต้องได้อย่างไร? ลินอธิบายว่าเซลล์บรรจุสารอาหาร ฮอร์โมน และสารอื่นๆ ที่จะขนส่งในเวสิเคิลที่เหมือนฟองอากาศขนาดเล็ก จากนั้นโปรตีนมอเตอร์จะนำเวสิเคิลเหล่านี้ไปตาม “ไมโครทูบูล” ของเซลล์ ซึ่งเป็นทางหลวงธรรมชาติ และส่งไปยังปลายทางที่ถูกต้อง
“ความเร็วของการขนส่งภายในเซลล์นั้นน่าทึ่งมาก!” ลินกล่าว ถ้าเวสิเคิลขนส่งถูกขยายให้มีขนาดเท่ากับรถยนต์ ความเร็วของมันสามารถเข้าถึง 700 กิโลเมตรต่อชั่วโมง เร็วกว่ารถไฟหัวกระสุน ระบบริเวทที่ลินพัฒนาขึ้นนั้นเหมือนกับระบบเบรกฉุกเฉินสำหรับยานพาหนะ สามารถหยุดเวสิเคิลขนส่งได้อย่างสมบูรณ์ภายใน 15 วินาที
ลินระบุว่าในอดีต การหยุดชะงักของระบบขนส่งภายในเซลล์เพื่อการศึกษาจำเป็นต้องแยกหรือยับยั้งโมเลกุลที่เกี่ยวข้องในเวสิเคิลขนส่ง ซึ่งใช้เวลา 3 วันและไม่มีประสิทธิภาพมากนัก อย่างไรก็ตาม ระบบริเวทที่ทีมวิจัยพัฒนาขึ้นได้แก้ปัญหาข้อนี้ มันใช้การดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อสร้าง “กาวทางชีวภาพ” ที่แตกต่างกันสำหรับเวสิเคิลขนส่งและไมโครทูบูลโดยเฉพาะ ภายใต้การส่องสว่างของแสงสีน้ำเงินที่มีความยาวคลื่นเฉพาะ เวสิเคิลและรางจะติดกันเหมือนกาว AB ทำให้การเคลื่อนที่หยุดชะงัก
ลินอธิบายว่านอกจากแสงแล้ว สารเคมีก็สามารถนำมาใช้ควบคุมระบบขนส่งเซลล์ได้เช่นกัน แต่การกำจัดสารเคมีเหล่านี้ทำได้ยาก ซึ่งทำให้ไม่สามารถเริ่มและหยุดกระบวนการได้ตามต้องการ เมื่อเปรียบเทียบแล้ว วิธีการส่องสว่างด้วยแสงนั้นเหมาะสมกว่า “เวสิเคิลใดก็ตามที่ได้รับแสงจะหยุด และจะเริ่มเคลื่อนที่อีกครั้งเมื่อปิดแสงสีน้ำเงิน มันเหมือนกับมีสวิตช์เปิดปิด”
การค้นพบเทคนิคนี้เกิดขึ้นโดยบังเอิญ เมื่อลินกำลังแนะนำการวิจัยของเชียว-ฉี เฉิน นักศึกษาปริญญาโทที่สถาบันเวชศาสตร์โมเลกุล พวกเขาร่วมกันค้นพบว่ากลุ่มควบคุมที่ออกแบบไว้เดิมแสดงปรากฏการณ์ที่ไม่คาดคิด สิ่งนี้กระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความคิด ซึ่งทำให้ทีมวิจัยสามารถเปลี่ยนอุบัติเหตุให้กลายเป็นการค้นพบครั้งสำคัญ
“ถ้าเราสามารถควบคุมเซลล์ได้ตามต้องการ ก็จะไม่มีโรคอีกต่อไปและไม่จำเป็นต้องกินยา” นี่คือความปรารถนาอันยิ่งใหญ่ของลินในฐานะนักวิทยาศาสตร์ชีวการแพทย์ อันที่จริงหลังจากพัฒนาระบบริเวทแล้ว ทีมที่เขาเป็นผู้นำได้นำไปใช้กับงานวิจัยหลายด้าน ตัวอย่างเช่น ไวรัส COVID-19 อาศัยเวสิเคิล ACE2 ในการเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ ทีมวิจัยของลินประสบความสำเร็จในการใช้ระบบริเวทเพื่อปิดการขนส่งเวสิเคิล ACE2 และปิดกั้นการบุกรุกของไวรัส
นอกจากการควบคุมการขนส่งเซลล์ในไส้เดือนฝอยแล้ว ระบบริเวทยังสามารถนำมาใช้ควบคุมในสัตว์ทดลอง เช่น แมลงหวี่และหนูได้อีกด้วย ที่สำคัญกว่านั้น ทีมของลินพบว่าความชราภาพก็มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการทำงานของการขนส่งภายในเซลล์เช่นกัน หากสามารถควบคุมการขนส่งเซลล์ได้ ก็จะนำไปสู่เส้นทางการวิจัยใหม่ๆ สำหรับการรักษาโรคที่เกี่ยวข้องกับอายุและโรคระบบประสาท รวมถึงการติดเชื้อไวรัส
ติดต่อ:
Holly Hsueh
NTHU
(886)3-5162006
hoyu@mx.nthu.edu.tw
ลิน (กลาง) จากสถาบันเวชศาสตร์โมเลกุลของ NTHU นำทีมวิจัยซึ่งประกอบด้วยผู้ช่วยวิจัย เชียว-ฉี เฉิน (ขวา) และนักศึกษาปริญญาโท เหนิง-เจี๋ย เจิง (ซ้าย) ในการพัฒนาเทคนิคการแช่แข็งการขนส่งเซลล์ “ระบบริเวท” (ภาพถ่าย: มหาวิทยาลัยแห่งชาติซิงหัว)
บทความนี้ให้บริการโดยผู้ให้บริการเนื้อหาภายนอก SeaPRwire (https://www.seaprwire.com/) ไม่ได้ให้การรับประกันหรือแถลงการณ์ใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับบทความนี้
หมวดหมู่: ข่าวสําคัญ ข่าวประจําวัน
SeaPRwire จัดส่งข่าวประชาสัมพันธ์สดให้กับบริษัทและสถาบัน โดยมียอดการเข้าถึงสื่อกว่า 6,500 แห่ง 86,000 บรรณาธิการและนักข่าว และเดสก์ท็อปอาชีพ 3.5 ล้านเครื่องทั่ว 90 ประเทศ SeaPRwire รองรับการเผยแพร่ข่าวประชาสัมพันธ์เป็นภาษาอังกฤษ เกาหลี ญี่ปุ่น อาหรับ จีนตัวย่อ จีนตัวเต็ม เวียดนาม ไทย อินโดนีเซีย มาเลเซีย เยอรมัน รัสเซีย ฝรั่งเศส สเปน โปรตุเกส และภาษาอื่นๆ