วันพฤหัสบดีที่ 1 ธันวาคม พ.ศ. 2554

นาฬิกาของชีวิต

นาฬิกาของชีวิต


       เคยตั้งข้อสงสัยในตัวเอง ทำไมต้องหิว ทำไมต้องนอน ทำไมเวลาไม่ได้นอนถึงง่วง และอะไรต่อมิอะไรหลายอย่างเกี่ยวกับชีวิตเราเอง ไม่เฉพาะแต่คนเท่านั้น สิ่งมีชีวิตทุกอย่างรวมทั้งพืชด้วย
         มันต้องมีอะไรซักอย่างคอยกำกับ คอยคุมในสิ่งมีชีวิตเป็นแน่แท้
         แล้วสิ่งที่ว่าคืออะไรกัน รู้ไหม ไม่รู้ เราได้แต่คิดกันเอาเอง สุดท้ายคนก็เลยสรุปว่า คือ นาฬิกาชีวิต ก็เลยต้องไปศึกษากัน พบในเว็บไซต์หนึ่งคือ http://www.ostc.thaiembdc.org เขาเขียนไว้น่าสนใจ


         นาฬิกาชีวภาพ: ความลับของโมเลกุลที่มีผลต่อพฤติกรรมของเรา
         นักพันธุศาสตร์จาก University of Georgia ประกอบด้วย Jonathan Arnold, Bernd Schuttler และ Xiaojia Tang ได้พบว่า นาฬิกาชีวภาพ (biological clocks) ในสิ่งมีชีวิตนับแต่แบคทีเรียจนถึงมนุษย์ จะเป็นตัวกำหนดว่าสิ่งมีชีวิตต้องกินเมื่อใดนอนเวลาใแม้จะหลีกเลี่ยงการเป็น อาหารของสิ่งมีชีวิตอื่นๆอย่างไร มนุษย์คุ้นเคยกับนาฬิกาประจำตัวของตนเองอยู่แล้วเมื่อมันทำงานไม่ถูกต้อง ดังเช่น การนั่งเครื่องบินข้ามทวีปในระยะทางไกลๆ ซึ่งมีการปรับเวลากลางวันและกลางคืนไปมา สิ่งดังกล่าวเป็นพื้นฐานการปรับตัวที่ช่วยให้สิ่งมีชีวิตต่างๆ สามารถรู้วงจรการเปลี่ยนแปลงของความมืดความสว่างบนพื้นโลก นักวิจัยได้ทดสอบในระดับโมเลกุลของนาฬิกาชีวภาพ ซึ่งเขาบอกว่า นาฬิกาชีวภาพอยู่ในตัวของมนุษย์แต่ละคนและเพื่อเข้าใจการทำงานของมันเราต้อง เริ่มศึกษาตั้งแต่สิ่งมีชีวิตธรรมดาๆที่มีโครงสร้างไม่ซับซ้อน ซึ่งจะเป็นกลไกสำคัญในด้านวิทยาศาสตร์ ซึ่งได้แก่ เชื้อรา ที่ชื่อ Neurospora crassa หรือราขนมปังที่เรารู้จักกันดี Neurospora ประกอบด้วยยีน 11,000 ยีน ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับมนุษย์แล้วจะมียีน 35,000 ยีน โดยในช่วงแรก นักวิจัยไม่ทราบเลยว่า ยีนจำนวนเท่าใดใน Neurospora ถูกควบคุมโดยกลไกของนาฬิกาชีวภาพดังกล่าว และหนึ่งในสี่ของจีโนม หรือประมาณ 24,000 ยีนซึ่งมีวงจรประจำวันซึ่งนักวิจัยยังไม่รู้จักรวมอยู่ด้วย
          นาฬิกาชีวภาพในพืชบางชนิด ที่แผ่ใบของมันในช่วงกลางวันและม้วนพับใบในตอนกลางคืนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ ในการใช้แสงอาทิตย์ในกระบวนการสังเคราะห์แสง ซึ่งเป็นกระบวนการทางชีวเคมีที่สร้างขึ้นในเซลล์สำหรับรับพลังงานจากดวง อาทิตย์ สิ่งมีชีวิตสามารถได้รับกลไกดังกล่าวตั้งแต่แสงอาทิตย์พ้นของฟ้า ทำให้มีชีวิตรอดได้ดีกว่าสิ่งมีชีวิตที่ไม่มีกลไกดังกล่าว ตัวอย่างเช่น สิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก เช่น หนูประเภทต่างๆ มีกลไกนาฬิกาในตัวเช่นกัน ทำให้มันสามารถกินอาหารขณะกำลังหนีจากการเป็นของขบเคี้ยวของผู้รุกรานที่ กำลังบินโฉบอยู่เหนือหัว ซึ่งเราเรียกกลไกนี้ว่า synchronous feeding ซึ่งพฤติกรรมแบบนี้ทำให้ผู้รุกราน อาทิ เหยี่ยว สับสน
           การศึกษาในยีนจำนวน 11,000 ยีนและกลไกหน้าที่ของมันเป็นงานที่น่าตกใจ เนื่องจากต้องแยกผลผลิตของยีนทั้งหมดออกจากจีโนม และสามารถตรวจสอบได้ว่าแต่ละยีนกำลังทำหน้าที่อะไร และหากมีตัวอย่างยีนจำนวน 11,000 ยีนที่แตกต่างกัน ภายในกลุ่มของเซลล์และต้องหาคำตอบว่า ยีนเหล่านั้นกำลังผลิตอะไร และมีกลไกเวลาหรือไม่ โดยใช้เทคโนโลยีที่เรียกว่า Computing Life ซึ่งสามารถรวบรวมข้อมูลของตัวอย่างและการทดลองเพื่อแสดงข้อมูลให้เห็นถึง เครือข่ายพันธุกรรม และในทุกขั้นตอนการทดลองใหม่แต่ละครั้งต้องใช้ข้อมูลทั้งหมดที่รวบรวมไว้ เพื่อให้ทราบถึงกลไกเวลาที่ต้องการทราบ เป็นงานใหม่สำหรับนักวิจัย เนื่องจากต้องประยุกต์ใช้ฟิสิกส์ และการประมวลผลทางสถิติโดยคอมพิวเตอร์กับงานด้านชีววิทยา นักวิจัยกล่าวว่า จะใช้กลุ่มของโมเดลที่ค้นพบออกแบบการทดลองใหม่เพื่อให้ได้ข้อมูลที่กว้าง ขวางต่อไป เนื่องจากการค้นพบกลไกนาฬิกาชีวภาพสามารถประยุกต์ใช้ในด้านการแพทย์ นับแต่ การบำบัดรักษาโรคนอนไม่หลับ โรคหัวใจและโรคปอด โรคที่เกี่ยวข้องกับความชรา จนถึงโรคที่กลับมาระบาดซ้ำ ซึ่งล้วนมีกลไกเวลามาเกี่ยวข้อง ยาบางชนิดจะทำงานได้ดีขึ้นหากสัมพันธ์กับช่วงเวลาที่คนไข้รับประทาน ดังนั้น การเรียนรู้รายละเอียดที่ซับซ้อนของเซลล์มะเร็งก็สามารถช่วยควบคุมเซลล์ด้วย เช่นกัน เพราะการแบ่งเซลล์อาศัยการควบคุมโดยนาฬิกาชีวภาพ ซึ่งเราต้องระวังเกี่ยวกับเรื่องนี้เช่นกัน
           นอกจากนี้ นักวิจัยยังเน้นว่า คุณสมบัติของอุณหภูมิที่ชดเชยกันในนาฬิกาชีวภาพที่ดีคือ การรักษาช่วงเวลาให้ได้ในอุณหภูมิที่แตกต่างกัน เนื่องจากอุณหภูมิเป็นสิ่งสำคัญต่อสิ่งมีชีวิต หากอุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ทุกสิ่งในนาฬิกาชีวภาพก็จะเปลี่ยนแปลงตามด้วย เพื่อทำให้เครือข่ายที่โยงใยทำงานประสานกันอย่างคงที่ และคนทั่วไปยังไม่เข้าใจงานวิจัยที่ซับซ้อนชิ้นนี้มากนัก และอยากรู้เพียงว่า จะมียาช่วยแก้ไขอาการ jet lag ได้หรือเปล่า 
*******
กระจาดความรู้จาก http://www.ostc.thaiembdc.org

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น