งานวิจัยใหม่เผยว่า เซลล์ประสาทที่กำลังพัฒนาในสมองต้องเผชิญความเสียหายของ DNA ระดับรุนแรงระหว่างการเคลื่อนที่สร้างวงจรประสาท แต่สมองสามารถซ่อมแซมความเสียหายเหล่านี้ได้อย่างรวดเร็วภายใน 24 ชั่วโมง ช่วยรักษาการทำงานของเซลล์ไว้ได้

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเกียวโต ประเทศญี่ปุ่น รายงานในวารสาร Nature ว่า เซลล์ประสาทอ่อนวัยที่กำลังเคลื่อนที่ผ่านเนื้อเยื่อสมองเพื่อสร้างวงจรประสาทในสมองส่วนคอร์เทกซ์ ต้องเผชิญกับการแตกหักของ DNA  2 สาย (Double-Strand Breaks) ซึ่งถือเป็นความเสียหายรุนแรงที่สุดชนิดหนึ่งของสารพันธุกรรม

ทีมวิจัยจำลองสภาพแวดล้อมของสมองที่กำลังพัฒนาโดยใช้ช่องทางขนาดเล็กระดับไมโคร พบว่าแรงกดและการบีบอัดระหว่างการเคลื่อนที่ทำให้เกิดความเสียหายต่อ DNA อย่างกว้างขวาง แต่เซลล์ประสาทส่วนใหญ่สามารถซ่อมแซมได้สมบูรณ์ภายใน 24 ชั่วโมง โดยไม่ส่งผลกระทบต่อการทำงานของเซลล์

นักวิทยาศาสตร์พบว่าความเสียหายดังกล่าวเกี่ยวข้องกับเอนไซม์ Topoisomerase IIβ ซึ่งปกติทำหน้าที่คลายความตึงของสาย DNA แต่ภายใต้แรงกดทางกายภาพ เอนไซม์อาจติดค้างระหว่างกระบวนการ ทำให้เกิดรอยขาดของ DNA ก่อนที่ระบบซ่อมแซมตามธรรมชาติของเซลล์จะเข้ามาเชื่อมต่อกลับ ที่น่าสนใจคือ ความเสียหายเหล่านี้มักเกิดในบริเวณของจีโนมที่ไม่ใช่ส่วนสำคัญต่อการทำงานของเซลล์ จึงแตกต่างจากเซลล์มะเร็งที่มักเกิดความเสียหายแบบสุ่มและนำไปสู่การตายของเซลล์

เมื่อทีมวิจัยทดลองตัดยีน Ligase 4 ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการซ่อมแซม DNA ในหนูทดลองพบว่า สัตว์มีพัฒนาการปกติในช่วงแรก แต่เริ่มมีปัญหาการทรงตัวและการประสานงานของร่างกายเมื่อเข้าสู่วัยผู้ใหญ่ นักวิจัยเชื่อว่า การค้นพบครั้งนี้อาจช่วยอธิบายกลไกการเกิดโรคทางระบบประสาทหลายชนิด ทั้งโรคพัฒนาการทางสมองและโรคสมองเสื่อมในอนาคต รวมถึงเปิดมุมมองใหม่เกี่ยวกับบทบาทของความเสียหาย DNA ในการสร้างความแตกต่างเฉพาะตัวของเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์ในสมองมนุษย์

 

ข้อมูลจาก : https://neurosciencenews.com/neuronal-migration-dna-damage-repair-30903/