autophagy ช่วยในการพัฒนายาแผนปัจจุบันได้อย่างไร? เรามาดูกันว่าการวิจัยการดูดเลือดอัตโนมัติของศาสตราจารย์ 『大隅良典』 เกี่ยวข้องกับอะไร


เมื่อวันที่ 3 ตุลาคม 2016 『大隅良典』 ศาสตราจารย์กิตติคุณจากสถาบันเทคโนโลยีโตเกียวในญี่ปุ่น ได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ จากการมีส่วนร่วมของเขาในการค้นพบส่วนหนึ่งของกลไกการกินอัตโนมัติ ศาสตราจารย์ 『大隅良典』 ซึ่งกลายเป็นผู้ชนะรางวัลโนเบลญี่ปุ่นคนที่ 25 ในประวัติศาสตร์ เป็นที่รู้กันว่าอุทิศตนให้กับการวิจัยการกินการกินอัตโนมัติมาเป็นเวลา 50 ปี เขาได้รับรางวัลอันทรงเกียรติจากความสำเร็จด้านการวิจัยของเขาในสาขานี้แล้ว รางวัลออสการ์ญี่ปุ่นปี 2549 รางวัลเกียวโตปี 2012 รางวัล Keio Medicine ประจำปี 2015 รางวัลวอลลี่ประจำปี 2559 ดังนั้นความสำคัญและความสำคัญของ autophagy ในการพัฒนายาแผนปัจจุบันคืออะไร และเหตุใดชุมชนวิทยาศาสตร์จึงให้ความสนใจเป็นอย่างมาก

ประการแรก ดังที่สามารถอนุมานได้จากคำว่า autophagy นั้น autophagy หมายถึงกลไกการทำลายล้างที่สลายตัวส่วนประกอบของเซลล์ที่ไม่จำเป็นหรือไม่ทำงานตามธรรมชาติในระหว่างกระบวนการกำกับดูแล กล่าวอีกนัยหนึ่ง การกินอัตโนมัติคือระบบที่ช่วยให้เซลล์ทำลายส่วนประกอบของเซลล์ที่ไม่จำเป็นด้วยตนเองในระหว่างกิจกรรมทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการอยู่รอดของเซลล์ เพื่อที่พวกมันจะสามารถรีไซเคิลเป็นส่วนประกอบหรือสารอาหารอื่นๆ ภายในเซลล์ได้ในภายหลัง เมื่อออร์แกเนลล์ของเซลล์ เช่น ไมโตคอนเดรียซึ่งผลิตพลังงาน หรือไลโปโซมซึ่งทำหน้าที่กักเก็บและขนส่งสารต่างๆ ได้รับความเสียหายและใช้งานไม่ได้หรือไม่มีประสิทธิภาพ ออร์แกเนลล์อื่นๆ ที่เรียกว่าออโตฟาโกโซมและไลโซโซมจะสลายตัว เซลล์ของเรามีโครงสร้างเมมเบรนที่แตกต่างกันและมีหน้าที่ต่างกัน โครงสร้างเมมเบรนทั้งหมด รวมถึงเยื่อหุ้มเซลล์ที่อยู่รอบส่วนนอกสุดของเซลล์ ทำจากวัสดุชนิดเดียวกันในลักษณะเดียวกัน ดังนั้นการแลกเปลี่ยนวัสดุระหว่างทั้งสองจึงมีความยืดหยุ่นมาก ออโตฟาโกโซมและไลโซโซมก็เป็นหนึ่งในโครงสร้างเมมเบรนภายในเซลล์ การย่อยอาหารเกิดขึ้นเมื่อออโตฟาโกโซมดูดซับส่วนประกอบที่แก่และไร้ประโยชน์ และรวมตัวกับไลโซโซมที่มีเอนไซม์ที่สลายตัว คุณอาจคิดว่ามันคล้ายกับการขนส่งขยะผ่านรถบรรทุกที่เรียกว่า 'ออโตฟาโกโซม' และการเผาขยะในเตาเผาขยะที่เรียกว่า 'ไลโซโซม'

ในปี 1988 ศาสตราจารย์ 『大隅良典』 ได้เปิดสถาบันวิจัยของตนเอง และเริ่มมุ่งเน้นไปที่การย่อยสลายโปรตีนในแวคิวโอล ซึ่งสอดคล้องกับไลโซโซมในเซลล์ของมนุษย์ เขาทำการวิจัย autophagy โดยใช้เซลล์ยีสต์ ซึ่งง่ายต่อการศึกษาและมักใช้แทนเซลล์ของมนุษย์ เชื้อรายีสต์มีประโยชน์อย่างยิ่งในการระบุลำดับทางพันธุกรรมที่ควบคุมกิจกรรมของเซลล์โดยเฉพาะ อย่างไรก็ตาม ศาสตราจารย์ 『大隅良典』 เผชิญกับความท้าทายที่ว่าเซลล์ยีสต์มีขนาดเล็กมากจนไม่สามารถทราบได้ด้วยซ้ำว่าเซลล์ยีสต์เกิดขึ้นโดยอัตโนมัติหรือไม่ เกี่ยวกับเรื่องนี้ ศาสตราจารย์ 『大隅良典』 ได้คาดการณ์ว่าหากกระบวนการสลายตัวภายในไลโซโซมถูกขัดจังหวะโดยไม่ได้ตั้งใจ ออโตฟาโกโซมจะสะสมอยู่รอบๆ ไลโซโซม และออโตฟาโกโซมที่รวบรวมไว้จะสังเกตได้ง่ายภายใต้กล้องจุลทรรศน์ เพื่อนำสิ่งนี้ไปปฏิบัติ ศาสตราจารย์ 『大隅良典』 ได้กลายพันธุ์ยีนที่สลายตัวโปรตีนของแบคทีเรียยีสต์เพื่อป้องกันการย่อยสลายโปรตีนในไลโซโซม และหยุดส่งสารอาหารให้กับแบคทีเรียยีสต์เพื่อกระตุ้นการกินอัตโนมัติ ผลก็คือ ศาสตราจารย์ 『大隅良典』 สามารถสังเกตได้ว่าไลโซโซมเต็มไปด้วยถุงเล็กๆ ที่สอดคล้องกับออโตฟาโกโซม และพิสูจน์ว่าการกินอัตโนมัติเกิดขึ้นในเซลล์ยีสต์ ด้วยเหตุนี้ ศาสตราจารย์ 『大隅良典』 จึงประสบความสำเร็จในการเปิดเผยลำดับของยีนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการดูดกลืนอัตโนมัติโดยใช้แบคทีเรียยีสต์ และมีผลกระทบสำคัญต่อการศึกษาวิจัยดูดกลืนอัตโนมัติในภายหลังจำนวนมาก

การกลืนอัตโนมัติจะสลายสารที่ไม่จำเป็นในร่างกายของเรา โดยเฉพาะในเซลล์ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการเผาผลาญและเติมเต็มสารอาหารที่ไม่เพียงพอ เนื่องจากสารที่ไม่จำเป็นส่วนใหญ่ในเซลล์หมายถึงออร์แกเนลล์ของเซลล์ที่มีอายุมากขึ้น การทำความเข้าใจ autophagy จึงมีบทบาทสำคัญในการค้นหาวิธีแก้ปัญหาการแก่ชราของมนุษย์และปัญหาที่เกี่ยวข้อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งการดูดเลือดอัตโนมัติถือเป็นกุญแจสำคัญในการรักษาโรคพาร์กินสัน โรคพาร์กินสันเกิดขึ้นเมื่อไนตริกออกไซด์มากเกินไปจับกับโปรตีนพาร์กิน ส่งผลให้โปรตีนพาร์กินทำงานไม่ถูกต้อง เนื่องจากพบว่าโปรตีนพาร์กินไม่ได้เกิดขึ้นโดยอัตโนมัติซึ่งทำงานไม่ถูกต้อง การวิจัยของศาสตราจารย์ 『大隅良典』 ทำให้สามารถเข้าใจและวิเคราะห์การกินอัตโนมัติในระดับพันธุกรรมได้ ผลที่ได้คือมีส่วนช่วยอย่างมากในการพัฒนาสรีรวิทยาและการแพทย์ของมนุษย์ โดยช่วยให้มนุษยชาติเข้าใกล้การแก้ปัญหาต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการกินตัวเองมากขึ้นอีกก้าวหนึ่ง เช่น โรคพาร์กินสัน