ทีมนักวิทยาศาสตร์ในเยอรมนี พบสาเหตุของ “การแก่ชรา” ว่า เกิดจากกระบวนการสำเนาดีเอ็นเอภายในเซลล์ร่างกายที่ผิดพลาด ซึ่งจะเกิดขึ้นเมื่อเรามีอายุมากขึ้น รวมถึงการไขปริศนาเรื่องความสามารถในการชะลอความแก่หรือการย้อนกลับของวัย

งานวิจัยของทีมวิจัยที่มหาวิทยาลัยโคโลญจ์ ในเยอรมนี ซึ่งเผยแพร่ในวารสาร Nature เผยว่า การสำเนาสารพันธุกรรม หรือดีเอ็นเอ ซึ่งเป็นกระบวนการที่เซลล์สร้างอาร์เอ็นเอที่สำเนาจากเกลียวของดีเอ็นเอ จะเร็วมากขึ้นตามอายุที่เพิ่มขึ้น แต่จะมีความถูกต้องแม่นยำน้อยลดน้อยลง และมีแนวโน้มที่จะเกิดการทำสำเนาผิดพลาด

ทีมนักวิจัยพบว่า หากทำให้การสำเนาสารพันธุกรรมมีความแม่นยำไม่ผิดพลาด จะสามารถช่วยย้อนกลับกระบวนการเสื่อมถอยนี้ได้

ดร.แอนเดรียส เบเยอร์ หัวหน้าทีมวิจัยกล่าวว่า นี่เป็นการค้นพบครั้งใหญ่ ซึ่งเขาและทีมวิจัยเริ่มต้นการศึกษานี้เมื่อ 10 ปีที่แล้ว โดยศึกษาการแสดงออกของยีนในลักษณะที่ต่างๆ กัน

สิ่งที่ทีมวิจัยค้นพบ คือ เมื่อเราอายุมากขึ้น กระบวนการทำสำเนาดีเอ็นเอจะเร็วขึ้นตามไปด้วย ความแม่นยำของการสำเนามาจาก RNA polymerase II หรือ Pol II ที่มีความผิดพลาดเพิ่มขึ้น ทำให้การเกิดการสำเนาที่ไม่ดี และนำมาสู่โรคต่างๆ อีกมาก

“หาก Pol II เร็วเกินไป จะยิ่งเพิ่มความผิดพลาด และเมื่อการจัดเรียงสารพันธุกรรมไม่เหมือนต้นแบบอีกแล้ว ผลที่ตามมาก็เหมือนกับคุณกลายพันธุ์โดยเกิดจากตัวพันธุกรรมของคุณเอง” ดร.แอนเดรียสกล่าว

ก่อนหน้าการวิจัย ดร.แอนเดรียส เคยตั้งคำถามว่า “เมื่อเราอายุมากขึ้น เกิดจากการที่ยีนตัวไหนที่ทำงาน และมียีนตัวไหนที่เริ่มหยุดทำงานบ้าง” และ “มีการเปลี่ยนแปลงระบบหรือกระบวนการเผาผลาญพลังงานภายในเซลล์อย่างไร?” แต่ไม่เคยมีใครตั้งคำถามเกี่ยวกับกระบวนการทำสำเนาดีเอ็นเอที่เปลี่ยนแปลงไปเมื่อเราอายุมากขึ้น

การสำเนาดีเอ็นเอมีความสำคัญ เนื่องจากเป็นการนำเอาข้อมูลทางพันธุกรรมที่จำเป็นมาสร้างโปรตีนใหม่ภายในเซลล์ ซึ่งโปรตีนจะเป็นตัวกำหนดความแข็งแรงและการทำงานของเซลล์ และเซลล์จะไปสร้างส่วนประกอบในร่างกายของสิ่งมีชีวิตทั้งหลาย

ดร.แอนเรียสกล่าวว่า ตลอดชีวิตของเราร่างกายจะสร้างเซลล์ ซึ่ง “เซลล์แต่ละชนิดแตกต่างกัน และสิ่งที่ทำให้มันแตกต่างคือ ยีนที่ต่างกัน ซึ่งเคลื่อนไหวอยู่ในเซลล์” โดยยีนจะเป็นตัวกำหนดหน้าที่ของเซลล์ ดังนั้นการทำสำนาจึงต้องไม่มีข้อบกพร่องหรือผิดพลาด

ดร.แอนเดรียสกล่าวว่า ต้องสร้างสำเนาที่ถูกต้องในปริมาณมากให้ยีนแต่ละตัว และต้องสำเนาลำดับของยีนอย่างแม่นยำ ซึ่งร่างกายมนุษย์มีเซลล์ต่างชนิดกันมากมาย เช่น เซลล์ประสาท เซลล์กล้ามเนื้อ เซลล์เม็ดเลือด เซลล์ผิวหนัง และอื่นๆ และเนื่องจากเซลล์แต่ละประเภททำหน้าที่แตกต่างกัน จึงต้องทำให้ยีนที่ต่างกันตื่นตัวในเซลล์แต่ละชนิด

ก่อนหน้านี้ งานวิจัยต่างๆ พิสูจน์ให้เห็นว่า อาหารแคลอรี่ต่ำและการยับยั้งการส่งสัญญาณของอินซูลิน และการปิดกั้นสัญญาณระหว่างอินซูลินกับเซลล์ สามารถช่วยชะลอความแก่และยืดอายุขัยในสัตว์หลายชนิด

ทีมพยายามค้นหาว่าวิธีการนี้จะส่งผลต่อการชะลอความเร็วของ Pol II และลดจำนวนของสำเนาที่ผิดพลาดได้หรือไม่โดยเริ่มต้นทดลองกับหนอน หนู และแมลงวันผลไม้ ที่ถูกดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อยับยั้งการส่งสัญญาณของอินซูลิน รวมถึงศึกษาการทำงานของการสำเนารหัสยีนในเซลล์ของหนูชราที่กินอาหารแคลอรี่ต่ำ พบว่า Pol II ของหนูและแมลงวันผลไม้มีการตอบสนองที่ช้าลง ส่งผลให้เกิดความผิดพลาดในการสำเนาลดลง

ทีมวิจัยติดตามการอยู่รอดของแมลงวันผลไม้และหนอนดัดแปลงพันธุกรรมที่กระบวนการ Pol II ช้าลง พบว่า ทั้งหนูและแมงวันผลไม้มีอายุยืนยาวกว่ากลุ่มที่ไม่เปลี่ยนแปลงพันธุกรรมถึงร้อยละ 10-20 ในทางกลับกัน เมื่อนักวิจัยใช้เทคนิคตัดแต่งยีนย้อนกลับการกลายพันธุ์ในหนอน อายุขัยของหนอนก็สั้นลง

ทีมวิจัยนำผลการทดลองมาทดสอบในมนุษย์ โดยใช้ตัวอย่างเลือดจากผู้ใหญ่และเด็ก ปรากฏผลลัพธ์ที่ได้ออกมาเหมือนกันทุกประการ

ดร.แอนเรียสกล่าวว่า งานวิจัยนี้ชี้ว่า การกินอาหารที่ดีต่อสุขภาพ หรือการจำกัดแคลอรี่ จะช่วยเพิ่มคุณภาพการทำสำเนาดีเอ็นเอในเซลล์ ซึ่งส่งผลดีต่อเซลล์ในระยะยาว

พาปันโทนีส หนึ่งในทีมวิจัยตั้งข้อสังเกตว่า การค้นพบนี้อาจช่วยป้องกันการเกิดโรคมะเร็ง เนื่องจากเป็นโรคที่เกิดในผู้สูงอายุจากความผิดพลาดของเซลล์ ซึ่งการจำกัดความผิดพลาดของการทำสำเนา อาจเป็นวิธีป้องกันการเกิดมะเร็งหรือโรคอื่นๆ ในผู้สูงอายุได้

ดร.แอนเดรียสกล่าวว่า การค้นพบนี้ทำให้เข้าใจถึงความชรา และสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อเราอายุมากขึ้น และในที่สุดจะนำไปสู่ความเข้าใจถึงแนวทางการรักษา ซึ่งจะเปิดโอกาสใหม่ๆ ในการชะลอวัยหรือเสริมสร้างสุขภาพให้กับผู้สูงอายุ