พันธุศาสตร์ของ ‘สัตว์ที่เป็นอมตะ’ ได้รับการเปิดเผยบางส่วนแล้ว

ความเป็นอมตะเป็นความฝันของมนุษย์มานานแสนนาน โดยเฉพาะกับผู้มีอำนาจ พวกเขาไม่ยากตาย แต่ที่ผ่านมามนุษย์ทุกต้องตาย จนมาถึงวันที่นักวิจัยได้พบเข้ากับแมงกะพรุนอมตะ (Immortal jellyfish) ซึ่งจนถึงตอนนี้ มันเป็นสัตว์เพียงชนิดเดียวที่เป็นอมตะ และด้วยความสามารถพิเศษนี้ ได้จุดประกายให้กับนักวิจัยอีกครั้งและนี่คือเรื่องราวของแมงกะพรุนอมตะ

แมงกะพรุนอมตะ คืออะไร?

Advertisements

แมงกะพรุนอมตะ (Immortal jellyfish) มีชื่อวิทยาศาสตร์ เทอร์ริท็อปซิส โดห์นี่ (Turritopsis dohrnii) เป็นแมงกะพรุนขนาดเล็ก มีขนาดประมาณ 4.5 มิลิเมตร แมงกะพรุนชนิดนี้ เป็นสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวในโลกที่เป็น “อมตะ” มันจะไม่ตายหากไม่โดนกินหรือโดนทำลาย แมงกะพรุนอมตะพบได้ที่ ชายฝั่งญี่ปุ่น, บางพื้นที่ในทะเลเมดิเตอร์เรเนียน ชายฝั่งอิตาลี, กรีซและโครเอเชีย

ก่อนที่เราจะเข้าใจความพิเศษของแมงกะพรุนอมตะ เราต้องเข้าใจวงจรชีวิตปกติของแมงกะพรุนทั่วไปว่าเป็นเช่นไร? โดยปกติแมงกะพรุนจะมีวงจรชีวิตที่เปลี่ยนรูปร่างไปในแต่ละช่วงชีวิต เริ่มจากไข่ที่ผสมแล้วของแมงกะพรุนที่โตเต็มวัยที่มีลักษณะเป็นถุงตัวอ่อน (Larva) สิ่งนี้จะไปยึดเกาะกับหิน หรืออะไรก็ตามที่มันเกาะได้ แล้วจะพัฒนาเป็นโพลิป (Polyp) แล้วจะกลายเป็นขั้นเมดูซ่าที่จะเติบโตจนเต็มวัย พร้อมผสมไข่กับสเปิร์มต่อไปจนครบวงจร

แต่สิ่งที่นักวิจัยพบในแมงกะพรุนอมตะนั้นพิสดารกว่ามาก เพราะแมงกะพรุนอมตะ ไม่มีการขยายพันธุ์ตามวงจรชีวิตที่เราเคยรู้จัก แต่ดูเหมือนว่าแมงกะพรุนอมตะมีการเติบโตแบบ “ย้อนกลับ” หรือก็คือแทนที่จะแก่และตาย มันสามารถย้อนวัยให้เด็ก และจะเติบโตขึ้นมาอีกครั้ง

หากดูจากภาพวงจรชีวิตของแมงกะพรุนทั่วไปจะเป็นเส้นสีดำ พวกมันจะเริ่มจากไข่ที่ผสมแล้วของแมงกะพรุนโตเต็มวัยที่มีลักษณะเป็นถุงตัวอ่อน (Larva) จากนั้นจะค่อยๆ พัฒนาเป็นโพลิป (Polyp) แล้วก็เข้าขั้นเมดูซ่าและโตจนพร้อมผสมไข่กับสเปิร์มต่อไปจนครบวงจร แต่กับ “แมงกะพรุนอมตะ” มันไปเส้นทางที่ 2 ซึ่งก็คือสีส้ม มันจะไม่เป็นไข่และตัวอ่อน

เมื่อแมงกะพรุนอมตะเริ่มแก่ หรือเกิดความเสียหายกับร่างกาย หรือสภาพแวดล้อมไม่เหมาะสม ลำตัวและหนวดของมันจะหดเล็กลงจนดูเหมือนจะหายไป เนื้อเยื่อค่อยๆ จมลงสู่พื้นทะเล แต่แทนที่เซลล์เหล่านั้นจะเน่าสลายเหมือนสัตว์ที่ตาย เซลล์จะกลับมาจัดเรียงตัวใหม่ กลายเป็นโพลิป (Polyp) จากนั้นมันจะเริ่มต้นชีวิตใหม่อีกรอบ และขั้นตอนที่กล่าวมา มันใช้เพียงไม่กี่คืนจากขั้นตอนกลับเป็นเด็กไปจนถึงขั้นเมดูซ่า

โดยในทางทฤษฎีกระบวนการนี้สามารถดำเนินต่อไปได้เรื่อยๆ จึงทำให้แมงกะพรุนชนิดนี้เป็น “อมตะทางชีวภาพ” ได้อย่างไม่มีขีดจำกัด แต่! มันก็ยังสามารถตายได้ เพราะมีแนวโน้มว่าพวกมันจะถูกกินโดยสัตว์ชนิดอื่น

สิ่งที่นักวิจัยรู้ในตอนนี้ เกี่ยวกับแมงกะพรุนอมตะ

เรื่องที่กำลังเล่าต่อไปนี้ ค่อนข้างเข้าใจได้ยากเล็กน้อยนะครับ แต่ก็จะพยายามสรุปๆ มาให้ฟังกัน … อย่างที่บอกเอาไว้ตอนต้นว่า สัตว์ที่เป็นอมตะ เท่าที่มนุษย์รู้จักในตอนนี้คือ “แมงกะพรุนอมตะ (Immortal jellyfish) มีชื่อวิทยาศาสตร์ เทอร์ริท็อปซิส โดห์นี่ (Turritopsis dohrnii) และเพื่อให้ง่ายต่อการอธิบาย ผมจะเรียก แมงกะพรุนอมตะว่า “ที-โดห์นี่”

และยังมีแมงกะพรุนพี่น้องซึ่งมีความใกล้เคียงกับ “ที-โดห์นี่” ก็คือ เทอร์ริท็อปซิส รูบลา (Turritopsis rubra) ซึ่งผมจะเรียกว่า “ที-รูบลา” ทั้งสองเป็นแมงกะพรุนสกุลเดียวกัน นักวิจัยหวังว่าการเปรียบเทียบ DNA ของแมงกะพรุงทั้งสอง จะช่วยให้เราเข้าใจกระบวนชราภาพและวิธีหลีกเลี่ยงความตาย

จากภาพแผนวงจรชีวิตของ ที-รูบลา ที่อยู่ทางซ้าย และ ที-โดห์นี่ ที่อยู่ทางขวา ลูกศรสีเขียวอ่อนบ่งบอกถึงวงจรชีวิตโดยทั่วไป ในขณะที่สีน้ำเงินบ่งชี้ถึงการพลิกกลับของยีน ที-โดห์นี่ ในขั้นตอนนี้เมดูซ่า (medusa) ที่ว่ายน้ำอย่างอิสระจะหดตัวจนถึงระยะซีสต์ (cyst stage) ซึ่งโครงสร้างทั้งหมดจากเมดูซ่าจะหายไป กลายเป็นมวลทึบแสงที่เป็นเนื้อเดียวกันอย่างสิ้นเชิง ต่อมา! สโตลอน (stolon) จะเริ่มเติบโตจากถุงน้ำ และ โพลิป บัท (polyp bud) ก็ดูเหมือนจะกลายเป็นติ่งเนื้อ ที่จะโตเต็มวัยภายหลังจากนั้น

อีกสิ่งหนึ่งที่น่าสนใจคือ ในตอนนี้นักวิจัยรู้ว่ามีไฮดรา (Hydra) อย่างน้อย 3 ชนิด ที่สามารถย้อนวัยได้ โดยมันจะเริ่มจากวัยผู้ใหญ่สู่วัยเด็ก ก่อนที่จะเติบโตอีกครั้ง ซึ่งก็คล้ายกับ ที-โดห์นี่

อย่างไรก็ตาม ความสามารถของไฮดรานับว่ายังต่างชั้นกับของ โดห์นี่ เพราะไฮดรายังคงต้องการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเพื่อทำให้พวกมันยังอยู่ต่อไปได้ ในทางกลับกัน ที-โดห์นี่ ดูเหมือนจะเปลี่ยนได้อย่างอิสระ และยังสามารถพลิกกลับวงจรชีวิตได้เท่าที่มันต้องการ

วิธีของไฮดรา (Hydra)
Advertisements

และจากการที่นักวิจัยได้เทียบระหว่าง ที-โดห์นี่ และ ที-รูบลา พวกเขายังไม่ได้รับหลักฐานที่ชัดเจนเกี่ยวกับเคล็ดลับทางพันธุกรรมใดๆ ที่ดูเหมือนจะเป็นน้ำพุแห่งความเยาว์วัย แต่พวกเขาค้นพบผู้ต้องสงสัยที่มีศักยภาพที่หลากหลาย

นักวิจัยกล่าวว่า “เราได้ระบุตัวแปรและการขยายตัวของยีน ที่เกี่ยวข้องกับการทำซ้ำ, การซ่อมแซมดีเอ็นเอ, การบำรุงรักษาเทโลเมียร์, สภาพแวดล้อมรีดอกซ์, ประชากรสเต็มเซลล์, และการสื่อสารระหว่างเซลล์”

ติ่งเนื้อของ T. dohrnii นี้มาจากอาณานิคมที่สร้างโดยเมดูซ่าเพียงตัวเดียว

และจากสิ่งเหล่านี้ พวกเราสามารถพิสูจน์ได้ในที่สุด โดยการศึกษาได้กล่าวถึงลักษณะสำคัญสองประการของจีโนมใน ที-โดห์นี่ ที่ขาดหายไปในญาติของมัน หนึ่งคือโปรตีนที่ควบคุมการแสดงออกของยีน อีกหนึ่งคือการกระตุ้นพลูริโพเทนซี (Pluripotency) ซึ่งเป็นความสามารถของเซลล์ต้นกำเนิด ที่จะเปลี่ยนเป็นเซลล์ประเภทใดก็ได้ที่ต้องการ

สุดท้ายการนำสิ่งเหล่านี้ไปใช้กับมนุษย์ จะเป็นงานที่หนักหนาสาหัส เพราะถึงแม้นักวิจัยจะพยายามอย่างมาก แต่จนถึงวันนี้ ก็ยังไม่เข้าใจคุณสมบัติหลายอย่างของ ที-โดห์นี่ บางทีสิ่งเหล่านี้อาจใช้ได้เฉพาะพวกมันเท่านั้น แต่หากเราเข้าใจบางอย่าง ก็อาจช่วยให้สิ่งมีชีวิตอื่นรวมถึงมนุษย์มีสุขภาพที่ดีขึ้นได้

อ่านเรื่องอื่น

Advertisements
แหล่งที่มาpnas.org