Một ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM) cho thấy nhân của tế bào người, với hạch nhân được tô màu tím. Hạch nhân thực hiện chức năng như là não bộ của nhân, tạo ra rRNA, một thành phần cơ bản trong quá trình sản xuất protein. CreditJose Calvo/Science Source Thứ quyết định tuổi thọ của chúng ta
Thứ quyết định tuổi thọ của chúng ta
Có thể bạn đã quên mất hạch nhân từ ngày bạn học nó ở lớp sinh học, nhưng các nhà khoa học nghĩ rằng cấu trúc này bên trong các tế bào của bạn có thể thể hiện một vai trò quan trọng trong quá trình lão hóa. Thứ quyết định tuổi thọ của chúng ta Thứ quyết định tuổi thọ của chúng ta
Các nhà nghiên cứu đã xác định được gen bị đột biến [1] kéo dài tuổi thọ của giun, điều đó dẫn tới một phát hiện đột phá trong nghiên cứu sự lão hóa [2] – dường như nó được kiểm soát bởi các quá trình chuyển hóa. Sau đó, khi các nhà nghiên cứu tìm hiểu các quá trình này, tất cả các dấu vết dường như đều hướng đến hạch nhân (nhân con – nucleolus). Thứ quyết định tuổi thọ của chúng ta Thứ quyết định tuổi thọ của chúng ta
Dưới kính hiển vi, thật khó mà bỏ lỡ nó được. Cứ lấy bất kỳ tế bào có nhân, nhìn vào bên trong và tìm kiếm một vùng nhỏ màu tối. Đó là hạch nhân. Nếu coi tế bào là nhãn cầu, thì tức là bạn đang nhìn vào đồng tử của nhãn cầu đó. Thứ quyết định tuổi thọ của chúng ta Thứ quyết định tuổi thọ của chúng ta
Bạn có một hạch nhân trong nhân của mỗi tế bào trong cơ thể. Tất cả các động vật cũng vậy. Cả thực vật và nấm mem cũng tương tự. Chúng đã trở nên quan trọng hơn nhiều trong hiểu biết của chúng ta về cách tế bào hoạt động. Thứ quyết định tuổi thọ của chúng ta Thứ quyết định tuổi thọ của chúng ta
“Chúng ta nghĩ rằng hạch nhân thể hiện một vai trò quan trọng trong điều hòa thời gian sống của các động vật,” theo Adam Antebi, một nhà sinh học tế bào tại Viện Max Planck về Sinh học lão hóa ở Đức. Ông là tác giả của một bài viết tổng quan mới công bố hồi tháng 5 trên Trends in Cell Biology [3] đề cập đến tất cả những con đường mới có thể khiến các nhà nghiên cứu “phải lòng” hạch nhân – đặc biệt là vai trò của nó trong lão hóa.
Có thể bạn đã quên kiến thức sinh học đại cương này, nhưng hạch nhân chính là nhà máy sản xuất ribosome của tế bào. Ribosome như những cỗ máy tí hon sản xuất protein mà tế bào dùng cho các mục đích như tạo ra tóc, hình thành trí nhớ, kết nối và bắt đầu, kết thúc và làm chậm các phản ứng giúp một tế bào duy trì chức năng. Việc này tiêu tốn khoảng 80% năng lượng của tế bào. Thứ quyết định tuổi thọ của chúng ta
Nhưng vẫn còn nhiều điều hơn là chỉ đơn thuần tạo ra ribosome khi nói về hạch nhân.
Nếu như việc xây dựng tế bào giống như xây dựng những tòa nhà, và DNA chứa bản sơ đồ thiết kế, thì hạch nhân sẽ là giám sát xây dựng hoặc kỹ sư. “Nó biết về chuỗi cung ứng, kết hợp tất cả các công việc, thực hiện kiểm tra chất lượng và đảm bảo mọi thứ diễn ra ổn thỏa,” Antebi nói. Thứ quyết định tuổi thọ của chúng ta
Chúng có thể cân bằng những nhiệm vụ này để ảnh hưởng đến sức khỏe và thời gian sống của tế bào như thế nào? Thứ quyết định tuổi thọ của chúng ta
Hạch nhân có thể thay đổi trong sự đáp ứng lại nguồn dưỡng chất cũng như tín hiệu sinh trưởng của cơ thể.
Càng nhiều tín hiệu tăng trưởng mà nó cảm nhận được, càng nhiều ribosome được tạo ra. Nó trở nên lớn hơn để có thể chứa ribosome, nhưng một cách kỳ lạ là nó cũng làm giảm thời gian sống của một tế bào hay của sinh vật. Khi thức ăn bị giới hạn, tức là một con đường chuyển hóa bị ngừng hoặc chậm lại, hạch nhân thu nhỏ lại, tạo ra ít ribosome hơn và các tế bào cũng sống lâu hơn. Thứ quyết định tuổi thọ của chúng ta
Tiến sĩ Antebi nghĩ rằng khi hạch nhân trở nên nhỏ hơn, nó cũng bắt đầu tái cấu trúc lại những gì mà nó cần tạo ra theo cách phù hợp nhất với những nguồn cung dưỡng chất. Thứ quyết định tuổi thọ của chúng ta
Đây là một quá trình tích hợp cao, ông cho biết. Và thời gian sống có thể được hiểu như là khả năng của hạch nhân trong việc cân bằng nhu cầu tăng trưởng với nhu cầu sửa chữa những sai hỏng và đảm bảo mọi thứ hoạt động.
Một thuốc gọi là rapamyxin có chức năng ngăn chặn tín hiệu của một con đường chuyển hóa, đã giúp kéo dài tuổi thọ của các loài khác nhau, từ nấm men, giun, ruồi giấm cho đến chuột. Ngoài ra, những người sống trăm tuổi có xu hướng có những tế bào mà trong nó có sự giảm tín hiệu trong một số con đường [4] liên quan đến insulin.
Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy rằng hạn chế chế độ ăn đến tối thiểu và tập thể dục làm thu nhỏ hạch nhân trong các tế bào cơ của một số người ở độ tuổi trên 60. Những người mắc ung thư hay chứng lão hóa sơm, có xu hướng bành trướng hạch nhân hơn [5]. Thứ quyết định tuổi thọ của chúng ta
Bạn có thể thấy loại tác động này ở nhiều loài khác nhau. “Thật tuyệt vời – kể cả giống nhau về mặt di truyền, một số loài sống đời sống ngắn hơn và một số lại sống cuộc đời dài hơn,” Antebi cho biết. “Chúng tôi nghĩ rằng hạch nhân nhỏ có thể là một dấu hiệu về khả năng sống lâu [6]” đối với một số tế bào trong một số điều kiện, ông bổ sung. Thứ quyết định tuổi thọ của chúng ta
Cần thêm nhiều nghiên cứu để biết liệu kích cỡ của cấu trúc này có phải là chỉ thị cho khả năng sống lâu hay lão hóa, hoặc liệu chúng có thực sự tác động đến tuổi thọ hay không. Thứ quyết định tuổi thọ của chúng ta
“Chúng tôi đang dành rất nhiều tiền của cho việc thử nghiệm tìm ra các chỉ thị sinh học cho lão hóa và tuổi thọ, và có thể nó nằm ngay dưới kính hiển vi để chúng tôi có thể nhìn thấy như lúc này đây,” tiến sĩ Antebi kỳ vọng.
Trích dẫn
[1] Friedman DB, Johnson TE. “A mutation in the age-1 gene in Caenorhabditis elegans lengthens life and reduces hermaphrodite fertility”. Genetics. 1988 Jan 1;118(1):75-86.
[2] Uno M, Nishida E. Lifespan-regulating genes in C. elegans. NPJ aging and mechanisms of disease. 2016 Jun 2;2:16010.
[3] Tiku V, Antebi A. Nucleolar Function in Lifespan Regulation. Trends in cell biology. 2018 May 17.
[4] Van Heemst D, Beekman M, Mooijaart SP, Heijmans BT, Brandt BW, Zwaan BJ, Slagboom PE, Westendorp RG. Reduced insulin/IGF‐1 signalling and human longevity. Aging cell. 2005 Apr 1;4(2):79-85.
[5] Buchwalter A, Hetzer MW. Nucleolar expansion and elevated protein translation in premature aging. Nature communications. 2017 Aug 30;8(1):328.
[6] Tiku V, Jain C, Raz Y, Nakamura S, Heestand B, Liu W, Späth M, Suchiman HE, Müller RU, Slagboom PE, Partridge L. Small nucleoli are a cellular hallmark of longevity. Nature Communications. 2017 Aug 30;8:16083.
Theo The New York Time
Bài viết có thể bạn quan tâm
iceberg (biên tập)
tapchisinhhoc.com
No Responses