ความเครียดควบคุมระดับฮีโมโกลบินในเลือดได้อย่างไร

ความสามารถในสูดออกซิเจนของพวกเราเป็นสิ่งสำคัญที่จะทำให้พวกเราอยู่รอด กระบวนการนี้เป็นสื่อกลางของฮีโมโกลบินในเลือดของพวกเรา ซึ่งคอยช่วยรองรับออกซิเจนเอาไว้ เนื่องจากบนภูเขาสูงมีระดับออกซิเจนที่น้อย ร่างกายของพวกเราจึงได้แรงกดดันจากฮีโมโกลบินจนเกิดความเครียดขึ้นมา แต่ความเครียดต่อเซลล์มีกระบวนการในการผลิตฮีโมโกลบินได้อย่างไร?

ในหน้ากระดาษที่ตีพิมพ์ในนิตยสาร Cell Research ที่ได้มีการตีพิมพ์เมื่อวันที่ 4 เมษายน ปี 2017 นักวิจัยหลายคนในมหาวิทยาลัย Hebrew ของเยรูซาเล็มได้รายงานว่า ได้ทำการค้นพบกลไกใหม่ตลอดจนถึงแสดงให้เห็นถึงกลไกของยีนโกลบิน จนถึงตอนนี้ก็ยังไม่รู้ถึงคุณลักษณะของยีนฮีโมโกลบินได้ว่า ระดับความเครียดจะต้องมีการผลิตฮีโมโกลบินหรือไม่อย่างไร

ในการผลิตโปรตีนโมเลกุลโกลบินนั้น ในดีเอ็นเอของยีนโกลบินจะมีการถ่ายโอนไปยังโมเลกุล RNA ซึ่งส่วนย่อยภายในต้องมีการตัดออกหรือเอาออกไปเพื่อให้มีการผลิตโปรตีนสังเคราะห์ RNA ในเม็ดเลือดแดง

ตอนนี้ทีมนักชีววิทยาโมเลกุลนำโดยศาสตราจารย์ Raymond Kaempfer จากมหาวิทยาลัย Hebrew คณะการแพทย์ได้รายงานว่า ได้คัดแยกยีนโกลบินทั้งวัยผู้ใหญ่กับวัยทารก โดยมีการผูกติดกับ RNA ที่มีการควบคุมอย่างเข้มงวดโดยเซลล์ที่เป็นสัญญาณที่ส่งผลต่อความเครียด

สัญญาณจะต้องใช้ระยะเวลานานกว่าจะรู้ได้ โดยมีเรื่องของเอ็มไซด์ที่ปรากฏอยู่ในทุก ๆ เซลล์ของร่างกาย ซึ่งมีชื่อเรียกว่า PKR โดยมีการทำงานอย่างเงียบ ๆ เว้นแต่จะมีการทำงานโดยองค์ประกอบของ RNA โดยเฉพาะ ตลอดจนถึง RNA ที่เกิดจากเชื้อไวรัส

สิ่งที่ Kaempfer กับคณะได้พบว่า RNAs ที่มีขนาดยาวได้มีการถ่ายโอนจากยีนโกลบินในส่วนขององค์ประกอบ RNA ที่มีขนาดสั้น ซึ่งมีการทำงานเข้ากันได้ดีกับ PKR เว้นแต่เอ็มไซด์ PKR มีการทำงานในลักษณะเดียวกัน RNA ที่ยาวไม่สามารถที่จะสานได้กับแม่แบบ RNA จากการสังเคราะห์โปรตีนโกลบินได้

“เป็นที่น่าแปลกใจที่พวกเราเห็นถึงระบบกลไกใหม่ตลอดจนถึงยีนฮีโมโกลบินที่แสดงให้เห็นถึงการถูกควบคุมโดยความเครียด สัญญาณที่เกิดขึ้นภายในเซลล์เป็นสิ่งสำคัญที่ช่วยรับมือกับความเครียดได้ ซึ่งมีความจำเป็นที่ต้องปล่อยให้มีการผลิตฮีโมโกลบิน สัญญาณความเครียดทำงานโดยยีนฮีโมโกลบินด้วยตัวมันเอง แม้ว่าพวกเรารู้มานานแล้วว่า สัญญาณนี้จะเกิดจากการยับยั้งไม่ให้มีการสังเคราะห์โปรตีน ในช่วงระหว่างที่ยีนแสดงให้เห็นว่าเป็นสิ่งจำเป็นที่ขาดไม่ได้นั้น มีการทำงานไปในเชิงบวกก่อนที่จะมีการปรับเปลี่ยนอย่างทันท่วงทีเพื่อปล่อยให้ฮีโมโกลบินส่วนใหญ่ได้พักหายใจ” กล่าวโดยศาสตราจารย์ Raymond Kaempfer,Dr.Phillip M.Marcus ซึ่งเป็นศาสตราจารย์ทางด้านชีววิทยาโมเลกุลกับวิจัยมะเร็งที่มหาวิทยาลัย Hebrew University แห่งเยรูซาเล็ม

ทันทีที่มีการทำงาน PKR เปลี่ยนสถานะเป็นฟอสเฟต (เป็นกระบวนการที่รู้จักกันในชื่อฟอสฟอรีเลชัน) ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญที่นำไปสู่การสังเคราะห์โปรตีนทั้งหมดที่มีชื่อว่า elF2-แอลฟา ซึ่งมีโอกาสที่จะนำไปสู่การหยุดชะงักของ elF2-แอลฟา ซึ่งผลลัพธ์ที่ออกมาก็เป็นการปิดกั้นการสังเคราะห์โปรตีน  กระบวนการนี้ถือเป็นสิ่งสำคัญที่จะช่วยกำจัดความเครียด

สิ่งที่คาดไม่ถึงก็คือ พวกเขาพบว่าทันทีที่มีการทำงานแล้ว ตัว PKR ก็จะมีการดำเนินการในส่วนของฟอสฟอรีเลชัน elF2-แอลฟา และฟอสฟอรีเลชัน elF2-แอลฟาถือเป็นรูปแบบสำคัญที่ช่วยประสานโกลบิน RNA ได้ ในกระบวนการประสานนั้น มีการกำจัดในส่วนของ RNA ภายใน เนื่องจากแม่แบบ RNA มีการผลิตที่ไม่สามารถทำให้ PKR ทำงานได้อีกต่อไป ตอนนี้ก็ไม่ได้มีการกีดกั้นให้มีการสังเคราะห์ RNA นี้ ซึ่งเป็นห่วงโซ่ที่สำคัญของโกลบินโปรตีนในระดับที่สูงสุด สามารถหายใจรับออกซิเจนได้อย่างเต็มที่ พูดง่าย ๆ ก็คือมีความสามารถที่จะทำให้ PKR สามารถทำงานได้ชั่วคราว เพื่อให้สามารถทำงานประสานระหว่างกันได้

ดังนั้นทางด้านทีมวิจัยก็ได้ทำการวิเคราะห์สิ่งแปลกใหม่ ซึ่งเป็นบทบาทการทำงานที่เป็นด้านบวกของ PLR กับ elF2-แอลฟา ฟอสฟอรีเลชันในการเชื่อมต่อไปยังโกลบิน RNA มนุษย์ ในทางกลับกันมีบทบาทในเชิงลบในส่วนของความเครียดภายในเซลล์ที่ตอบสนองในส่วนของการสังเคราะห์โปรตีน

เป็นที่เข้าใจได้ว่า ความเครียดไม่ได้เพียงแค่เป็นส่วนสำคัญเท่านั้น แต่อาจเป็นส่วนสำคัญที่พวกเราจะต้องมาทำความเข้าใจฮีโมโกลบินที่ปรากฎให้เห็น “สิ่งที่เห็นได้ชัดก็คือ ระดับความเครียดภายในเซลล์ลดน้อยลงและความสามารถในการตอบสนองต่อความเครียดเป็นสิ่งสำคัญที่ทำให้พวกเราอยู่รอด พวกเราจะต้องรู้ว่า เรื่องนี้มีความเกี่ยวข้องกับกระบวนการทางด้านชีววิทยา และตอนนี้พวกเราเข้าใจแล้วว่า มีโมเลกุลขนาดเล็กที่คอยรองรับออกซิเจนในเลือดของพวกเราเอาไว้อยู่” กล่าวโดยศาสตราจารย์ Kaempfer

ผู้แปล : Mr.lawrence10

ที่มา : sciencedaily.com