Các nhà khoa học tại Viện Salk đã phát hiện ra chuyển mạch bật/tắt trong các tế bào có thể là chìa khóa để chống lão hóa. Chuyển mạch này khuyến khích các tế bào khỏe mạnh tiếp tục phân chia và sản sinh, ví dụ, mô phổi hoặc mô gan mới, ngay cả khi ở tuổi già.

 Trong cơ thể chúng ta, các tế bào mới được phân chia liên tục bổ sung cho phổi, da, gan và các cơ quan khác. Tuy nhiên, hầu hết các tế bào của người không thể phân chia vô hạn định, với mỗi lần phân chia, một máy bấm giờ tế bào (cellular timekeeper) ở hai đầu của nhiễm sắc thể ngắn lại. Khi máy bấm giờ này, được gọi là telomere, trở nên quá ngắn, các tế bào không thể phân chia được nữa, dẫn đến việc các cơ quan và các mô bị thoái hóa, như thường xảy ra ở tuổi già. Nhưng có một cách để giải quyết vấn đề này: một số tế bào sản sinh ra một loại enzyme gọi là telomerase có chức năng tái xây dựng các telomere và cho phép tế bào phân chia vô hạn định.

 Trong một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Genes and Development, các nhà khoa học tại Viện Salk đã phát hiện ra rằng có thể tắt telomerase.

 “Các nghiên cứu trước đây gợi ý rằng khi lắp ráp, telomerase sẵn có bất cứ khi nào cần đến nó,” Giáo sư Vicki Lundblad, tác giả nghiên cứu, nói. “Chúng tôi rất ngạc nhiên khi phát hiện ra rằng về bản chất, telomerase có chuyển mạch 'tắt', nhờ đó mà nó tách rời.”

 Hiểu được chuyển mạch “tắt” này có thể được thao tác như thế nào, do đó làm chậm lại quá trình làm ngắn telomere, có thể đưa đến phương pháp điều trị các bệnh lão hóa (ví dụ, tái tạo cơ quan quan trọng sau này trong cuộc sống).

 Lundblad và Timothy Tucey, tác giả chính của nghiên cứu tiến hành các nghiên cứu trong nấm men Saccharomyces cerevisiae, loại nấm men được sử dụng để làm rượu vang và bánh mì.

 “Chúng tôi muốn nghiên cứu từng thành phần của phức hợp telomerase nhưng hóa ra không phải là một nhiệm vụ đơn giản,” Tucey nói. Tucey phát triển một chiến lược cho phép quan sát từng thành phần trong quá trình tế bào phát triển và phân chia ở độ phân giải rất cao, dẫn đến một tập hợp những khám phá bất ngờ về việc cỗ máy chuyên dụng cho telomere tự lắp ráp với nhau như thế nào và khi nào.

 Mỗi lần tế bào phân chia, toàn bộ hệ gen của nó được nhân đôi. Trong khi sự sao chép diễn ra, Tucey phát hiện ra rằng telomerase sẵn sàng như một phức hợp “tiền lắp ráp”, thiếu một tiểu đơn vị phân tử quan trọng. Nhưng khi bộ gen đã được sao chép hoàn toàn, tiểu đơn vị bị thiếu kết hợp với các đồng hành của nó để tạo thành một phức hợp telomerase hoạt động hoàn chỉnh, đầy đủ, tại đó, telomerase có thể bổ sung các đầu của nhiễm sắc thể bị ăn mòn và đảm bảo cho sự phân chia tế bào diễn ra bình thường.

 Tuy nhiên, điều đáng ngạc nhiên là Tucey và Lundblad tìm ra rằng ngay sau khi phức hợp telomerase được lắp ráp đầy đủ, nó nhanh chóng rời ra để tạo thành một phức hợp “tháo rời” không hoạt động, về cơ bản là chuyển chuyển mạch sang vị trí “tắt”. Các nhà nghiên cứu cho rằng quá trình tháo rời này có thể cung cấp một phương tiện giữ cho telomerase ở mức đặc biệt thấp bên trong tế bào. Mặc dù telomere bị ngắn lại trong các tế bào bình thường có thể góp phần vào sự lão hóa nhưng các tế bào ung thư, ngược lại, dựa vào mức telomerase cao để tạo ra sự tăng trưởng tế bào không được kiểm soát. Việc chuyển đổi sang chế độ “tắt” như vậy được Tucey và Lundblad phát hiện có thể giúp giữ cho hoạt động của telomerase ở dưới ngưỡng này.

Nguồn: NASATI, ngày 1/10/2014