Khoa học tự nhiên

nhà khoa học tìm ra phân tử giúp cải thiện chức năng vận động của cá thể giun lão hóa (17/01/2019)

Một nghiên cứu do các nhà khoa học đến từ Viện Khoa học Đời sống (LSI) thuộc trường Đại học Michigan (Hoa Kỳ) đã phát hiện ra nguyên nhân làm suy giảm chức năng vận động và suy nhược ở những cá thể giun lão hóa nhỏ xíu, đồng thời, tìm ra một phân tử có khả năng giúp cải thiện chức năng này.

Các nhà nghiên cứu từ Viện Khoa học Đời sống của Đại học Michigan đã phát hiện ra nguyên nhân làm suy giảm chức năng vận động và làm tăng sự yếu đuối ở C. Elegans.

Ảnh: Viện Khoa học Đời sống U-M, Stephanie King

Phát hiện được công bố vào ngày 2 tháng 1 trên tạp chí Science Advances, xác định một phân tử có thể nhắm mục tiêu để cải thiện chức năng vận động, đồng thời, chỉ ra rằng các cơ chế tương tự cũng có thể xảy ra ở động vật có vú già.

Cũng giống như con người, khi động vật dần lão hóa, các chức năng vận động của chúng cũng ngày càng suy giảm. Trên thực tế, các hình thức lão hóa ở các loài giun tròn có kích thước nhỏ chỉ 1-2 mm, gọi chung là tuyến trùng, biểu hiện khá giống với các loài động vật khác. Tuổi thọ chỉ kéo dài khoảng ba tuần là yếu tố khiến chúng trở thành một hệ thống mô hình lý tưởng để các nhà khoa học thực hiện nghiên cứu sự lão hóa.

Shawn Xu, giáo sư tại LSI và tác giả nghiên cứu cao cấp cho biết: "Trước đây, chúng tôi quan sát thấy rằng khi giun lão hóa, các chức năng sinh lý của chúng dần suy giảm và mất đi. Đôi khi, ngay từ giai đoạn giữa của tuổi trưởng thành, chức năng vận động của chúng đã bắt đầu suy giảm. Vậy, nguyên nhân nào dẫn đến sự suy giảm đó?".

Để hiểu rõ hơn về sự tương tác giữa các tế bào thay đổi như thế nào khi giun lão hóa dần đi, Xu và các đồng nghiệp đã xem xét tại các khớp nối giữa tế bào thần kinh vận động với tế bào mô cơ.

Nhóm nghiên cứu đã xác định được một phân tử có tên viết tắt là SLO-1, hoạt động với vai trò một bộ điều chỉnh thông tin liên lạc. Phân tử này có khả năng kìm hãm hoạt động của các tế bào thần kinh, hạn chế các tín hiệu từ tế bào thần kinh đến tế bào mô cơ và làm giảm chức năng vận động.

Nhóm đã điều chỉnh cấu trúc của SLO-1. Đầu tiên, họ sử dụng các công cụ di truyền và sau đó sử dụng một loại thuốc gọi là paxilline. Trong cả hai trường hợp, họ quan sát thấy không những chức năng vận động sau này của giun thử nghiệm được duy trì tốt hơn mà chúng còn sống lâu hơn cả những cá thể giun tròn bình thường.

Xu, giáo sư phân tử học và sinh lý học tích hợp tại khoa Y Dược, Đại học Michigan cho biết: "Nếu chỉ cải thiện được yếu tố tuổi thọ mà không cải thiện yếu tố sức khỏe hay thể trạng thì chưa thật sự lý tưởng. Tuy nhiên, chúng tôi thấy rằng các biện pháp can thiệp đã cải thiện cả hai yếu tố trên. Bằng chứng là những cá thể giun này khỏe hơn và sống lâu hơn".

Ngạc nhiên hơn, việc điều chỉnh thời điểm thực hiện các biện pháp can thiệp đã thay đổi đáng kể hiệu quả của cả yếu tố chức năng vận động và tuổi thọ. Khi SLO-1 bị tác động trong giai đoạn đầu của vòng đời, nó không ảnh hưởng đến yếu tố tuổi thọ mà thực tế lại có ảnh hưởng bất lợi đến chức năng vận động ở các cá thể giun non. Nhưng khi hoạt động của SLO-1 bị hạn chế ở tuổi trưởng thành, cả chức năng vận động và tuổi thọ đều được cải thiện.

Do kênh SLO-1 được duy trì trong cơ thể nhiều loài động vật, Xu và nhóm của ông hy vọng những phát hiện mới sẽ là cơ sở để khuyến khích các nhà khoa học phân tích vai trò của nó đối với sự lão hóa trên những sinh vật khác.

"Nghiên cứu sự lão hóa ở các sinh vật có tuổi thọ dài là một quá trình không hề dễ dàng", ông chia sẻ. "Nhưng bây giờ chúng tôi đã xác định được một mục tiêu phân tử, một vị trí tiềm năng và thời gian cụ thể, tất cả sẽ là tiền đề để thực hiện những nghiên cứu sâu rộng hơn".

Các nhà khoa học hy vọng trong thời gian tới sẽ tìm hiểu kỹ hơn về tầm quan trọng của kênh SLO-1 đối với sự phát triển sớm ở giun và cũng để hiểu rõ hơn các cơ chế mà qua đó nó ảnh hưởng đến tuổi thọ của loài này.

Nguồn: P.K.L (NASATI)/www.vista.gov.vn

Cập nhật: 09/01/2019