Điều gì xảy ra với gen sau khi chết

2024 Tác giả: Malcolm Clapton | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 04:15

Một số tế bào vẫn hoạt động trong nhiều ngày hoặc thậm chí vài tuần sau khi cơ thể chết.

Câu hỏi này đã được nghiên cứu như thế nào

Trước khi chúng ta trở thành chính mình, trước khi chúng ta có não, các tế bào của chúng ta đã hoạt động tích cực: chúng phân chia, biệt hóa, tạo thành những "viên gạch", sau đó sẽ được xếp lại thành một cơ thể hoàn chỉnh. Nhưng hóa ra họ không chỉ đoán trước được chúng ta mà còn sống lâu hơn chúng ta.

Tất cả bắt đầu với các nghiên cứu về Thanatotranscriptome: gen tích cực biểu hiện sau khi sinh vật chết bởi di truyền học Alexander Pozhitkov. Năm 2009, ông tiến hành nghiên cứu RNA của cá ngựa vằn sau khi chúng chết. Phôi của những con cá nhiệt đới này trong suốt và lý tưởng để quan sát, đó là lý do tại sao chúng được nuôi trong nhiều phòng thí nghiệm. Pozhitkov cho cá vào nước đá, dẫn đến cái chết của chúng, sau đó đưa chúng trở lại bể cá với nhiệt độ nước bình thường - 27, 7 ℃.

Trong bốn ngày tiếp theo, anh ta lấy một vài con cá ra khỏi bể cá, đông lạnh chúng trong nitơ lỏng và nghiên cứu RNA thông tin (mRNA) của chúng. Các phân tử dạng sợi này tham gia vào quá trình tổng hợp protein. Mỗi sợi mRNA là một bản sao của một đoạn DNA. Sau đó Pozhitkov cũng điều tra mRNA của chuột.

Cùng với nhà hóa sinh Peter Noble, ông đã phân tích hoạt động của mRNA sau khi chết và phát hiện ra một sự thật đáng ngạc nhiên. Ở cả cá và chuột, sự tổng hợp protein đều giảm, đúng như dự đoán. Tuy nhiên, dựa trên số lượng mRNA, quá trình phiên mã (chuyển thông tin di truyền từ DNA sang RNA) được khuếch đại trong khoảng một phần trăm số gen.

Một số gen tiếp tục hoạt động thậm chí 4 ngày sau khi sinh vật chết.

Các nhà khoa học khác đã kiểm tra các mẫu mô của con người và phát hiện ra hàng trăm gen vẫn hoạt động sau khi chết. Ví dụ, sau bốn giờ, sự biểu hiện (nghĩa là chuyển đổi thông tin di truyền thành RNA hoặc protein) của gen EGR3, vốn kích thích tăng trưởng, tăng lên. Hoạt động của các gen khác đang dao động, bao gồm cả CXCL2. Nó mã hóa một protein báo hiệu các tế bào bạch cầu di chuyển đến vị trí viêm trong quá trình nhiễm trùng.

Giám đốc nghiên cứu Pedro Ferreira cho biết đây không chỉ là kết quả của việc các phiên mã gen khác nhau được hoàn thành với tỷ lệ khác nhau. Một số loại quá trình tích cực điều chỉnh sự biểu hiện của gen di truyền.

Sau khi một sinh vật chết đi, những tế bào chết đầu tiên là những tế bào quan trọng nhất, sử dụng nhiều năng lượng nhất - tế bào thần kinh. Nhưng các tế bào ngoại vi vẫn tiếp tục làm công việc của chúng trong nhiều ngày hoặc thậm chí vài tuần, tùy thuộc vào nhiệt độ và mức độ phân hủy của cơ thể. Các nhà nghiên cứu đã thành công trong việc Phục hồi các tế bào giống như nguyên bào sợi từ da dê trong tủ lạnh cho đến 41 ngày động vật chết để chiết xuất tế bào sống từ tai dê 41 ngày sau khi động vật chết. Chúng đã ở trong mô liên kết. Những tế bào này không cần nhiều năng lượng và chúng tồn tại được 41 ngày trong tủ lạnh thông thường.

Ở cấp độ tế bào, cái chết của một sinh vật không quan trọng.

Người ta vẫn chưa biết chính xác nguyên nhân gây ra biểu hiện gen sau di sản. Thật vậy, sau khi chết, oxy và chất dinh dưỡng không còn lưu thông vào các tế bào. Một nghiên cứu mới của Noble và Pozhitkov, Các mẫu trình tự khác biệt trong bảng mã hoạt động sau khi chết, có thể làm sáng tỏ câu hỏi này.

Sử dụng dữ liệu gốc từ cá và chuột, Noble nhận thấy mRNA hoạt động sau khi chết khác với mRNA khác trong tế bào. Khoảng 99% phiên mã RNA trong tế bào bị phá hủy nhanh chóng sau khi sinh vật chết. 1% còn lại chứa các trình tự nucleotide nhất định liên kết với các phân tử quy định mRNA sau phiên mã. Đây có lẽ là thứ hỗ trợ hoạt động của gen di cảo.

Các nhà khoa học tin rằng cơ chế này là một phần của phản ứng tế bào khi cơ thể có thể phục hồi sau chấn thương nghiêm trọng. Có thể các tế bào đang cố gắng "mở tất cả các van" để một số gen có thể được biểu hiện. Ví dụ, các gen phản ứng với chứng viêm.

Tại sao nó lại quan trọng

Hiểu được các cơ chế đằng sau hoạt động của gen sau khi chết sẽ ảnh hưởng đến việc cấy ghép nội tạng, nghiên cứu di truyền và pháp y. Ví dụ, Pedro Ferreira và các đồng nghiệp của ông đã có thể xác định chính xác thời gian chết của một sinh vật, chỉ dựa vào những thay đổi về biểu hiện gen sau khi sinh. Điều này có thể hữu ích khi điều tra các vụ giết người.

Tuy nhiên, trong thí nghiệm này, các nhà khoa học biết rằng các mô được nghiên cứu thuộc về những người hiến tặng không mắc bệnh lý và được bảo quản trong điều kiện lý tưởng. Trong cuộc sống thực, nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến quá trình phiên mã RNA, từ các bệnh trong cơ thể đến nhiệt độ môi trường và thời gian trôi qua trước khi lấy mẫu. Cho đến nay, phương pháp nghiên cứu này vẫn chưa sẵn sàng để sử dụng trong tố tụng pháp lý.

Noble và Pozhitkov tin rằng những khám phá này cũng sẽ hữu ích trong việc cấy ghép nội tạng.

Các cơ quan của người hiến tặng nằm ngoài cơ thể một thời gian. Có lẽ RNA trong chúng bắt đầu gửi các tín hiệu tương tự như trong trường hợp chết. Theo Pozhitkov, điều này có thể ảnh hưởng đến sức khỏe của những bệnh nhân được nhận nội tạng mới. Họ có tỷ lệ mắc bệnh ung thư tăng lên so với dân số chung. Có lẽ mấu chốt không nằm ở loại thuốc ức chế hệ thống miễn dịch mà họ phải dùng, mà là ở quá trình xử lý sau khi chết ở cơ quan được cấy ghép. Hiện vẫn chưa có dữ liệu chính xác, nhưng các nhà nghiên cứu đang xem xét việc lưu trữ nội tạng để cấy ghép không phải trong giá lạnh mà là hỗ trợ sự sống nhân tạo.