การสัมผัส

นักวิจัยจาก SMU (มหาวิทยาลัย Southern Methodist) ได้ระบุว่ายีนที่เชื่อมโยงกับความรู้สึกสัมผัสอาจได้รับแสงจันทร์เป็นยีนรับกลิ่น นั่นคือข้อสรุปที่ได้จากการศึกษาหนอนโปร่งใสขนาดเล็กมากที่มีความคล้ายคลึงกันหลายอย่างกับระบบประสาทของมนุษย์ "ยีนนี้ได้รับการระบุก่อนหน้านี้ว่าเป็นเป้าหมายในการรักษาอาการปวดเรื้อรัง ตอนนี้เราทราบแล้วว่ายีนนี้เกี่ยวข้องกับการดมกลิ่นด้วย จึงอาจเป็นโอกาสสำหรับการรักษาหรือทำความเข้าใจความบกพร่องในการดมกลิ่น เช่น การสูญเสียกลิ่นอย่างลึกลับจากโรคโควิด-19 มีรายงานผู้ป่วย -19 ราย" Adam D. Norris จาก SMU ผู้เขียนร่วมของการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสารNucleic Acids Research กล่าว Norris เป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ Floyd B. James ในภาควิชาวิทยาศาสตร์ชีวภาพที่ SMU เขาทำงานร่วมกับนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ SMU Xiaoyu Liang และ Canyon Calovich-Benne ซึ่งเป็นผู้เขียนหลักของการศึกษา ทั้งคู่กำลังศึกษาเพื่อรับปริญญาเอก ในสาขาวิทยาศาสตร์ชีวภาพ การสัมผัสเป็นประสาทสัมผัสที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของร่างกายมนุษย์ แต่ยังมีอีกหลายอย่างที่เราไม่เข้าใจ Norris กล่าว นักวิทยาศาสตร์รู้ว่าเมื่อเราสัมผัสบางสิ่ง ระบบประสาทของเราจะรับข้อมูลเชิงกลที่ได้รับจากตัวรับสัมผัสในผิวหนังของเราและแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าไปยังสมอง สิ่งนี้เรียกว่าประสาทสัมผัสทางกลและเป็นสิ่งที่ช่วยให้สมองสามารถบอกเราได้หลากหลายสิ่งเกี่ยวกับการสัมผัสนั้น เช่น วัตถุที่เราสัมผัสนั้นร้อนหรือเย็น หรือในกรณีของหนามของกุหลาบนั้นแหลมคม แต่กลไกที่แน่นอนของ "สิ่งที่เกิดขึ้นภายใต้ประทุน" ในระหว่างการตอบสนองทางไฟฟ้าต่อการสัมผัสนี้ไม่เป็นที่เข้าใจ เนื่องจากระบบประสาทของมนุษย์นั้นซับซ้อนมาก เวิร์มสามารถบอกอะไรเราได้บ้างเกี่ยวกับประสาทสัมผัสของมนุษย์? นักวิทยาศาสตร์มักศึกษาระบบประสาทของหนอนCaenorhabditis elegansเนื่องจากเป็นสายพันธุ์ที่ง่ายกว่ามาก หนอนชนิดนี้มีเซลล์ประสาท 302 เซลล์ในระบบประสาทของมัน เมื่อเทียบกับเซลล์ประสาทหลายพันล้านเซลล์ที่พบในสมองมนุษย์ แต่ยีนหลายตัวที่สร้างเซลล์ประสาทเหล่านี้ในC. elegansก็มีการทำงานที่คล้ายคลึงกันในมนุษย์ ทีมวิจัยของ SMU เริ่มต้นจากความรู้ที่มีอยู่ว่า ยีนที่เรียกว่า mec-2 มีความสำคัญต่อการกระตุ้นเซลล์ประสาทรับ สัมผัส ใน C. elegans สิ่งที่ทีมวิจัยของ SMU พบคือการเปิดใช้งานการสัมผัสไม่ได้เป็นเพียงบทบาทเดียว "นอกเหนือจากการเปิดและปิดยีนแล้ว อีกวิธีหนึ่งในการควบคุมการทำงานของเซลล์ประสาทคือการสร้างยีนเดี่ยวที่เรียกว่าไอโซฟอร์มที่แตกต่างกัน (แต่ทำหน้าที่คล้ายกัน) เรามองหาเซลล์ประสาทที่แตกต่างกันซึ่งมีไอโซฟอร์มของยีนที่สำคัญต่างกัน" นอร์ริสกล่าว . "สิ่งนี้นำเราไปสู่การค้นพบพื้นฐานที่สรุปไว้ในบทความนี้ ซึ่งก็คือไอโซฟอร์มต่างๆ ของยีนเดี่ยว (mec-2) ทำงานเพื่อเปิดใช้งานทั้งการรับรู้ทางกลไกและการดมกลิ่น" โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขาได้เรียนรู้ว่าไอโซฟอร์มของ mec-2 ที่มีหน้าที่ในการรับความรู้สึกทางกลนั้นจำเป็นต้องมีการทำงานของยีนที่เรียกว่า mec-8 จึงจะเปิดใช้งานได้ Norris อธิบาย เซลล์ประสาทมีความสามารถในการแสดงยีนหลายตัวภายในเซลล์ ผู้ที่แสดงยีน mec-8 จะสร้างไอโซฟอร์มการดมกลิ่นของ mec-2 แทน "Mec-8 ทำให้แน่ใจว่า mec-2 ถูกสร้างขึ้นในไอโซฟอร์มของกลไกประสาทสัมผัส" เขากล่าว หากไม่มีมัน ยีน mec-2 จะสร้างไอโซฟอร์มที่จำเป็นต่อกลิ่นในC. elegans แทน นักวิจัยของ SMU พบว่าใช้เทคนิคล้ำสมัยที่เรียกว่า "การจัดลำดับเซลล์เดี่ยวแบบลึก" "การจัดลำดับเซลล์เดียวช่วยให้นักวิจัยสามารถดูยีนทั้งหมดที่อยู่ในเซลล์เดียวได้ การจัดลำดับเซลล์เดียวแบบลึกช่วยให้พวกเขาเห็นความสมบูรณ์ของยีนแต่ละตัว แทนที่จะเป็นเพียงส่วนเล็ก ๆ จากส่วนท้ายของยีน" นอร์ริสอธิบาย . "การจัดลำดับเซลล์เดี่ยวในระดับลึกร่วมกันเผยให้เห็นยีนทั้งหมดและไอโซฟอร์มทั้งหมดของยีนเหล่านั้นที่แสดงออกในเซลล์เดียว "การใช้เทคโนโลยีนี้ช่วยให้เราสามารถระบุไอโซฟอร์มในเซลล์ประสาทรับความรู้สึกเดี่ยวด้วยความไวที่ไม่เคยมีมาก่อน ซึ่งนำไปสู่การค้นพบเหล่านี้โดยตรง" เขากล่าว สิ่งนี้สามารถนำไปสู่ยารักษาโรคเพื่อรักษาอาการสูญเสียการรับกลิ่นได้หรือไม่? ตอนนี้พวกเขารู้บทบาทของ mec-2 ในการรับรู้กลิ่นแล้ว ขั้นตอนต่อไปของ Norris Lab คือการตรวจสอบว่ายีนของมนุษย์ที่เรียกว่า stomatin สามารถทำสิ่งเดียวกันได้หรือไม่ พบยีน mec-2 ในเวิร์ม ไม่ใช่มนุษย์ แต่สโตมาตินเป็นยีนที่มนุษย์ผลิตขึ้น และได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความคล้ายคลึงกับเมค-2 อย่างมากในแง่ของความรู้สึกสัมผัสในมนุษย์ หากพบว่ามีการได้กลิ่นจริงเช่นกัน นอร์ริสกล่าวว่าวิธีการที่คล้ายคลึงกันซึ่งกำลังมีการศึกษาเพื่อรักษาอาการปวดเรื้อรังอาจถูกนำมาใช้เพื่อจัดการกับการสูญเสียการได้กลิ่นสำหรับผู้ที่เคยป่วยด้วยโรคโควิด-19 ยารักษาโรคทำงานโดยการระบุเป้าหมายระดับโมเลกุลที่มีบทบาทในผลทางลบทางชีวภาพ เมื่อระบุเป้าหมายได้แล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการค้นหาคีย์เคมีที่สามารถผูกกับเป้าหมายและปรับเปลี่ยนพฤติกรรมของมัน ดังนั้นมันจะไม่สร้างผลกระทบในทางลบตามปกติ สามารถสร้างยารักษาโรคได้โดยใช้รหัสเคมีนี้ ในกรณีของการวิจัยของทีม Norris นักวิทยาศาสตร์ต้องการดูว่าพวกเขาสามารถดัดแปลง mec-2 ในเวิร์มได้หรือไม่ และในที่สุดก็อาจเป็นไปได้ว่า stomatin ในมนุษย์ เพื่อให้ประสาทสัมผัสบางอย่างเปลี่ยนขึ้นหรือลงได้ Norris กล่าวว่า "แนวคิดในการทดลองพรีคลินิกคือการลดความไวของเซลล์ประสาทสัมผัสกลไกโดยไม่ทำให้ช่องรับความรู้สึกติดขัดด้วยการปรับกิจกรรมของ mec-2 เพื่อบรรเทาอาการปวดเรื้อรัง" "การทำเช่นนั้น บางทีอาจใช้ mec-2 เป็น "เทอร์โมสแตททางประสาทสัมผัส" เพื่อเพิ่มหรือลดกิจกรรมทางประสาทสัมผัส" นอร์ริสย้ำว่าทฤษฎีนี้ต้องการการวิจัยเพิ่มเติม "จนถึงขณะนี้มีการทดลองในC. elegansและหนูที่เห็นพ้องต้องกัน เป็นเรื่องธรรมดาที่จะตั้งสมมติฐานว่าผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันจะเกิดขึ้นกับมนุษย์" เขากล่าว “แต่นั่นจำเป็นต้องได้รับการพิสูจน์”