ให้ความรู้เกี่ยวกับสัตว์เลี้ยง

การศึกษาซึ่งเผยแพร่ในวันนี้ (13 เมษายน 2565) ในวารสาร Natureได้วิเคราะห์จีโนมจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม 16 สายพันธุ์ ตั้งแต่หนูไปจนถึงยีราฟ ผู้เขียนยืนยันว่ายิ่งอายุขัยของสปีชีส์ยาวนานขึ้น อัตราการกลายพันธุ์ก็จะยิ่งช้าลง ซึ่งสนับสนุนทฤษฎีที่มีมาอย่างยาวนานว่าการกลายพันธุ์ทางร่างกายมีบทบาทในการแก่ชรา การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่เรียกว่าการกลายพันธุ์ของร่างกายเกิดขึ้นในทุกเซลล์ตลอดอายุของสิ่งมีชีวิต นี่เป็นกระบวนการทางธรรมชาติ โดยเซลล์จะมีการกลายพันธุ์ประมาณ 20 ถึง 50 ครั้งต่อปีในมนุษย์ การกลายพันธุ์เหล่านี้ส่วนใหญ่จะไม่เป็นอันตราย แต่บางส่วนสามารถเริ่มต้นเซลล์บนเส้นทางของมะเร็งหรือทำให้การทำงานปกติของเซลล์บกพร่องได้ ตั้งแต่ทศวรรษที่ 1950 นักวิทยาศาสตร์บางคนคาดการณ์ว่าการกลายพันธุ์เหล่านี้อาจมีบทบาทในการแก่ชรา แต่ความยากลำบากในการสังเกตการกลายพันธุ์ของร่างกายทำให้การศึกษาความเป็นไปได้นี้เป็นเรื่องท้าทาย ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีได้อนุญาตให้มีการสังเกตการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในเนื้อเยื่อปกติ ทำให้มีความหวังในการตอบคำถามนี้1 อีกคำถามหนึ่งที่มีมาอย่างยาวนานคือความขัดแย้งของเปโต เนื่องจากมะเร็งพัฒนาจากเซลล์เดียว สปีชีส์ที่มีร่างกายขนาดใหญ่ (และด้วยเหตุนี้เซลล์จำนวนมาก) ในทางทฤษฎีจึงมีความเสี่ยงสูงต่อการเกิดมะเร็ง อุบัติการณ์ของมะเร็งในสัตว์ไม่ขึ้นอยู่กับขนาดของร่างกาย เชื่อกันว่าสัตว์ที่มีลำตัวขนาดใหญ่ได้พัฒนากลไกที่เหนือกว่าในการป้องกันมะเร็ง กลไกดังกล่าวคือการลดลงของการสะสมของการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในเนื้อเยื่อหรือไม่นั้นยังไม่ได้รับการทดสอบ ในการศึกษานี้ นักวิจัยจาก Wellcome Sanger Institute ได้ทดสอบทฤษฎีเหล่านี้โดยใช้วิธีการใหม่ในการวัดการกลายพันธุ์ของร่างกายในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม 16 สายพันธุ์ ซึ่งครอบคลุมอายุขัยและมวลกายที่หลากหลาย2 ซึ่งรวมถึงสปีชีส์ต่างๆ เช่น มนุษย์ หนู สิงโต ยีราฟ เสือ และหนูตุ่นเปลือยที่มีอายุยืนยาวและทนทานต่อมะเร็งสูง พร้อมตัวอย่างที่จัดทำโดยองค์กรต่างๆ รวมถึง Zoological Society of London ลำดับจีโนมทั้งหมดถูกสร้างขึ้นจาก 208 ความลับในลำไส้3ที่นำมาจากบุคคล 48 คน เพื่อวัดอัตราการกลายพันธุ์ในเซลล์ต้นกำเนิดในลำไส้เดี่ยว การวิเคราะห์รูปแบบการกลายพันธุ์ (หรือลายเซ็นการกลายพันธุ์) ให้ข้อมูลเกี่ยวกับกระบวนการในที่ทำงาน นักวิจัยพบว่าการกลายพันธุ์ของร่างกายสะสมเป็นเส้นตรงเมื่อเวลาผ่านไป และเกิดจากกลไกที่คล้ายคลึงกันในทุกสปีชีส์ รวมถึงมนุษย์ แม้จะมีอาหารและประวัติชีวิตที่แตกต่างกันมากก็ตาม หลักฐานของบทบาทที่เป็นไปได้ของการกลายพันธุ์ของร่างกายในอายุได้มาจากการค้นพบของนักวิจัยว่าอัตราการกลายพันธุ์ของร่างกายลดลงเมื่ออายุขัยของแต่ละสายพันธุ์เพิ่มขึ้น ดร.อเล็กซ์ คาเกน ผู้เขียนคนแรกของการศึกษาจาก Wellcome Sanger Institute กล่าวว่า "การพบรูปแบบการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่คล้ายกันในสัตว์ที่แตกต่างกันอย่างหนูและเสือเป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจ แต่แง่มุมที่น่าตื่นเต้นที่สุดของ การศึกษาจะต้องพบว่าอายุขัยนั้นแปรผกผันกับอัตราการกลายพันธุ์ของร่างกาย นี่แสดงว่า การกลายพันธุ์ของร่างกายอาจมีบทบาทในการแก่ขึ้นแม้ว่าจะมีคำอธิบายทางเลือกก็ตาม ในอีก 2-3 ปีข้างหน้า เป็นเรื่องที่น่าสนใจที่จะขยายการศึกษาเหล่านี้ไปสู่ หลากหลายสายพันธุ์มากขึ้น เช่น แมลงหรือพืช" อย่างไรก็ตาม การค้นหาคำตอบสำหรับความขัดแย้งของเปโต้ยังคงดำเนินต่อไป หลังจากคำนวณอายุขัยแล้ว ผู้เขียนพบว่าไม่มีความสัมพันธ์ที่มีนัยสำคัญระหว่างอัตราการกลายพันธุ์ของร่างกายและมวลกาย ซึ่งบ่งชี้ว่าต้องมีปัจจัยอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับความสามารถของ สัตว์ ขนาดใหญ่ในการลดความเสี่ยงมะเร็งเมื่อเทียบกับขนาด ดร. Adrian Baez-Ortega ผู้เขียนคนแรกของการศึกษาจาก Wellcome Sanger Institute กล่าวว่า "ความจริงที่ว่าความแตกต่างของอัตราการกลายพันธุ์ของร่างกายดูเหมือนจะอธิบายได้จากความแตกต่างของอายุขัยมากกว่าขนาดของร่างกาย แสดงให้เห็นว่าแม้ว่าการปรับอัตราการกลายพันธุ์ ฟังดูเหมือนเป็นวิธีที่สง่างามในการควบคุมอุบัติการณ์ของมะเร็งข้ามสปีชีส์ แต่จริง ๆ แล้ววิวัฒนาการไม่ได้เลือกเส้นทางนี้ เป็นไปได้มากทีเดียวที่ทุกครั้งที่สปีชีส์วิวัฒนาการให้มีขนาดใหญ่กว่าบรรพบุรุษของมัน เช่น ยีราฟ ช้าง และวาฬ วิวัฒนาการ อาจพบวิธีแก้ปัญหานี้ที่แตกต่างออกไป เราจำเป็นต้องศึกษาสายพันธุ์เหล่านี้โดยละเอียดเพื่อค้นหา" แม้จะมีความแตกต่างกันมากในช่วงอายุขัยและมวลกายระหว่าง 16 สายพันธุ์ที่ศึกษา แต่ปริมาณของการกลายพันธุ์ของร่างกายที่ได้รับตลอดช่วงอายุของสัตว์แต่ละชนิดก็ค่อนข้างใกล้เคียงกัน โดยเฉลี่ยแล้ว ยีราฟมีขนาดใหญ่กว่าหนู 40,000 เท่า และมนุษย์มีอายุยืนยาวกว่า 30 เท่า แต่ความแตกต่างของจำนวนการกลายพันธุ์ของร่างกายต่อเซลล์เมื่อสิ้นสุดอายุขัยระหว่างสัตว์ทั้งสามชนิดนั้นแตกต่างกันเพียงประมาณสามปัจจัยเท่านั้น ดร. ไซมอน สไปโร นักพยาธิวิทยาสัตวแพทย์สัตว์ป่า ZSL (สมาคมสัตววิทยาแห่งลอนดอน) กล่าวว่า "สัตว์มักมีชีวิตอยู่ในสวนสัตว์ได้นานกว่าที่อยู่ในป่า ดังนั้นเวลาของสัตวแพทย์จึงมักถูกใช้ไปกับการรับมือกับสภาวะต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับวัยชรา พันธุกรรม การเปลี่ยนแปลงที่ระบุในการศึกษานี้บ่งชี้ว่าโรคในวัยชราจะคล้ายคลึงกันในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหลากหลายชนิด ไม่ว่าวัยชราจะเริ่มต้นที่เจ็ดเดือนหรือ 70 ปี และจะช่วยให้เรารักษาสัตว์เหล่านี้ให้มีความสุขและมีสุขภาพดีในปีต่อๆ ไป" การทำความเข้าใจเกี่ยวกับสาเหตุที่แท้จริงของความชรายังคงเป็นคำถามที่ยังไม่ได้รับคำตอบและยังเป็นประเด็นที่ต้องดำเนินการสืบสวนต่อไป ความชรามีแนวโน้มที่จะเกิดจากการสะสมของความเสียหายหลายประเภทต่อเซลล์และเนื้อเยื่อของเราตลอดชีวิต รวมถึงการกลายพันธุ์ของร่างกาย การรวมตัวของโปรตีน และการเปลี่ยนแปลงของเอพิเจเนติก และอื่นๆ การเปรียบเทียบอัตราของกระบวนการเหล่านี้ระหว่างสปีชีส์ที่มีช่วงอายุต่างกันมากสามารถชี้ให้เห็นถึงบทบาทของพวกมันในการแก่ชราได้ ดร. Inigo Martincorena ผู้เขียนอาวุโสของการศึกษาจาก Wellcome Sanger Institute กล่าวว่า "ความชราเป็นกระบวนการที่ซับซ้อน ซึ่งเป็นผลมาจากความเสียหายของโมเลกุลหลายรูปแบบในเซลล์และเนื้อเยื่อของเรา การกลายพันธุ์ทางร่างกายได้รับการสันนิษฐานว่ามีส่วนทำให้เกิดความชราตั้งแต่ช่วงปี 1950 แต่การศึกษาพวกมันยังคงเป็นเรื่องยาก ด้วยความก้าวหน้าล่าสุดในเทคโนโลยีการหาลำดับเบสของ DNA ในที่สุดเราก็สามารถตรวจสอบบทบาทที่การกลายพันธุ์ของร่างกายมีบทบาทในการแก่ชราและในโรคต่างๆ ว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่หลากหลายนี้จบชีวิตด้วยการกลายพันธุ์ในจำนวนที่ใกล้เคียงกันใน เซลล์ของพวกมันเป็นการค้นพบที่น่าตื่นเต้นและน่าสนใจ"