ในปี ค.ศ. 1930 นิวคลีโอลัสถูกตรวจพบครั้งแรกผ่านกล้องจุลทรรศน์เชิงแสงแบบ Bright-field (มักใช้ส่องกับตัวอย่างบาง ๆ) ต่อมาช่วงปี ค.ศ. 1960-1964 สองนักวิทยาศาสตร์ John Gurdon และ Donald Brown สนใจศึกษาโครงสร้างนิวคลีโอลัสของกบแอฟริกา Xenopus Laevis เป็นพิเศษ โดยพบว่า
- ไข่ของกบ 25% ไม่มีนิวคลีโอลัส จะไม่สามารถเจริญเติบโตต่อไปได้
- นอกจากนี้ไข่ในส่วนอีก 50% มีนิวคลีโอลัส 1 ออร์แกเนลล์
- อีก 25% ที่เหลือมีนิวคลีโอลัส 2 ออร์แกเนลล์
ทั้งสองจึงสรุปว่านิวคลีโอลัสมีฟังก์ชันที่จำเป็นต่อสิ่งมีชีวิต จนกระทั่งในปี ค.ศ. 1966 Max L. Birnstiel และทีมทดลองพิสูจน์ว่านิวคลีโอลัสสามารถสร้าง Ribosomal RNA ได้ นั่นทำให้รู้ว่าหน้าที่หลักของนิวคลีโอลัส คือ การสร้างไรโบโซม หรือมองได้ว่าเป็นโรงงานสร้างโปรตีนให้กับเซลล์
Chaperones โปรตีนนักพับ
Chaperones เป็นโปรตีนชนิดหนึ่งที่คอยช่วยพับและคลี่ หรือถอดส่วนประกอบของโครงสร้างโมเลกุลอื่น ๆ และนักวิจัยรู้มาก่อนหน้าแล้วว่าในบางครั้งโปรตีน Chaperones เคลื่อนตัวเข้าสู่นิวคลีโอลัสภายใต้สถานการณ์บางอย่าง และการย้ายตัวของ Chapenrones น่าจะมีความเกี่ยวข้องกับกระบวนการสร้างโปรตีน อย่างไรก็ตามงานวิจัยใหม่พบว่ากลุ่มของ Chapenrones ที่เคลื่อนตัวเข้าสู่นิวคลีโอลัสนั้น
มีความไวต่อการตรวจจับความเค้นในเนื้อของโปรตีน”
โดยโปรตีน Chaperones จะทำหน้าที่เหมือน QC เช็คคุณภาพว่าโปรตีนที่ผลิตออกมามีการพับที่ผิดพลาด (misfold) จับตัวเป็นก้อน หรือมีรูปทรงผิดปกติหรือไม่
สรุปแล้วเหมือน Chapenrones มาสมัครงานเป็น QC โปรตีนให้กับโรงงาน Nucleolus ดังนั้นภาพรวมคือ Nucleolus เป็นบริษัทที่ทำหน้าที่ตรวจสอบคุณภาพโปรตีนนั่นเอง
จะเกิดอะไรขึ้นถ้า Chapenrones ทำหน้าที่ไม่ดีมากพอ
นักชีวเคมี F.-Ulrich Hartl และทีมวิจัยพบว่าหาก Chapenrones ทำหน้าที่บกพร่อง หรือ QC ไม่ดี อาจทำให้โปรตีนที่ผลิตเสียคุณภาพ และก่อให้เกิดกลุ่มของโปรตีนที่ตรวจพบได้จากผู้ที่เป็นโรคทางระบบประสาท เช่น อัลไซเมอร์, พาร์คินสัน และฮันติงตัน อีกด้วย
พิสูจน์ข้อสันนิษฐานดังกล่าว
เพื่อพิสูจน์แนวคิดดังกล่าวทีมได้ใช้เทคนิค High-Resolution Fluorescence ซึ่งเป็นวิธีการวิเคราะห์ทางชีวภาพโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ชนิดพิเศษในการสังเกตกระบวนการดังกล่าวกลับพบว่า
นิวคลีโอลัสกักเก็บโปรตีนที่พับผิดพลาดไว้ในรูปของเหลวแทนที่จะเป็นก้อนหรือกลุ่ม
F.-Ulrich Hart อธิบายว่า
สาเหตุที่โปรตีนที่พับผิดพลาดถูกจัดเก็บในรูปของเหลวเพื่อให้เป็นอันตรายต่อเซลล์น้อยที่สุด และช่วยเพิ่มโอกาสในการคลายตัว และถูกส่งออกนอกเซลล์ได้ง่ายขึ้น
ทีมวิจัยอธิบายเพิ่มเติมต่อไปว่ากลไกดังกล่าวช่วยให้เราเข้าใจว่าโปรตีนได้รับการซ่อมแซมได้อย่างไร
นี่เป็นกลไกใหม่ที่รักษาความสมบูรณ์ของเซลล์ และการรักษาความสมบูรณ์ดังกล่าวเป็นสิ่งจำเป็นที่จะช่วยให้เราศึกษาการยับยั้งโรคและชะลอกระบวนการชราได้ในอนาคต
Mark Hipp หนึ่งในนักวิจัยกล่าวทิ้งท้าย
Sources:
[1] New function for the nucleolus. phys.org, 2019
[2] The nucleolus functions as a phase-separated protein quality control compartment. science.sciencemag.org, 2019
[3] Cell nucleus. wiki, 2019
[4] Nucleolus. wiki, 2019
[5] Blausen.com staff (2014). “Medical gallery of Blausen Medical 2014“. WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI:10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436.
[6] Cell nucleus source picture (2024) wiki. Blausen.com
