Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà sinh học đã học được cách mà động vật có thể cảnh báo con cái trong tương lai về những nguy hiểm chúng sẽ gặp phải khi sinh ra. Trong các nghiên cứu với giun tròn và tế bào chuột, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra cách các bà mẹ truyền tín hiệu hóa học đến trứng không thụ tinh của chúng, nơi cảnh báo được lưu trữ trong các tế bào trứng và truyền sang con sau khi sinh.
Nói về bản năng làm mẹ: Các nhà sinh học tại Đại học Iowa đã biết rằng giun tròn cái có thể cảnh báo con cái trong tương lai của chúng về những nguy hiểm mà chúng sẽ gặp phải khi sinh ra và các bà mẹ truyền lại những cảnh báo này ngay cả trước khi con cái được thụ thai.
Nghiên cứu cho thấy một con giun tròn mẹ tiết ra một chất hóa học gọi là serotonin khi cô cảm thấy nguy hiểm, chẳng hạn như thay đổi nhiệt độ, có thể gây hại hoặc thậm chí gây tử vong cho động vật. Các serotonin đi từ hệ thống thần kinh trung ương của “người” mẹ đến trứng không được thụ tinh của nó, nơi cảnh báo được lưu trữ, có thể nói, trong các tế bào trứng và sau đó truyền sang con cái sau khi thụ thai.
Trong các thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng phôi từ những bà mẹ truyền tín hiệu nguy hiểm serotonin có tỷ lệ sinh và thành công sống sót cao hơn so với giun tròn cái đã loại bỏ tín hiệu serotonin.
Veena Prahlad, phó giáo sư tại Khoa Sinh học và là tác giả tương ứng của nghiên cứu, được công bố trên tạp chí eLife chia sẻ: “Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy phản ứng nhạy cảm của người mẹ đối với nguy hiểm thực sự bảo vệ thế hệ con cháu. Nói một cách đơn giản hơn, cô ấy dường như đang bảo vệ những đứa trẻ tiềm năng của mình trước khi cô ấy tự bảo vệ chính mình.”
Có những gợi ý rằng kênh liên lạc này tồn tại ở động vật có vú, nhưng các nhà nghiên cứu biết rất ít về cách nó xảy ra. Vì vậy, Prahlad và nhóm của cô đã quyết định nghiên cứu chi tiết về giun tròn. Các nhà nghiên cứu cho thấy sự giải phóng serotonin của các tế bào thần kinh của mẹ kích hoạt sự biểu hiện gen trong tuyến sinh dục bảo vệ trứng chưa trưởng thành, đảm bảo sự sống sót của nó sau khi thụ tinh và thậm chí làm cho ấu trùng giun tròn trở nên dẻo dai hơn trước các tác nhân gây stress.
Nhóm nghiên cứu đã xác nhận những phát hiện này bằng cách so sánh tỷ lệ sinh và tỷ lệ sống của ấu trùng giun đũa đã nhận được tín hiệu serotonin với những người đã loại bỏ enzyme báo hiệu serotonin. Kết quả cho thấy ấu trùng giun đũa nhận serotonin của mẹ có tỷ lệ sinh và sinh con 94% khi tiếp xúc với nhiệt độ cao hơn so với tỷ lệ sinh 50% và tỷ lệ sống sót ở nhiệt độ cao hơn đối với giun đũa đã loại bỏ enzyme báo hiệu serotonin.
Vì vậy, căng thẳng ở người mẹ không phải lúc nào cũng xấu. Trong trường hợp này, nó thực sự chuẩn bị cho con cháu cho tương lai.
“Phần thú vị nhất trong nghiên cứu của chúng tôi là hiệu ứng chuyển thế giới”, Srijit Das, tác giả đầu tiên của nghiên cứu và là nhà nghiên cứu sau tiến sĩ về sinh học cho biết. “Khi người mẹ gặp căng thẳng, các tác động được truyền đến những quả trứng sao cho con cái sinh ra từ những quả trứng này có khả năng chịu đựng cao hơn đối với cùng một tác nhân gây stress.”
Các nhà nghiên cứu đã phát hiện thêm một bước nữa bằng cách thử nghiệm cơ chế truyền tín hiệu serotonin với các tế bào từ động vật có vú. Trong các thí nghiệm đó, hợp tác với Josh Weiner, giáo sư sinh học tại Iowa và là đồng tác giả của nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã định lượng tế bào thần kinh chuột bằng serotonin. Họ đã quan sát serotonin gây ra cơ chế bảo vệ tương tự như trong trứng giun tròn và phổ biến đối với tất cả các loài thực vật và động vật được gọi là phản ứng sốc nhiệt.
Cơ chế này – được tạo ra bởi một protein gọi là yếu tố phiên mã HSF1, và được kích hoạt bởi những thay đổi về nhiệt độ, độ mặn và các yếu tố gây căng thẳng khác – kích hoạt việc sản xuất một loại protein gọi là chaperones phân tử, tìm kiếm và sửa chữa hoặc lấy loại bỏ các protein bị hư hỏng đã trở nên độc hại cho tế bào.
Điều đó có nghĩa là, trong khi chờ nghiên cứu thêm, serotonin có thể trở thành một lựa chọn điều trị để kích hoạt hệ thống phòng thủ tế bào chống lại bệnh thoái hóa thần kinh liên quan đến lão hóa, bao gồm chứng mất trí nhớ, bệnh Alzheimer và bệnh Parkinson.
“Phải mất một hành trình kỳ lạ, nhưng thật hài lòng khi thấy rằng đây là điều có thể xảy ra ở các tế bào thần kinh động vật có vú”, Prahlad nói. “Bạn tăng serotonin và bạn có thể khiến tế bào thần kinh bật HSF1 và tăng lượng côn trùng phân tử. Và chúng ta biết nếu chúng ta có thể tăng lượng côn trùng phân tử, trong bệnh mất trí nhớ, chúng ta sẽ giảm rất nhiều triệu chứng, trong độc tính và tử vong do thần kinh và rối loạn chức năng. “
Prahlad có kế hoạch kiểm tra xem việc tăng serotonin ở chuột có khiến chúng không mắc chứng mất trí nhớ hay không.
Hệ thống serotonin cực kỳ dễ sử dụng và thật đơn giản để tăng tính khả dụng của serotonin. Chúng ta chỉ cần tìm ra liều lượng và tần suất, nhưng đó sẽ là bước tiếp theo của các nhà khoa học.
Viện Lão hóa Quốc gia, một chi nhánh của Viện Y tế Quốc gia, và Sáng kiến Lão hóa và Sáng kiến Brian tại Iowa đã tài trợ cho nghiên cứu.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Iowa . Bản gốc được viết bởi Richard C. Lewis. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :