Epigenetic
Epigenetic คือ การศึกษาการทำงานของยีน รวมไปถึงระดับการแสดงออกของยีน โดยขึ้นกับปัจจัยที่อยู่นอกเหนือจากลำดับเบสของยีน ซึ่งปัจจัยเหล่านี้มีผลต่อการ “เปิด” และ “ปิด” การแสดงออกของยีน ปัจจัยที่ควบคุมการแสดงออกของยีนมีทั้งปัจจัยภายนอกอย่างสิ่งแวดล้อม และปัจจัยภายในอย่างผลผลิตต่างๆที่เกิดขึ้นจากการทำงานของเซลล์
ทำไมการศึกษา Epigenetic จึงมีความสำคัญ?
ความอ่อนเยาว์หรือแก่ชราของเซลล์และอวัยวะมนุษย์นั้น แตกต่างจากอายุจริงที่นับตามปีเกิด (chronological age) เป็นอย่างมาก นาฬิกาบ่งบอกอายุชีวภาพ (Epigenetic Clock) หนึ่งในเครื่องมือที่ใช้ในการคาดการอายุในระดับเซลล์ โดยใช้ข้อมูลจากสารพันธุกรรมเป็นพื้นฐาน ซึ่งเรื่องนี้มีความสำคัญอย่างมากทำให้เราสามารถวางแผนปรับเปลี่ยนดูแลพฤติกรรมที่มีผลต่อสุขภาพได้อย่างเหมาะสม ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญต่อการชะลอความแก่ และเสื่อมของร่างกาย รวมถึงลดความเสี่ยงต่อโรคต่างๆทั้ง มะเร็ง โรคหัวใจ รวมไปถึงโรคที่เกี่ยวข้องกับทางจิตเวช อย่างเช่น โรคซึมเศร้า โรคจิตเภท และอื่นๆ
สามารถตรวจสอบ Epigenetic ได้อย่างไรบ้าง?
อิทธิพลของ epigenetics ที่จะมีผลต่อการแสดงออกของยีนผ่านกระบวนการหลักๆ 3 กระบวนการ คือ
- DNA methylation
- Histone modification
- RNA-associated silencing
การเกิด DNA methylation และ histone modification เป็นการควบคุมการแสดงออกของยีนในช่วงก่อนการเกิด transcription หรือกระบวนการลอกรหัสของยีน ส่วนการเกิด RNA-associated silencing เป็นการควบคุมการแสดงออกของยีนได้ทั้งในกระบวนการก่อนและหลังการเกิด transcription ทั้ง 3 กระบวนการ ยังถือว่าเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นชั่วคราวและย้อนกลับได้ แต่อย่างไรก็ตาม กระบวนการการเกิด DNA methylation สามารถส่งผ่านจากเซลล์แม่ไปยังเซลล์ลูกได้ ซึ่งทำให้ผลกระทบที่เกิดขึ้นจะยังคงอยู่ในเซลล์ลูก
การตรวจยีน VS การตรวจ Epigenetic
|
การตรวจยีน |
การตรวจ Epigenetic |
|
เป็นการตรวจรหัสพันธุกรรม (DNA) |
เป็นการตรวจสอบปัจจัยที่อยู่นอกเหนือจากรหัสพันธุกรรม ซึ่งส่งผลต่อการทำงานของยีน |
|
บอกความบกพร่อง และความผิดปกติทางพันธุกรรม โดยอิงตามลักษณะทางพันธุกรรมที่ปรากฎ |
บอกข้อมูลเชิงลึกว่าปัจจัยภายนอกต่าง ๆ เช่น วิถีชีวิต อาหาร ส่งผลต่อการแสดงออกของยีน และความเสี่ยงต่อการเกิดโรคอย่างไร |
|
ทำให้ทราบว่าร่างกายของเราเสี่ยงต่อการเกิดโรคใดบ้างผ่านทางการกลายพันธุ์ของยีน |
ทำให้ทราบความเสี่ยงของโรคต่าง ๆ ผ่านการทดสอบแบบเจาะลึกภายในร่างกาย รวมถึงทราบวิธีการปรับเปลี่ยนพฤติกรรม หรือทางเลือกป้องกันโรคเหล่านั้นอย่างเหมาะสมที่สุด |
MALDI-TOF Mass Spectrometry Analysis
Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometer (MALDI-TOF MS)
เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการวิเคราะห์หาน้ำหนักโมเลกุลของสาร ซึ่งเทคนิค MALDI เป็นกระบวนการทำให้สารเกิดเป็นไอออน (Ionization) ก่อนวิเคราะห์ด้วยเทคนิค Mass spectrometry สามารถตรวจวิเคราะห์ระดับปริมาณการเกิด methylation โดยอาศัยการตรวจวิเคราะห์ชิ้นส่วน RNA (RNA fragments) ซึ่งมีความแตกต่างของน้ำหนักมวลโมเลกุลระหว่างชิ้นส่วน RNA (RNA fragments) ที่เกิดจาก DNA บริเวณ CpG ตรงตำแหน่งที่มีการเติมหมู่เมธิล (methylation) เปรียบเทียบกับบริเวณเดียวกันที่ไม่มีการเติมหมู่เมธิล (non-methylation)
ภาพ 1 DNA methylation clock (Davydova et. al., 2024)
ตัวอย่างงานวิจัยการสร้างนาฬิกา Epigenetic โดย iPlex MassARRAY
Davydova, E., Perenkov, A., & Vedunova, M. (2024). Building Minimized Epigenetic Clock by iPlex MassARRAY Platform. Genes, 15(4), 425.
https://www.mdpi.com/2073-4425/15/4/425
สามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคโนยีของ MassARRAY® System และและ iPLEX® Assay ได้ที่
https://www.agenabio.com/wp-content/uploads/2015/07/51-20061R1.0-iPLEX-Application-Note_WEB.pdf
สามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับ DNA methylation ได้ที่
https://www.scispec.co.th/learning/index.php/blog/genomics/piyapha-hirunpatrawong