Mỗi ngày, hàng trăm tỷ tế bào trong cơ thể chúng ta trải qua một giai đoạn tăng trưởng và phân chia. Tuy nhiên, trong thời gian đó, chỉ có khoảng 30 phút được dành cho việc điều phối nguyên phân quan trọng, khi nhiễm sắc thể được phân tách cẩn thận từ một tế bào bố mẹ sang thế hệ tiếp theo của hai tế bào con.

Chính trong giai đoạn phân chia tế bào quan trọng này, mọi thứ có thể trở nên rắc rối. Nhiễm sắc thể có thể bị định hướng sai, dẫn đến các tế bào bị tổn thương và bị bệnh, tiến triển thành các loại ung thư khác nhau.

Các nhà khoa học của Đại học California San Diego báo cáo trên tạp chí Science đã tìm ra một cơ chế quan trọng giúp theo dõi thời gian nguyên phân và ghi chú khi quá trình này diễn ra quá lâu.

Quá trình phân chia tế bào bị lỗi thường mất nhiều thời gian hơn.

Các nhà nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của Giáo sư Arshad Desai và Karen Oegema tại Trường Khoa học Sinh học và Trường Y, lần đầu tiên, đã mô tả chi tiết về "đồng hồ bấm giờ" nguyên phân qua đó phát hiện và ngăn chặn các tế bào đáng ngờ tiếp tục sinh sôi nảy nở.

Desai, một giảng viên tại Khoa Sinh học Tế bào và Phát triển cho biết: “Công trình khoa học này cho thấy các tế bào theo dõi cẩn thận thời gian thực hiện quá trình nguyên phân và sử dụng nó như một bộ lọc để loại bỏ các tế bào có vấn đề tiềm ẩn”.

"Nếu một tế bào mất nhiều thời gian hơn bình thường để hoàn thành quá trình nguyên phân, thì các tế bào con sẽ biết rằng mẹ của chúng đã gặp khó khăn trong việc thực hiện quá trình nguyên phân và chúng sẽ ngừng phân chia như một biện pháp an toàn."

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng đồng hồ bấm giờ được tạo thành từ một con đường sinh hóa liên tục giám sát lượng thời gian dành cho quá trình nguyên phân.

Con đường này có chức năng "bộ nhớ" tổng hợp độ trễ nguyên phân từ thế hệ này sang thế hệ tiếp theo.

Cơ bản của con đường này là một phức hợp gồm ba protein, bao gồm p53, được mã hóa bởi gen đột biến phổ biến nhất trong bệnh ung thư ở người.

Thông qua một loạt thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã lần theo con đường từ tế bào bố mẹ sang tế bào con cháu trong khoảng thời gian 48 giờ.

Họ phát hiện ra rằng con đường này hoạt động như một cơ chế kiểm soát chất lượng “ghi nhớ” thời gian phân bào.

Họ nhận thấy ngay cả sự phân chia tế bào bị trì hoãn tuần tự chỉ khoảng 20 phút cũng được coi là nguy hiểm.

Các nhà nghiên cứu tin rằng 30 phút quan trọng của thời gian phân bào có thể là giải pháp của quá trình tiến hóa để nhanh chóng vượt qua giai đoạn quan trọng nhưng tiềm ẩn nguy hiểm của sự sống khi tế bào dễ bị tổn thương.

Theo quan điểm của Oegema, ung thư giống như một người ngoài hành tinh trong cơ thể chúng ta mà chúng ta liên tục chiến đấu chống lại bằng cách sử dụng các cơ chế giám sát như đồng hồ bấm giờ.

Cơ thể chúng ta cũng có những "Time Keeppers" trông coi và phát hiện những kẻ làm sai lệch tiến trình để kịp thời loại bỏ. - Ảnh: Marvel.

Điều quan trọng là các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng cơ chế đồng hồ bấm giờ bị “tắt” bởi nhiều loại ung thư, cho phép chúng chịu đựng được các bộ gen dị thường trải qua quá trình phân bào lâu hơn và có vấn đề.

Oegema, cũng là giáo sư Khoa Sinh học Tế bào và Phát triển, cho biết: “Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng việc đo thời gian nguyên phân là một cơ chế được phát triển như một cách để bảo vệ chúng ta”.

“Về cơ bản, đó là một chức năng ức chế khối u khác gắn liền với nhiệm vụ của p53 là bảo vệ chống lại các tế bào có vấn đề.”

Nhìn về phía trước, các nhà nghiên cứu đã lưu ý trong nghiên cứu rằng khám phá của họ có thể được sử dụng trong các chiến lược điều trị trong tương lai cho bệnh nhân ung thư.

Họ lưu ý trong báo cáo: “Tình trạng đồng hồ bấm giờ có thể ảnh hưởng đến hiệu quả của các tác nhân trị liệu hiện đang được sử dụng hoặc đang được phát triển để nhắm vào các quá trình phân bào và có thể đóng vai trò là một dấu ấn sinh học tiềm năng cho việc sử dụng chúng trong điều trị ung thư”.