
งานวิจัยล่าสุดของ MIT เผยให้เห็นวิธีที่เซลล์ประสาทในลำไส้ใช้แยกแยะแบคทีเรียดีและร้ายได้แล้ว โดยพบว่ากุญแจสำคัญคือ ‘สารที่เคลือบอยู่บนผิวของแบคทีเรีย’
ที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์รู้ว่าแบคทีเรียในลำไส้มีผลต่อสมองและพฤติกรรม เช่น ภาวะซึมเศร้า หรือพาร์กินสัน แต่ยังไม่ค่อยเข้าใจว่ามันสื่อสารกับร่างกายได้อย่างไร งานวิจัยนี้จึงช่วยให้เห็นภาพชัดขึ้นเป็นครั้งแรก ทีมวิจัยได้ใช้หนอนตัวกลมสายพันธุ์ C. elegans เป็นตัวทดลอง เหตุผลที่ใช้หนอนพันธุ์นี้เพราะว่าลำตัวโปร่งแสง ดัดแปลงพันธุกรรมได้ง่าย มองเห็นการทำงานภายในได้หมด และกินแบคทีเรียเป็นอาหารหลักอยู่แล้ว
ในลำไส้ของหนอนมีเซลล์ประสาทชื่อ NSM ทำหน้าที่คล้ายเซ็นเซอร์ตรวจจับแบคทีเรียที่กินเข้าไป ถ้าเจอแบคทีเรียที่กินได้ มันจะปล่อยเซโรโทนินออกมา ทำให้หนอนกินเยอะขึ้นและเดินช้าลงเพื่อดูดซึมสารอาหารให้ได้มากที่สุด โดยสัญญาณจากแบคทีเรียจะถูกรับผ่านโปรตีนที่เกาะอยู่บนผิวของเซลล์ประสาท NSM
นักวิจัยลองแยกส่วนประกอบของแบคทีเรียออกมาทีละอย่าง ทั้ง DNA โปรตีน ไขมัน และน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว แล้วทดสอบทีละตัวว่าอะไรทำให้เซลล์ประสาท NSM ตอบสนอง ปรากฏว่าไม่มีตัวไหนทำได้เลย สิ่งที่ NSM ตรวจจับได้จริงคือโครงสร้างของน้ำตาลขนาดใหญ่ที่เคลือบอยู่บนผิวของแบคทีเรีย ซึ่งทำหน้าที่เหมือนลายนิ้วมือของแบคทีเรียแต่ละชนิด พอ NSM จำลายนิ้วมือนั้นได้ ร่างกายก็รู้ทันทีว่ากินต่อได้
เมื่อทีมวิจัยทดลองปิดการทำงานของตัวรับสัญญาณบนเซลล์ประสาท พบว่าเซลล์ NSM ไม่ตอบสนองต่อแบคทีเรียอีกเลย และหนอนก็หยุดพฤติกรรมการกินแบบเดิม แสดงว่าระบบนี้เป็นตัวกลางสำคัญที่เชื่อม ‘แบคทีเรีย’ กับ ‘การตัดสินใจของร่างกาย’
นักวิจัยยังพบว่า เซลล์ NSM ไม่ได้มีหน้าที่แค่เลือกของดี แต่ยังช่วยหลีกเลี่ยงของอันตราย
เมื่อหนอนเจอแบคทีเรียที่มีสารพิษบางชนิด เซลล์นี้จะหยุดทำงาน ทำให้หนอนไม่กิน แม้แบคทีเรียนั้นปกติจะกินได้ แปลว่าระบบเดียวกันนี้ทำหน้าที่ทั้งตัว ‘เร่งให้กิน’ และ ‘สั่งให้หยุด’
โปรตีนที่ใช้รับสัญญาณแบบนี้ ไม่ได้มีแค่ในหนอน แต่พบในสัตว์หลายชนิด รวมถึงมนุษย์
นักวิจัยจึงมองว่า ลำไส้ของมนุษย์อาจใช้หลักการคล้ายกันในการรับรู้แบคทีเรีย และอาจเป็นเหตุผลว่าทำไมจุลินทรีย์ในลำไส้ถึงมีผลต่อสมองและพฤติกรรม ในอนาคตความเข้าใจนี้อาจนำไปสู่การพัฒนาวิธีรักษาใหม่ เช่น การออกแบบสารที่ไปกระตุ้นหรือยับยั้งสัญญาณจากแบคทีเรียโดยตรง
อ้างอิง: bioengineer
ลงทะเบียนเข้าสู่ระบบ เพื่ออ่านบทความฟรีไม่จำกัด