वैज्ञानिकों ने जीन का अध्ययन कैसे किया जो शरीर के पूर्ण उत्थान को नियंत्रित करता है

पुनर्जन्म की बात आती है तो कुछ जानवर आश्चर्यजनक चीजों में सक्षम होते हैं। यदि आप समन्दर के पंजे को काटते हैं, तो यह फिर से बढ़ेगा। खतरा महसूस करते हुए, भूकर शिकारी को विचलित करने के लिए अपनी पूंछ छोड़ देते हैं, और बाद में उन्हें फिर से विकसित करते हैं।

अन्य जानवरों में, पुनर्जनन प्रक्रिया आगे भी बढ़ जाती है। प्लेनेरिया, जेलिफ़िश और समुद्री एनीमोन टुकड़ों में काटकर अपने शरीर की मरम्मत कर सकते हैं।

हार्वर्ड यूनिवर्सिटी में इवोल्यूशनरी बायोलॉजी विभाग में प्रोफेसर मानसी श्रीवास्तव की अगुवाई में वैज्ञानिकों के एक समूह ने बताया कि जानवर कैसे करते हैं, इस पर प्रकाश डालते हैं, और साथ ही, डीएनए स्विच की एक श्रृंखला का अध्ययन करते हैं जो पूर्ण शरीर के उत्थान के लिए जीन को नियंत्रित करते हैं।

हॉफस्टेनिया मियामिया , श्रीवास्तव और एंड्रयू गेरके की आंतों के टरबेलारियम का उपयोग करते हुए, उनकी प्रयोगशाला में काम करने वाले पोस्टडॉक, उन्होंने गैर-कोडिंग डीएनए का एक टुकड़ा पाया जो प्रारंभिक विकास प्रतिक्रिया (ईजीआर) मास्टर जीन की सक्रियता को नियंत्रित करता है। सक्रिय होने के नाते, ईजीआर कई प्रक्रियाओं को नियंत्रित करता है, "चालू करना" और "बंद करना" अन्य जीन।

"हमने पाया," गेर्के कहते हैं, "यह मास्टर जीन जीन को सक्रिय करता है जो पुनर्जनन के दौरान 'चालू' होते हैं।" यह पता चलता है कि डीएनए के गैर-कोडिंग क्षेत्र "आदेश" कोडिंग क्षेत्रों को चालू या बंद करने के लिए, और इस प्रकार, उन्हें "स्विच" कहना सही होगा।

काम करने के लिए इस प्रक्रिया के लिए, हॉफ़स्टेनिया मियामिया कोशिकाओं में डीएनए, आमतौर पर कॉम्पैक्ट और कसकर मुड़ा हुआ होता है, इसकी संरचना को बदलना होगा, जिससे सक्रियण के लिए नई साइटें उपलब्ध होंगी।

गेर्के के अनुसार, जीनोम के इन बहुत कसकर भरे हुए खंडों के कारण, नियामक स्विच की उपस्थिति के कारण जो जीन को चालू या बंद करते हैं, शारीरिक रूप से अधिक खुले हो जाते हैं। जैसा कि प्रकाशन में संकेत दिया गया है, जीनोम बहुत गतिशील है और पुनर्जनन के दौरान परिवर्तन होता है, क्योंकि इसके विभिन्न भाग खुले और बंद होते हैं।

हॉफस्टेनिया मियामिया जीनोम की गतिशील प्रकृति को समझने के लिए, गेरका और श्रीवास्तव को इसे पहले अनुक्रम करना पड़ा, जो अपने आप में आसान नहीं है।

श्रीवास्तव कहते हैं, "काम का एक महत्वपूर्ण हिस्सा इसके लिए समर्पित है।" - हमने इस प्रजाति के जीनोम को डिकोड किया है, और यह महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह इस प्रकार के जीवों द्वारा डीकोड किया गया पहला जीनोम है। अब तक, जीनोम का पूर्ण अनुक्रम नहीं था। ”

उन्होंने यह भी बताया कि हॉस्टनिया मियामिया की आंतों की अशांति रोग पुनर्जनन के लिए एक नया मॉडल है।

श्रीवास्तव कहते हैं, "अन्य प्रजातियों से जुड़े पिछले कामों ने हमें पुनर्जनन के बारे में बहुत कुछ सीखने में मदद की है," लेकिन इन नए जीवों के साथ काम करने के कारण भी हैं। उनमें से एक यह है कि हॉफस्टेनिया मियामिया एक महत्वपूर्ण फ़ाइलेगनेटिक स्थिति पर कब्जा कर लेता है। जिस तरह से वे अन्य जानवरों से संबंधित हैं, वैज्ञानिकों को विकासवाद के बारे में बयानों की एक श्रृंखला बनाने की अनुमति देता है। श्रीवास्तव कहते हैं, हॉस्टनिया मियामिया में रुचि का दूसरा कारण यह है कि वे प्रयोगशाला चूहों के लिए महान हैं। "मैंने उन्हें कई साल पहले क्षेत्र में बरमूडा में पोस्ट-डॉक्टरेट की पढ़ाई के दौरान एकत्र किया था, और जब से हमने उन्हें प्रयोगशाला में लाया, वे अन्य जीवों की तुलना में काम के लिए कहीं अधिक उपयुक्त साबित हुए हैं।"

हॉस्टनिया मियामिया के साथ काम करते हुए , वैज्ञानिकों ने पुनर्जनन के दौरान जीनोम की गतिशील प्रकृति का प्रदर्शन करने में सक्षम थे - गेर्का 18,000 जीनोम क्षेत्रों का पता लगाने में सक्षम था जो परिवर्तन से गुजरते थे। श्रीवास्तव के अनुसार, इस कार्य के दौरान उन्हें वास्तव में महत्वपूर्ण परिणाम प्राप्त हुए। उसने दिखाया कि ईजीआर उत्थान के लिए "स्विच" के रूप में कार्य करता है - जब इसे "चालू" किया जाता है, तो अन्य प्रक्रियाएं शुरू की जाती हैं, लेकिन इसके बिना कुछ भी नहीं होता है।

“हम इस जीन की गतिविधि को कम करने में सक्षम थे और पाया कि अगर आपके पास ईजीआर नहीं है, तो कुछ भी नहीं होता है। जानवर केवल पुन: उत्पन्न नहीं कर सकते। सभी डाउनस्ट्रीम जीन चालू नहीं होते हैं, इस वजह से, अन्य "स्विच" काम नहीं करते हैं और, आलंकारिक रूप से बोलते हुए, पूरे घर को अंधेरे में डुबो दिया जाता है। "

कीड़े में प्रक्रिया कैसे काम करती है, इस पर नए डेटा की खोज से, काम यह समझने में भी मदद करता है कि यह मनुष्यों में काम क्यों नहीं करता है। "ऐसा लगता है कि ईजीआर मास्टर जीन और डाउनस्ट्रीम जीन जो इसे" चालू और बंद करता है "भी मनुष्यों सहित अन्य प्रजातियों में मौजूद हैं," गेर्के कहते हैं।

“हमें इस जीन का नाम हॉस्टनिया मियामिया - ईजीआर है। श्रीवास्तव कहते हैं, जब आप इसके अनुक्रम को देखते हैं, तो यह उस जीन के समान दिखता है जो पहले मनुष्यों और अन्य जानवरों में अध्ययन किया गया था। "यदि आप एक पेट्री डिश में मानव कोशिकाओं को डालते हैं और उन्हें तनाव देते हैं, तो कोई बात नहीं यांत्रिक या विषाक्त है, वे ईजीआर व्यक्त करना शुरू कर देंगे।"

श्रीवास्तव के अनुसार, सवाल यह है: "अगर हम मनुष्य" ईजीआर "चालू करने में सक्षम हैं, और न केवल" चालू करें ", लेकिन" चालू करें "ठीक उसी समय जब हमारी कोशिकाएं क्षतिग्रस्त हो जाती हैं, तो हम पुन: उत्पन्न क्यों नहीं करते?" एक संभावित उत्तर: यदि ईजीआर एक "स्विच" है, तो "वायरिंग" कुछ और हो सकता है। मानव कोशिकाओं में क्या ईजीआर "बांधता है" यह हॉफस्टेनिया मियामिया में "बाइंड" से भिन्न हो सकता है। एंड्रयू गेर्के के काम के लिए धन्यवाद, इस "वायरिंग" को पाने के लिए एक रास्ता खोजा गया था। वैज्ञानिक यह पता लगाना चाहते हैं कि ये कनेक्शन क्या हैं, और फिर उन्हें अपने सीमित उत्थान के साथ कशेरुक सहित अन्य जानवरों पर लागू करें।

भविष्य में, श्रीवास्तव और गेरके को यह पता लगाने की उम्मीद है कि पुनर्जनन के दौरान सक्रिय होने वाले आनुवंशिक "स्विच" वही हैं जो विकास और विकास के दौरान काम करते हैं। वैज्ञानिकों ने जीनोम की गतिशील प्रकृति की बेहतर समझ पर काम जारी रखने की भी योजना बनाई है।



श्रीवास्तव कहते हैं, "अब हम जानते हैं कि पुनर्जनन उद्देश्यों के लिए इन" स्विच "की आवश्यकता होती है, हम देखते हैं कि" स्विच "किसमें शामिल हैं और क्या वे समान हैं। "ये वही तंत्र हैं जो विकास प्रक्रिया में काम करते हैं, या कुछ अन्य?"

समूह सटीक तरीकों को समझने के लिए भी काम कर रहा है जिसमें ईजीआर और अन्य जीन हॉफस्टेनिया मियामिया और अन्य प्रजातियों में पुनर्जनन प्रक्रिया को सक्रिय करते हैं। वैज्ञानिकों के अनुसार, यह अध्ययन न केवल इस विशेष साइट को समझने के लिए महत्वपूर्ण है, बल्कि पूरे जीनोम के रूप में - गैर-कोडिंग और डीएनए के कोडिंग भागों दोनों।

"केवल 2% जीनोम प्रोटीन द्वारा बनाया गया है," गेर्के कहते हैं। - हम यह जानना चाहते हैं कि अन्य 98% जीनोम शरीर के पूर्ण उत्थान के दौरान क्या कर रहे हैं? यह ज्ञात है कि यह गैर-कोडिंग डीएनए के क्षेत्रों में है जो कई परिवर्तन होते हैं जो रोगों को भड़काते हैं ... लेकिन पूर्ण उत्थान जैसी प्रक्रियाओं में गैर-कोडिंग डीएनए के महत्व को कम करके आंका जाता है। "

“मुझे लगता है कि यह सिर्फ हिमशैल का टिप है। हमने "स्विच" में से कुछ का अध्ययन किया, लेकिन जीनोम एक व्यापक पैमाने पर कैसे व्यवहार करता है, इसके बारे में अन्य प्रश्न हैं कि न केवल इसके टुकड़े "खुले" और "करीब" कैसे हैं। यह सब "चालू" और "बंद" जीन की प्रक्रिया में महत्वपूर्ण है, मेरा मानना ​​है कि यहां विनियमन के कई स्तर हैं।

“जब आप प्राकृतिक दुनिया को देखते हैं, तो स्वाभाविक सवाल उठता है: अगर जेको ऐसा कर सकता है, तो मैं क्यों नहीं कर सकता? - श्रीवास्तव कहते हैं। - ऐसी कई प्रजातियां हैं जो पुनर्जीवित हो सकती हैं, और अन्य जो नहीं कर सकती हैं, लेकिन अगर हम सभी जानवरों के जीनोम की तुलना करते हैं - तो हमारे पास जो जीन हैं उनमें से अधिकांश हॉस्टनिया मियामिया में हैं । हम मानते हैं कि इस प्रश्न का संभावित उत्तर इस बात से संबंधित नहीं होगा कि क्या हमने विशिष्ट जीन पाया है, लेकिन वे एक-दूसरे से कैसे संबंधित हैं, और आप केवल जीनोम की व्याख्या करके उत्तर प्राप्त कर सकते हैं। "

इरीना अब्रामिडेज़ द्वारा अनुवादित , सेंस वालंटियर्स