विकासवादी ‘हथियारों की दौड़’ सेल को बनाए रखने में मदद कर सकती है

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विकासवादी ‘हथियारों की दौड़’ सेल को बनाए रखने में मदद कर सकती है

अंडे और शुक्राणु कई कारणों से विशेष कोशिकाएँ हैं, लेकिन एक विशेषता जो उन्हें अलग करती है, वह यह है कि, अन्य मानव कोशिकाओं के विपरीत, जिनमें 23 गुणसूत्रों की दो प्रतियां होती हैं, एक माता से और एक पिता से, ये सेक्स कोशिकाएँ, या युग्मक, वहाँ हैं। केवल एक है।

पेन स्कूल ऑफ आर्ट्स एंड साइंसेज के माइकल लैम्पसन के नेतृत्व में पिछले शोध से पता चला है कि ये गुणसूत्र संयोग से युग्मकों से मेल नहीं खाते हैं; कुछ कारक तराजू को टिप सकते हैं, जिससे यह अधिक संभावना है कि दो प्रतियों में से एक अगले प्राप्तकर्ता को दी जाएगी।

नए पेपर में, लैम्पसन और सहकर्मी अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान तराजू को संतुलित करने के लिए काम पर बल को उजागर करते हैं, कोशिका-विभाजन प्रक्रिया जो युग्मकों को जन्म देती है, 50-50 के करीब बाधाओं को लाती है कि एक विशेष गुणसूत्र एक व्यवहार्य अंडे में प्रवेश करेगा।

जर्नल में प्रकाशित कार्य कक्ष, पाता है कि, जबकि अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान कुछ गुणसूत्रों को ऊपरी हाथ देने के लिए एक तंत्र मौजूद है, एक अलग, समानांतर मार्ग उस लाभ को दबाने के लिए काम करता है। शोधकर्ताओं का कहना है कि दो तरह से काम करने वाले प्रोटीन विकासवादी हथियारों की दौड़ में हैं।

लैम्पसन कहते हैं, “अगर हम इन गुणसूत्रों के बारे में सोचते हैं जो अंडे में स्वार्थी हैं, तो स्वार्थ का मतलब है कि वे किसी भी कीमत पर पूरे जीव में अपने संचरण को अधिकतम कर रहे हैं।” “यदि कोई लागत है, तो स्वार्थ को दबाने या उस लागत को दबाने के लिए दबाव में अन्य जीन भी हो सकते हैं।”

वर्तमान कार्य का उद्देश्य दमनकारी रास्ता खोजना था, जिसे 2017 के पेपर पर बनाया गया था विज्ञान जिसमें लैम्पसन और उनके प्रयोगशाला के सदस्यों ने एक विधि पेश की जिसके द्वारा मायोटिक स्पिंडल में विषमता उत्पन्न होती है, सूक्ष्मनलिकाएं से बनी एक संरचना जो विभाजन से पहले कोशिका के विपरीत पक्षों पर गुणसूत्रों को खींचती है। इस विषमता ने गुणसूत्र संचरण में पूर्वाग्रह पैदा किया। उन्होंने पाया कि “स्वार्थी” सेंट्रोमियर, धुरी से जुड़े गुणसूत्र का हिस्सा, “स्व-केंद्रित” सेंट्रोमियर की तुलना में सेल के किनारे से अलग और फिर से जुड़ने में सक्षम होने की अधिक संभावना थी, जो कि एक व्यवहार्य होने के बजाय निर्धारित किए गए थे। अंडा। ध्रुवीय शरीर, जो आमतौर पर नीचा होता है।

फिर 2019 के पेपर में कक्ष, शोधकर्ताओं ने प्रक्रिया का अधिक विवरण दिया। उन्होंने पाया कि स्वार्थी सेंट्रोमियर कुछ प्रोटीनों को भर्ती करके पूर्वाग्रह संचरण में सक्षम थे जो धुरी से लगाव को अस्थिर करते हैं, फिर से ध्रुवीय शरीर के बजाय अंडे में समाप्त होने की संभावना बढ़ जाती है। इन प्रोटीनों ने धुरी से सेंट्रोमियर की टीम को सक्षम करने में भूमिका निभाई।

लैम्पसन कहते हैं, “हमें यह समझ मिली कि स्वार्थ कैसे काम करता है, इसलिए नए पेपर में,” हम समझना चाहते थे कि उत्पीड़न कैसे काम करता है। “

पिछले शोध से पता चला है कि सेंट्रोमियर पर काम करने वाले कुछ प्रोटीन तेजी से विभिन्न जानवरों की प्रजातियों में विकसित हो रहे हैं। लैम्पसन और उनके सहयोगियों ने अनुमान लगाया कि यह तेजी से विकास स्वार्थी और दमनकारी कारकों के बीच “हथियारों की दौड़” का प्रमाण हो सकता है, जो प्रतिरक्षा प्रणाली में दिखाई देता है, जो रोगजनकों के बदलते खतरों का जवाब देने के लिए जल्दी से विकसित हो सकता है।

लैम्पसन कहते हैं, “सेंट्रोमियर पर तेजी से बढ़ने वाले प्रोटीन का एक पूरा गुच्छा ढूंढना आश्चर्यजनक था क्योंकि आप शायद इसे बहुत सुरक्षित होने की उम्मीद करेंगे क्योंकि यह कोशिका विभाजन में बहुत महत्वपूर्ण है।” “लेकिन यह हथियारों की दौड़ का हस्ताक्षर है, जैसा कि हम प्रतिरक्षा प्रणाली में देखते हैं: यदि स्वार्थी सेंट्रोमियर धोखा देने जा रहे हैं, तो दमन को रोकने के लिए प्रोटीन विकसित होने की संभावना है।”

शोधकर्ताओं को पहले से ही पता था कि गुणसूत्र संचरण को बांधने वाले प्रभावकारी प्रोटीन को सेंट्रोमियर में कीनेटोकोर मार्ग के रूप में जाना जाता है। एक दमनकारी मार्ग खोजने के लिए, उन्होंने हेटरोक्रोमैटिन को देखा, एक कसकर पैक किया गया डीएनए, जिसे सेंट्रोमियर में प्रोटीन की भर्ती के लिए भी जाना जाता है। यह जांचने के लिए कि क्या हेटरोक्रोमैटिन मार्ग किनेटोकोर मार्ग पूर्वाग्रह प्रभाव को संतुलित कर सकता है, शोधकर्ताओं ने प्रत्येक मार्ग में काम करने वाले एंजाइमों को चुनिंदा रूप से संशोधित किया।

जब उन्होंने प्रोटीन CENP-C को संशोधित किया, किनेटोकोर मार्ग को बाधित किया, तो उन्होंने स्वार्थी पूर्णता, स्वार्थी और आत्म-केंद्रित कमी से पहले गुणसूत्रों के कोशिका में अधिक सममित रूप से मौजूद होने के बीच एक पूर्वाग्रह देखा। इसके विपरीत, जब उन्होंने हेटरोक्रोमैटिन मार्ग में प्रोटीन की भर्ती में शामिल प्रोटीन CENP-B को हटा दिया, तो गुणसूत्रों में विषमता अधिक स्पष्ट हो गई, जिससे स्वार्थी सेंट्रोमियर गुणसूत्रों को अंडों तक पहुंचा सके।

लैम्पसन कहते हैं, “काम पर ये सूक्ष्म परिवर्तन प्रतीत होते हैं, क्योंकि ये दोनों मार्ग आवश्यक हैं। आप किनेटोकोर पथ को नहीं मार सकते क्योंकि यह कोशिका विभाजन के लिए मौलिक है, लेकिन साथ ही आप मौका कम करना चाहते हैं। सेंट्रोमियर स्वार्थी हैं।” तो ऐसा लगता है कि विकास इस एक साथ दबाव का जवाब देने के लिए काम कर रहा है।”

लैम्पसन का कहना है कि निष्कर्ष हमारे अपने शरीर में मौजूद विकासवादी युद्धक्षेत्र को उजागर करते हैं। “मुझे लगता है कि यह वास्तव में दिलचस्प है कि हमारे अपने जीनोम के ये स्वार्थी घटक हैं जिनकी आवश्यक भूमिकाएं हैं। हमारे कोशिका जीव विज्ञान के ये बहुत ही बुनियादी पहलू वास्तव में प्रतिस्पर्धी दबावों को दर्शाते हैं।”

वह और उनके सहयोगियों ने अनुवर्ती कार्य की खोज जारी रखने की उम्मीद की है कि क्या स्वार्थी कारकों की संभावित लागत से गैमेटे उत्पादन में प्रभावी त्रुटियां हो सकती हैं या अर्धसूत्रीविभाजन में अन्य समस्याएं हो सकती हैं। लैम्पसन कहते हैं, “महिलाएं बहुत अधिक अंडे नहीं बनाती हैं, इसलिए आपको लगता है कि हर एक कीमती होगा, और हम कोई गलती नहीं करना चाहते हैं। क्या त्रुटियां किसी तरह इन स्वार्थी कारकों से संबंधित हैं? “

माइकल लैम्पसन यूनिवर्सिटी ऑफ पेनसिल्वेनिया स्कूल ऑफ आर्ट्स एंड साइंसेज में जीव विज्ञान के प्रोफेसर हैं।

लैम्पसन के काम के पहले लेखक टॉमोहिरो कुमोन, जून मा, आर। ब्रायन अकिंस, डेरेक स्टेफानिक, सी।

अध्ययन को राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान (GM122475, GM124684, और HG010023) और सूचना प्रौद्योगिकी के लिए फ़नाई फाउंडेशन द्वारा समर्थित किया गया था।

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Source by www.sciencedaily.com

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