সংবাদ | পেনের জীববিজ্ঞানীরা প্রথমবার পুনরাবৃত্ত DNA ও বাইন্ডিং প্রোটিনের মধ্যে দ্বিমুখী জেনেটিক অস্ত্র প্রতিযোগিতা প্রকাশ করেছেন
জেনেটিক কোডের গভীরে, অনেকাংশে উপেক্ষিত এক আণবিক সংঘাত নীরবে চলছে। ইউনিভার্সিটি অব পেনসিলভানিয়ার একটি দল Current Biology-তে জানিয়েছে, স্যাটেলাইট DNA নামে পরিচিত পুনরাবৃত্ত জিনোমিক সিকোয়েন্স এবং এগুলোর সঙ্গে যুক্ত প্রোটিনের মধ্যে চলমান দ্বিমুখী বিবর্তনীয় অস্ত্র প্রতিযোগিতার প্রথম পরীক্ষামূলক প্রমাণ পাওয়া গেছে। এই আবিষ্কার তথাকথিত জাঙ্ক DNA সম্পর্কে প্রচলিত ধারণাকে চ্যালেঞ্জ করে এবং ক্যানসার ও বন্ধ্যাত্বসহ বিভিন্ন স্বাস্থ্য সমস্যার নতুন ব্যাখ্যা দিতে পারে।
গবেষণাটির নেতৃত্ব দেন পেনের School of Arts & Sciences-এর জীববিজ্ঞানের সহকারী অধ্যাপক Mia Levine; প্রথম লেখক ছিলেন পোস্টডক্টরাল গবেষক Cara Brand।
জাঙ্ক DNA নয়, বরং বিপদের সম্ভাব্য উৎস?
স্যাটেলাইট DNA কোনো প্রোটিন এনকোড করে না এবং দীর্ঘদিন ধরে একে জিনোমের অপ্রয়োজনীয় অংশ বা বিবর্তনীয় অবশেষ মনে করা হতো। Levine উল্লেখ করেন, ক্রমবর্ধমান প্রমাণে দেখা যাচ্ছে যে এই পুনরাবৃত্ত সিকোয়েন্সগুলো ক্রোমোজোমের গঠন, কোষ বিভাজন এবং অন্যান্য জরুরি প্রক্রিয়ায় গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। নিয়ন্ত্রণ হারালে জিনোমের অস্থিতিশীলতা, ক্যানসার ও প্রজননজনিত সমস্যাসহ গুরুতর পরিণতি হতে পারে।
“আমরা সাধারণত জিনোমকে এমন একটি সহযোগিতামূলক ব্যবস্থা হিসেবে দেখি, যেখানে প্রতিটি অংশ জীবন টিকিয়ে রাখতে কাজ করে। কিন্তু কিছু উপাদান স্বার্থপর: তারা সহযোগিতা করে না, এমনকি পুরো ব্যবস্থাকেও ব্যাহত করতে পারে,” বলেন Levine।
প্রজাতি-অতিক্রমী পরীক্ষায় অসামঞ্জস্য থেকে প্রজনন ক্ষতি প্রকাশ
বিবর্তনের সময় স্যাটেলাইট DNA ও বাইন্ডিং প্রোটিন একে অপরের ভারসাম্য বজায় রাখে কি না পরীক্ষা করতে দলটি ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত দুটি ফলের মাছি নিয়ে গবেষণা করে: Drosophila melanogaster এবং Drosophila simulans। প্রথমটির স্যাটেলাইট সিকোয়েন্স বিস্তৃত হয়ে 11 মিলিয়ন বেস পেয়ার জুড়ে রয়েছে, আর দ্বিতীয়টিতে এটি সম্পূর্ণ অনুপস্থিত।
CRISPR/Cas9 ব্যবহার করে বিজ্ঞানীরা Drosophila simulans-এর স্যাটেলাইট-বাইন্ডিং প্রোটিন MH (Maternal Haploid)-এর জিনটি Drosophila melanogaster-এ স্থানান্তর করেন। পরিবর্তিত মাছিগুলো কিছু ভ্রূণ তৈরি করতে পারলেও তাদের ডিম্বাশয় ভালোভাবে বিকশিত হয়নি, ডিম উৎপাদন তীব্রভাবে কমে যায় এবং প্রজননক্ষমতা অনেক কমে যায়। MH জিনটি সম্পূর্ণ অনুপস্থিত থাকলে মাছিগুলো প্রজনন করতে পারেনি এবং ভ্রূণ মারা যায়।
গুরুত্বপূর্ণভাবে, স্যাটেলাইট DNA সিকোয়েন্সবিহীন Drosophila melanogaster মিউট্যান্টে জিন স্থানান্তর করা হলে সব বিরূপ প্রভাব অদৃশ্য হয়ে ডিম্বাশয়ের বিকাশ স্বাভাবিক হয়। এতে প্রমাণিত হয়, মূল সমস্যা ছিল MH এবং অপরিচিত স্যাটেলাইট DNA-এর অসামঞ্জস্য।
আণবিক প্রক্রিয়া শনাক্ত: DNA মেরামতের পথ ভুলভাবে ব্যাহত
দলটি MH প্রোটিনের মানবসমতুল্য Spartan পরীক্ষা করে। Spartan DNA প্যাকেজিংয়ে বাধা সৃষ্টি করা প্রোটিন ভেঙে দেয়, এবং MH-এরও একই ধরনের ভূমিকা রয়েছে। MH যখন Drosophila melanogaster-এর স্যাটেলাইট DNA-এর সঙ্গে অসামঞ্জস্যপূর্ণ হয়, তখন এটি ভুল করে জরুরি মেরামত এনজাইম Topoisomerase II (Top2)-কে ভেঙে ফেলতে পারে, যার ফলে DNA ক্ষতি ও প্রজননগত অস্বাভাবিকতা সৃষ্টি হয়।
জেনেটিকভাবে Top2-এর প্রকাশ বাড়ালে প্রজননক্ষমতা ফিরে আসে, আর Top2 কমালে ক্ষতি আরও বেড়ে যায়। এতে নিশ্চিত হয় যে MH ও স্যাটেলাইট DNA-এর মিথস্ক্রিয়ায় DNA মেরামতের একটি পথ জড়িত।
“এই মেরামত প্রক্রিয়া ইস্ট থেকে মানুষ পর্যন্ত বিদ্যমান এবং বিবর্তনের ধারায় অত্যন্ত সংরক্ষিত। তবু এর প্রোটিনগুলো দ্রুত বিবর্তিত হচ্ছে, অর্থাৎ মৌলিক কাজ বজায় রাখতে কেন্দ্রীয় আণবিক প্রক্রিয়াগুলোও ক্রমাগত হালনাগাদ হয়,” বলেন Brand।
ফলের মাছির বাইরেও প্রভাব: মানব জিনোমেও একই ধরনের অভ্যন্তরীণ সংঘাত থাকতে পারে
“এই বিবর্তনীয় প্রতিযোগিতা নিশ্চয়ই শুধু ফলের মাছির মধ্যে সীমাবদ্ধ নয়,” বলেন Levine। “মানুষ ও প্রাইমেটদের মধ্যেও একই ধরনের দ্রুত বিবর্তন ঘটে। আমরা মনে করি, এই জেনেটিক সংঘাতগুলো মানবস্বাস্থ্যের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।”
Spartan-এর মিউটেশন ক্যানসারের সঙ্গে সম্পর্কিত, আর অনিয়ন্ত্রিত স্যাটেলাইট DNA ক্রোমোজোম পৃথকীকরণে ত্রুটি ও ভ্রূণের অ্যানিউপ্লয়ডি ঘটাতে পারে, যার ফলে গর্ভপাত ও বন্ধ্যাত্ব হতে পারে। Levine উল্লেখ করেন, অনেক গর্ভপাতের কারণ এখনও অজানা এবং স্যাটেলাইট DNA জিনোমের অস্থিতিশীলতার একটি অপর্যাপ্তভাবে গবেষিত উৎস।
দলটি এরপর জিনোমের অন্য অঞ্চলগুলো এই গোপন সংঘাতে অংশ নেয় কি না তা তদন্ত করবে এবং স্তন্যপায়ীদের মধ্যে একই ধরনের প্রক্রিয়া পুনরুৎপাদনের চেষ্টা করবে।
সংবাদ | পুনরাবৃত্ত DNA ও বাইন্ডিং প্রোটিনের মধ্যে দ্বিমুখী জেনেটিক প্রতিযোগিতা প্রথমবার প্রকাশ করলেন Penn-এর জীববিজ্ঞানীরা
সংবাদ | পেনের জীববিজ্ঞানীরা প্রথমবার পুনরাবৃত্ত DNA ও বাইন্ডিং প্রোটিনের মধ্যে দ্বিমুখী জেনেটিক অস্ত্র প্রতিযোগিতা প্রকাশ করেছেন
জেনেটিক কোডের গভীরে, অনেকাংশে উপেক্ষিত এক আণবিক সংঘাত নীরবে চলছে। ইউনিভার্সিটি অব পেনসিলভানিয়ার একটি দল Current Biology-তে জানিয়েছে, স্যাটেলাইট DNA নামে পরিচিত পুনরাবৃত্ত জিনোমিক সিকোয়েন্স এবং এগুলোর সঙ্গে যুক্ত প্রোটিনের মধ্যে চলমান দ্বিমুখী বিবর্তনীয় অস্ত্র প্রতিযোগিতার প্রথম পরীক্ষামূলক প্রমাণ পাওয়া গেছে। এই আবিষ্কার তথাকথিত জাঙ্ক DNA সম্পর্কে প্রচলিত ধারণাকে চ্যালেঞ্জ করে এবং ক্যানসার ও বন্ধ্যাত্বসহ বিভিন্ন স্বাস্থ্য সমস্যার নতুন ব্যাখ্যা দিতে পারে।
গবেষণাটির নেতৃত্ব দেন পেনের School of Arts & Sciences-এর জীববিজ্ঞানের সহকারী অধ্যাপক Mia Levine; প্রথম লেখক ছিলেন পোস্টডক্টরাল গবেষক Cara Brand।
জাঙ্ক DNA নয়, বরং বিপদের সম্ভাব্য উৎস?
স্যাটেলাইট DNA কোনো প্রোটিন এনকোড করে না এবং দীর্ঘদিন ধরে একে জিনোমের অপ্রয়োজনীয় অংশ বা বিবর্তনীয় অবশেষ মনে করা হতো। Levine উল্লেখ করেন, ক্রমবর্ধমান প্রমাণে দেখা যাচ্ছে যে এই পুনরাবৃত্ত সিকোয়েন্সগুলো ক্রোমোজোমের গঠন, কোষ বিভাজন এবং অন্যান্য জরুরি প্রক্রিয়ায় গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। নিয়ন্ত্রণ হারালে জিনোমের অস্থিতিশীলতা, ক্যানসার ও প্রজননজনিত সমস্যাসহ গুরুতর পরিণতি হতে পারে।
“আমরা সাধারণত জিনোমকে এমন একটি সহযোগিতামূলক ব্যবস্থা হিসেবে দেখি, যেখানে প্রতিটি অংশ জীবন টিকিয়ে রাখতে কাজ করে। কিন্তু কিছু উপাদান স্বার্থপর: তারা সহযোগিতা করে না, এমনকি পুরো ব্যবস্থাকেও ব্যাহত করতে পারে,” বলেন Levine।
প্রজাতি-অতিক্রমী পরীক্ষায় অসামঞ্জস্য থেকে প্রজনন ক্ষতি প্রকাশ
বিবর্তনের সময় স্যাটেলাইট DNA ও বাইন্ডিং প্রোটিন একে অপরের ভারসাম্য বজায় রাখে কি না পরীক্ষা করতে দলটি ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত দুটি ফলের মাছি নিয়ে গবেষণা করে: Drosophila melanogaster এবং Drosophila simulans। প্রথমটির স্যাটেলাইট সিকোয়েন্স বিস্তৃত হয়ে 11 মিলিয়ন বেস পেয়ার জুড়ে রয়েছে, আর দ্বিতীয়টিতে এটি সম্পূর্ণ অনুপস্থিত।
CRISPR/Cas9 ব্যবহার করে বিজ্ঞানীরা Drosophila simulans-এর স্যাটেলাইট-বাইন্ডিং প্রোটিন MH (Maternal Haploid)-এর জিনটি Drosophila melanogaster-এ স্থানান্তর করেন। পরিবর্তিত মাছিগুলো কিছু ভ্রূণ তৈরি করতে পারলেও তাদের ডিম্বাশয় ভালোভাবে বিকশিত হয়নি, ডিম উৎপাদন তীব্রভাবে কমে যায় এবং প্রজননক্ষমতা অনেক কমে যায়। MH জিনটি সম্পূর্ণ অনুপস্থিত থাকলে মাছিগুলো প্রজনন করতে পারেনি এবং ভ্রূণ মারা যায়।
গুরুত্বপূর্ণভাবে, স্যাটেলাইট DNA সিকোয়েন্সবিহীন Drosophila melanogaster মিউট্যান্টে জিন স্থানান্তর করা হলে সব বিরূপ প্রভাব অদৃশ্য হয়ে ডিম্বাশয়ের বিকাশ স্বাভাবিক হয়। এতে প্রমাণিত হয়, মূল সমস্যা ছিল MH এবং অপরিচিত স্যাটেলাইট DNA-এর অসামঞ্জস্য।
আণবিক প্রক্রিয়া শনাক্ত: DNA মেরামতের পথ ভুলভাবে ব্যাহত
দলটি MH প্রোটিনের মানবসমতুল্য Spartan পরীক্ষা করে। Spartan DNA প্যাকেজিংয়ে বাধা সৃষ্টি করা প্রোটিন ভেঙে দেয়, এবং MH-এরও একই ধরনের ভূমিকা রয়েছে। MH যখন Drosophila melanogaster-এর স্যাটেলাইট DNA-এর সঙ্গে অসামঞ্জস্যপূর্ণ হয়, তখন এটি ভুল করে জরুরি মেরামত এনজাইম Topoisomerase II (Top2)-কে ভেঙে ফেলতে পারে, যার ফলে DNA ক্ষতি ও প্রজননগত অস্বাভাবিকতা সৃষ্টি হয়।
জেনেটিকভাবে Top2-এর প্রকাশ বাড়ালে প্রজননক্ষমতা ফিরে আসে, আর Top2 কমালে ক্ষতি আরও বেড়ে যায়। এতে নিশ্চিত হয় যে MH ও স্যাটেলাইট DNA-এর মিথস্ক্রিয়ায় DNA মেরামতের একটি পথ জড়িত।
“এই মেরামত প্রক্রিয়া ইস্ট থেকে মানুষ পর্যন্ত বিদ্যমান এবং বিবর্তনের ধারায় অত্যন্ত সংরক্ষিত। তবু এর প্রোটিনগুলো দ্রুত বিবর্তিত হচ্ছে, অর্থাৎ মৌলিক কাজ বজায় রাখতে কেন্দ্রীয় আণবিক প্রক্রিয়াগুলোও ক্রমাগত হালনাগাদ হয়,” বলেন Brand।
ফলের মাছির বাইরেও প্রভাব: মানব জিনোমেও একই ধরনের অভ্যন্তরীণ সংঘাত থাকতে পারে
“এই বিবর্তনীয় প্রতিযোগিতা নিশ্চয়ই শুধু ফলের মাছির মধ্যে সীমাবদ্ধ নয়,” বলেন Levine। “মানুষ ও প্রাইমেটদের মধ্যেও একই ধরনের দ্রুত বিবর্তন ঘটে। আমরা মনে করি, এই জেনেটিক সংঘাতগুলো মানবস্বাস্থ্যের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।”
Spartan-এর মিউটেশন ক্যানসারের সঙ্গে সম্পর্কিত, আর অনিয়ন্ত্রিত স্যাটেলাইট DNA ক্রোমোজোম পৃথকীকরণে ত্রুটি ও ভ্রূণের অ্যানিউপ্লয়ডি ঘটাতে পারে, যার ফলে গর্ভপাত ও বন্ধ্যাত্ব হতে পারে। Levine উল্লেখ করেন, অনেক গর্ভপাতের কারণ এখনও অজানা এবং স্যাটেলাইট DNA জিনোমের অস্থিতিশীলতার একটি অপর্যাপ্তভাবে গবেষিত উৎস।
দলটি এরপর জিনোমের অন্য অঞ্চলগুলো এই গোপন সংঘাতে অংশ নেয় কি না তা তদন্ত করবে এবং স্তন্যপায়ীদের মধ্যে একই ধরনের প্রক্রিয়া পুনরুৎপাদনের চেষ্টা করবে।
উৎস:
অনলাইন থেকে সংগৃহীত