সংবাদ | নিরপেক্ষ অণু কি আধানযুক্তের মতো আচরণ করতে পারে? যুক্তরাষ্ট্রের দল প্রচলিত জৈবরসায়নকে চ্যালেঞ্জ করল
ম্যাসাচুসেটস অ্যামহার্স্ট বিশ্ববিদ্যালয়ের নেতৃত্বে পরিচালিত একটি গবেষণা পলিজুইটারআয়ন সম্পর্কে দীর্ঘদিনের ধারণাকে চ্যালেঞ্জ করেছে: বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ বিবেচিত হলেও, এগুলো বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে আধানযুক্ত কণার মতো চলাচল করে। নেচার কমিউনিকেশনস-এ প্রকাশিত এই গবেষণা প্রোটিন ও কার্বোহাইড্রেট বিশ্লেষণ, ওষুধ সরবরাহ এবং অন্যান্য জৈব-চিকিৎসা প্রয়োগে সহায়তা করতে পারে।
গবেষণাটি পরিচালনা করেন পলিমার বিজ্ঞান ও প্রকৌশলের স্নাতকোত্তর শিক্ষার্থী ইয়েসুল লি এবং জ্যেষ্ঠ লেখক উইলমার ডি. ব্যারেট অধ্যাপক মুরুগাপ্পান মুথুকুমার।
নিরপেক্ষ পলিমার আধানযুক্তের মতো আচরণ করে, প্রচলিত ধারণাকে উল্টে দেয়
পলিজুইটারআয়ন ধনাত্মক ও ঋণাত্মক উভয় গোষ্ঠীযুক্ত জুইটারআয়নিক একক দিয়ে গঠিত, তবে সামগ্রিকভাবে নিরপেক্ষ; তাই প্রচলিত ধারণা অনুযায়ী এগুলোর বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে চলাচল করার কথা নয়। একক-অণু ইলেক্ট্রোফোরেসিসে দেখা গেছে:
PSBMA ঋণাত্মক আধানযুক্তের মতো আচরণ করে
PMPC ধনাত্মক আধানযুক্তের মতো আচরণ করে
অর্থাৎ, কোনো প্রতিক্রিয়া দেখানোর কথা নয় এমন নিরপেক্ষ অণুগুলো নির্দিষ্ট একটি দিকে চলেছে।
লি বলেন, "আমার গবেষণায় জৈবিক পলিমারের গঠনমূলক উপাদান প্রোটিন ও অ্যামাইনো অ্যাসিডের আচরণ নিয়ে কাজ করি। কোষের ঘন পরিবেশে অণুগুলো কীভাবে চলাচল ও যোগাযোগ করে, তা বোঝা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।"
নিরপেক্ষ অণু কেন চলে? মূল বিষয় হলো "লুকানো আধান"
দলটি প্রক্রিয়াটি শনাক্ত করেছে:
একটি পলিজুইটারআয়নের গঠন পাঁজরের মতো, যেখানে একটি আধানযুক্ত প্রান্ত বাইরে বেরিয়ে থাকে এবং অন্যটি পলিমার ব্যাকবোনের কাছে থাকে। গবেষণায় দেখা গেছে:
PSBMA-র পাঁজরের "ডগায়" ঋণাত্মক আধান থাকে
PMPC-র "ডগায়" ধনাত্মক আধান থাকে
অন্য আধানটি দুর্বল হয়ে ব্যাকবোনের কাছে অনেকাংশে "লুকানো" থাকে
তাই ডগার আধানই বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে চলাচলের দিক নির্ধারণ করে।
দ্বিতীয় অগ্রগতি: কোষের ভেতরের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র সমান নয়
বিজ্ঞানীরা সাধারণভাবে ধরে নিতেন যে জৈববৃহৎ অণুর চারপাশের কোষীয় ইলেক্ট্রোলাইটের ডাইইলেকট্রিক ধ্রুবক সমান, ফলে প্রতিটি আধান সমানভাবে দুর্বল হয়। পরিবর্তে গবেষণায় দেখা গেছে:
ধনাত্মক ও ঋণাত্মক আধানের চারপাশে স্থানীয় ডাইইলেকট্রিক ধ্রুবক ভিন্ন
পলিমার ব্যাকবোনের কাছে ডাইইলেকট্রিক ধ্রুবক উল্লেখযোগ্যভাবে কম
ব্যাকবোন থেকে দূরে ও ডগার কাছে এটি বাড়ে
এটি ইঙ্গিত করে যে কোষের অভ্যন্তরের অণুবীক্ষণিক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র পূর্বের ধারণার চেয়ে বেশি জটিল এবং অণুগুলোর পারস্পরিক ক্রিয়া একটিমাত্র সমান নিয়মে বর্ণনা করা যায় না।
মুথুকুমার বলেন, "এটি জৈবরসায়নের মৌলিক প্রক্রিয়া বোঝায় অবদান রাখে। পলিমার ব্যাকবোন থেকে দূরত্বের সঙ্গে ডাইইলেকট্রিক ধ্রুবক পরিবর্তিত হয়, তা কেউ জানত না। আমরা এটি পর্যবেক্ষণ করেছি এবং ফলাফল পরিমাপ করেছি।"
প্রোটিন গবেষণা ও নির্ভুল চিকিৎসার জন্য নতুন ভিত্তি
নিরপেক্ষ অণু আধানযুক্তের মতো আচরণ করতে পারে—এই আবিষ্কার প্রোটিনের সমাবেশ, চলাচল ও পারস্পরিক ক্রিয়া সম্পর্কে নতুন দৃষ্টিভঙ্গি দেয়। দলটি বলেছে, এটি এগিয়ে নিতে পারে:
রোগের প্রাথমিক শনাক্তকরণ
নির্ভুল ওষুধ সরবরাহ
প্রোটিন ও কার্বোহাইড্রেট বিশ্লেষণ ও শনাক্তকরণ
জৈবঅণুর স্ক্রিনিং ও পৃথকীকরণ
গবেষণাটি যুক্তরাষ্ট্রের ন্যাশনাল সায়েন্স ফাউন্ডেশন (NSF) এবং এয়ার ফোর্স অফিস অব সায়েন্টিফিক রিসার্চ (AFOSR)-এর অর্থায়নে পরিচালিত হয়েছে।
সংবাদ | নিরপেক্ষ অণু কি আধানযুক্তের মতো আচরণ করতে পারে? যুক্তরাষ্ট্রের দল প্রচলিত জৈবরসায়নকে চ্যালেঞ্জ করল
সংবাদ | নিরপেক্ষ অণু কি আধানযুক্তের মতো আচরণ করতে পারে? যুক্তরাষ্ট্রের দল প্রচলিত জৈবরসায়নকে চ্যালেঞ্জ করল
ম্যাসাচুসেটস অ্যামহার্স্ট বিশ্ববিদ্যালয়ের নেতৃত্বে পরিচালিত একটি গবেষণা পলিজুইটারআয়ন সম্পর্কে দীর্ঘদিনের ধারণাকে চ্যালেঞ্জ করেছে: বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ বিবেচিত হলেও, এগুলো বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে আধানযুক্ত কণার মতো চলাচল করে। নেচার কমিউনিকেশনস-এ প্রকাশিত এই গবেষণা প্রোটিন ও কার্বোহাইড্রেট বিশ্লেষণ, ওষুধ সরবরাহ এবং অন্যান্য জৈব-চিকিৎসা প্রয়োগে সহায়তা করতে পারে।
গবেষণাটি পরিচালনা করেন পলিমার বিজ্ঞান ও প্রকৌশলের স্নাতকোত্তর শিক্ষার্থী ইয়েসুল লি এবং জ্যেষ্ঠ লেখক উইলমার ডি. ব্যারেট অধ্যাপক মুরুগাপ্পান মুথুকুমার।
নিরপেক্ষ পলিমার আধানযুক্তের মতো আচরণ করে, প্রচলিত ধারণাকে উল্টে দেয়
পলিজুইটারআয়ন ধনাত্মক ও ঋণাত্মক উভয় গোষ্ঠীযুক্ত জুইটারআয়নিক একক দিয়ে গঠিত, তবে সামগ্রিকভাবে নিরপেক্ষ; তাই প্রচলিত ধারণা অনুযায়ী এগুলোর বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে চলাচল করার কথা নয়। একক-অণু ইলেক্ট্রোফোরেসিসে দেখা গেছে:
PSBMA ঋণাত্মক আধানযুক্তের মতো আচরণ করে
PMPC ধনাত্মক আধানযুক্তের মতো আচরণ করে
অর্থাৎ, কোনো প্রতিক্রিয়া দেখানোর কথা নয় এমন নিরপেক্ষ অণুগুলো নির্দিষ্ট একটি দিকে চলেছে।
লি বলেন, "আমার গবেষণায় জৈবিক পলিমারের গঠনমূলক উপাদান প্রোটিন ও অ্যামাইনো অ্যাসিডের আচরণ নিয়ে কাজ করি। কোষের ঘন পরিবেশে অণুগুলো কীভাবে চলাচল ও যোগাযোগ করে, তা বোঝা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।"
নিরপেক্ষ অণু কেন চলে? মূল বিষয় হলো "লুকানো আধান"
দলটি প্রক্রিয়াটি শনাক্ত করেছে:
একটি পলিজুইটারআয়নের গঠন পাঁজরের মতো, যেখানে একটি আধানযুক্ত প্রান্ত বাইরে বেরিয়ে থাকে এবং অন্যটি পলিমার ব্যাকবোনের কাছে থাকে। গবেষণায় দেখা গেছে:
PSBMA-র পাঁজরের "ডগায়" ঋণাত্মক আধান থাকে
PMPC-র "ডগায়" ধনাত্মক আধান থাকে
অন্য আধানটি দুর্বল হয়ে ব্যাকবোনের কাছে অনেকাংশে "লুকানো" থাকে
তাই ডগার আধানই বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে চলাচলের দিক নির্ধারণ করে।
দ্বিতীয় অগ্রগতি: কোষের ভেতরের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র সমান নয়
বিজ্ঞানীরা সাধারণভাবে ধরে নিতেন যে জৈববৃহৎ অণুর চারপাশের কোষীয় ইলেক্ট্রোলাইটের ডাইইলেকট্রিক ধ্রুবক সমান, ফলে প্রতিটি আধান সমানভাবে দুর্বল হয়। পরিবর্তে গবেষণায় দেখা গেছে:
ধনাত্মক ও ঋণাত্মক আধানের চারপাশে স্থানীয় ডাইইলেকট্রিক ধ্রুবক ভিন্ন
পলিমার ব্যাকবোনের কাছে ডাইইলেকট্রিক ধ্রুবক উল্লেখযোগ্যভাবে কম
ব্যাকবোন থেকে দূরে ও ডগার কাছে এটি বাড়ে
এটি ইঙ্গিত করে যে কোষের অভ্যন্তরের অণুবীক্ষণিক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র পূর্বের ধারণার চেয়ে বেশি জটিল এবং অণুগুলোর পারস্পরিক ক্রিয়া একটিমাত্র সমান নিয়মে বর্ণনা করা যায় না।
মুথুকুমার বলেন, "এটি জৈবরসায়নের মৌলিক প্রক্রিয়া বোঝায় অবদান রাখে। পলিমার ব্যাকবোন থেকে দূরত্বের সঙ্গে ডাইইলেকট্রিক ধ্রুবক পরিবর্তিত হয়, তা কেউ জানত না। আমরা এটি পর্যবেক্ষণ করেছি এবং ফলাফল পরিমাপ করেছি।"
প্রোটিন গবেষণা ও নির্ভুল চিকিৎসার জন্য নতুন ভিত্তি
নিরপেক্ষ অণু আধানযুক্তের মতো আচরণ করতে পারে—এই আবিষ্কার প্রোটিনের সমাবেশ, চলাচল ও পারস্পরিক ক্রিয়া সম্পর্কে নতুন দৃষ্টিভঙ্গি দেয়। দলটি বলেছে, এটি এগিয়ে নিতে পারে:
রোগের প্রাথমিক শনাক্তকরণ
নির্ভুল ওষুধ সরবরাহ
প্রোটিন ও কার্বোহাইড্রেট বিশ্লেষণ ও শনাক্তকরণ
জৈবঅণুর স্ক্রিনিং ও পৃথকীকরণ
গবেষণাটি যুক্তরাষ্ট্রের ন্যাশনাল সায়েন্স ফাউন্ডেশন (NSF) এবং এয়ার ফোর্স অফিস অব সায়েন্টিফিক রিসার্চ (AFOSR)-এর অর্থায়নে পরিচালিত হয়েছে।
সংবাদের উৎস:
অনলাইন থেকে সংগৃহীত