समाचार | अध्ययन ने अंडाणु की दीर्घायु के पीछे नई कार्यविधि का खुलासा किया
अंडाणु अपरिपक्व डिंब कोशिकाएँ हैं, जो लगभग सभी मादा स्तनधारियों में जन्म से पहले विकसित होती हैं। भावी पीढ़ियाँ इस सीमित भंडार के कई वर्षों तक बिना क्षति के सुरक्षित रहने पर निर्भर हैं। चूहों में यह अवधि 18 महीने तक और मनुष्यों में लगभग आधी सदी तक—जन्म से रजोनिवृत्ति तक की औसत अवधि—हो सकती है। ये कोशिकाएँ इतनी दीर्घायु कैसे प्राप्त करती हैं, यह लंबे समय से अज्ञात था।
बार्सिलोना के सेंटर फॉर जीनोमिक रेगुलेशन (CRG) के शोधकर्ताओं ने एक नई कार्यविधि खोजी, जो बताती है कि अंडाणु उन घिसावट और क्षतियों के बावजूद दशकों तक कैसे अक्षुण्ण रहते हैं जो अन्य कोशिका प्रकारों को निष्क्रिय कर देती हैं। आज Cell में प्रकाशित निष्कर्ष अस्पष्ट बांझपन के अनुसंधान में एक नया क्षेत्र खोलते हैं।
शोधकर्ताओं ने प्रोटीन एग्रीगेट्स—गलत ढंग से मुड़े या क्षतिग्रस्त प्रोटीन के गुच्छों—का अध्ययन किया। अनियंत्रित रहने पर ये हानिकारक पदार्थ कोशिकाद्रव्य में जमा होते हैं और अत्यधिक विषाक्त बन जाते हैं। प्रोटीन एग्रीगेट्स न्यूरॉनों में जमा होते पाए जाते हैं और कई तंत्रिका-अपक्षयी रोगों से जुड़े हैं। कोशिकाएँ सामान्यतः विशेष एंजाइमों से इन्हें तोड़कर नियंत्रित करती हैं। वे दो नई कोशिकाओं में विभाजित होकर एग्रीगेट्स को एक कोशिका में केंद्रित और दूसरी को सुरक्षित भी रख सकती हैं।
अंडाणु अलग होते हैं। उनकी दीर्घायु का अर्थ है कि वे कोशिका विभाजन से विषाक्त पदार्थ को फैला नहीं सकते। प्रोटीन एग्रीगेट्स को लगातार तोड़ना संभव नहीं है, क्योंकि इसमें काफी ऊर्जा चाहिए जो उपलब्ध नहीं हो सकती। शुक्राणु से मिलने के बाद अंडाणु को अपना पूरा कोशिकाद्रव्य भ्रूण में देना होता है, इसलिए वे चयापचय गतिविधि कम रखते हैं। इससे ऐसे उपोत्पादों से बचाव होता है जो मातृ DNA को नुकसान पहुँचा सकते हैं और भविष्य की प्रजनन सफलता को प्रभावित कर सकते हैं, पर इससे अंडाणु गलत ढंग से मुड़े या क्षतिग्रस्त प्रोटीन के प्रति विशेष रूप से संवेदनशील हो जाते हैं।
CRG के ओओसाइट बायोलॉजी एंड सेलुलर डॉर्मेंसी समूह की प्रमुख डॉ. एल्वन बोके ने समझाया: "न्यूरॉनों में प्रोटीन एग्रीगेशन पर हजारों शोधपत्रों की तुलना में, स्तनधारी अंडाणु इससे कैसे निपटते हैं, इस पर लगभग कोई शोध नहीं है, जबकि उन्हें दीर्घायु और विभाजित न होने की वही समस्याएँ झेलनी पड़ती हैं।"
डॉ. बोके ने जोड़ा, "हम यह जानना चाहते थे कि अंडाणु इन गलत ढंग से मुड़े या क्षतिग्रस्त प्रोटीन को कैसे संभालते हैं।"
गश्त करने वाली "सफाई टीम"
डॉ. बोके की टीम ने, डॉ. गाब्रिएले ज़फाग्निनी के नेतृत्व में, वयस्क चूहों से हजारों अपरिपक्व अंडाणु, परिपक्व डिंब और शुरुआती भ्रूण एकत्र किए। विशेष रंगों और जीवित-कोशिका इमेजिंग से उन्होंने वास्तविक समय में प्रोटीन एग्रीगेट्स का अवलोकन किया। उन्होंने कोशिकाओं के भीतर नैनोस्तरीय विवरण देखने के लिए इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी भी प्रयोग की। इस कार्य में साढ़े पाँच वर्ष लगे।
शोधकर्ताओं ने अंडाणुओं में विशेष संरचनाएँ खोजीं, जिन्हें उन्होंने एंडोलाइसोसोमल वेसिकुलर असेंबलीज़ (ELVAs) नाम दिया। प्रत्येक अंडाणु में लगभग 50 संरचनाएँ कोशिकाद्रव्य में चलती हैं, प्रोटीन एग्रीगेट्स को पकड़कर उनमें सीमित रखती हैं ताकि वे हानिरहित रहें। शोधकर्ता ELVAs को "सुपर-ऑर्गेनेल्स" कहते हैं, क्योंकि ये एक इकाई के रूप में काम करने वाले अनेक अलग-अलग कोशिकीय घटकों के नेटवर्क हैं।
अध्ययन ने अंडाणु परिपक्वता के दौरान एक महत्वपूर्ण चरण की पहचान की, जब अंडाणु अंडोत्सर्जन और संभावित निषेचन के लिए तैयार परिपक्व डिंब बनता है। ELVAs कोशिका सतह तक पहुँचे और प्रोटीन एग्रीगेट्स को तोड़ दिया, जिससे कोशिकाद्रव्य की गहन सफाई हुई। प्रोटीन एग्रीगेट्स साफ करने की अंडाणु की विशिष्ट रणनीति का यह पहला अवलोकन था।
डॉ. गाब्रिएले ज़फाग्निनी ने समझाया, "निषेचन के समय अंडाणु को अपना पूरा कोशिकाद्रव्य भ्रूण को देना होता है, इसलिए वह अपशिष्ट को जमा होने और अपनी कार्यक्षमता के लिए गंभीर खतरा बनने नहीं दे सकता। ELVAs परिष्कृत अपशिष्ट-निपटान नेटवर्क या सफाई टीम की तरह काम करते हैं और कोशिकाद्रव्य में गश्त करते हैं ताकि कोई एग्रीगेट स्वतंत्र रूप से न तैरे। वे एग्रीगेट्स को तब तक सीमित रखते हैं जब तक अंडाणु एक ही बार में उन सभी का निपटान करने के लिए तैयार न हो जाए। यह प्रभावी और ऊर्जा-कुशल रणनीति है।"
प्रोटीन एग्रीगेट्स बांझपन का कारण बन सकते हैं
उम्र के साथ प्रजनन क्षमता घटती है और अंडाणु की खराब गुणवत्ता महिला बांझपन का प्रमुख कारण है। संतानोत्पत्ति में देरी के कारण भी विश्वभर में बांझपन की दर बढ़ रही है। अंडाणु कैसे स्वस्थ रहते हैं और उम्र के साथ ये रणनीतियाँ क्यों विफल होती हैं, इसे समझना अस्पष्ट बांझपन को समझने और नए उपचार विकसित करने के लिए आवश्यक है।
निष्कर्ष बताते हैं कि प्रोटीन एग्रीगेट्स डिंब और भ्रूण की गुणवत्ता को प्रभावित कर सकते हैं। अंडाणु परिपक्वता के दौरान ELVAs को प्रोटीन एग्रीगेट्स नष्ट करने से प्रयोगात्मक रूप से रोकने पर दोषपूर्ण डिंब बने। जब शोधकर्ताओं ने भ्रूणों को एग्रीगेटेड प्रोटीन विरासत में लेने के लिए "मजबूर" किया, तो 3/5 (60%) प्रारंभिक विकास पूरा नहीं कर पाए।
डॉ. बोके ने निष्कर्ष निकाला: "ऐतिहासिक रूप से, अनेक अध्ययनों ने अंडाणु गुणवत्ता में गिरावट के एक छोटे पहलू पर ध्यान दिया है: अर्धसूत्रीविभाजन और ऐन्यूप्लॉइडी। हालांकि, 11,000 भ्रूण स्थानांतरणों की हालिया समीक्षा से पता चला कि अन्य अज्ञात कारक मुख्य रूप से महिला प्रजनन क्षमता में उम्र-संबंधी गिरावट लाते हैं। हमारा शोध यह जानने की एक रोमांचक दिशा खोलता है कि क्या प्रोटीन विघटन और अंडाणुओं में उसका नियमन भ्रूण स्वास्थ्य में उम्र-संबंधी गिरावट समझा सकता है।"
न्यूरॉन भी दीर्घजीवी, विभाजित न होने वाला कोशिका प्रकार हैं जिन्हें प्रोटीन एग्रीगेट्स का प्रबंधन करना पड़ता है। इन हानिकारक पदार्थों का जमाव अल्ज़ाइमर रोग सहित कई तंत्रिका-अपक्षयी रोगों से जुड़ा है। क्या न्यूरॉनों और अन्य कोशिका प्रकारों में भी ELVA जैसी संरचनाएँ मौजूद हैं? यह अध्ययन प्रजनन से परे अनुसंधान के रास्ते खोलता है।
कहानी का स्रोत:
ऑनलाइन संकलित
लेखक LinkedIVF Teamप्रकाशित 2024-08-08
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समाचार | अध्ययन ने अंडाणु की दीर्घायु के पीछे नई कार्यविधि का खुलासा किया
समाचार | अध्ययन ने अंडाणु की दीर्घायु के पीछे नई कार्यविधि का खुलासा किया
अंडाणु अपरिपक्व डिंब कोशिकाएँ हैं, जो लगभग सभी मादा स्तनधारियों में जन्म से पहले विकसित होती हैं। भावी पीढ़ियाँ इस सीमित भंडार के कई वर्षों तक बिना क्षति के सुरक्षित रहने पर निर्भर हैं। चूहों में यह अवधि 18 महीने तक और मनुष्यों में लगभग आधी सदी तक—जन्म से रजोनिवृत्ति तक की औसत अवधि—हो सकती है। ये कोशिकाएँ इतनी दीर्घायु कैसे प्राप्त करती हैं, यह लंबे समय से अज्ञात था।
बार्सिलोना के सेंटर फॉर जीनोमिक रेगुलेशन (CRG) के शोधकर्ताओं ने एक नई कार्यविधि खोजी, जो बताती है कि अंडाणु उन घिसावट और क्षतियों के बावजूद दशकों तक कैसे अक्षुण्ण रहते हैं जो अन्य कोशिका प्रकारों को निष्क्रिय कर देती हैं। आज Cell में प्रकाशित निष्कर्ष अस्पष्ट बांझपन के अनुसंधान में एक नया क्षेत्र खोलते हैं।
शोधकर्ताओं ने प्रोटीन एग्रीगेट्स—गलत ढंग से मुड़े या क्षतिग्रस्त प्रोटीन के गुच्छों—का अध्ययन किया। अनियंत्रित रहने पर ये हानिकारक पदार्थ कोशिकाद्रव्य में जमा होते हैं और अत्यधिक विषाक्त बन जाते हैं। प्रोटीन एग्रीगेट्स न्यूरॉनों में जमा होते पाए जाते हैं और कई तंत्रिका-अपक्षयी रोगों से जुड़े हैं। कोशिकाएँ सामान्यतः विशेष एंजाइमों से इन्हें तोड़कर नियंत्रित करती हैं। वे दो नई कोशिकाओं में विभाजित होकर एग्रीगेट्स को एक कोशिका में केंद्रित और दूसरी को सुरक्षित भी रख सकती हैं।
अंडाणु अलग होते हैं। उनकी दीर्घायु का अर्थ है कि वे कोशिका विभाजन से विषाक्त पदार्थ को फैला नहीं सकते। प्रोटीन एग्रीगेट्स को लगातार तोड़ना संभव नहीं है, क्योंकि इसमें काफी ऊर्जा चाहिए जो उपलब्ध नहीं हो सकती। शुक्राणु से मिलने के बाद अंडाणु को अपना पूरा कोशिकाद्रव्य भ्रूण में देना होता है, इसलिए वे चयापचय गतिविधि कम रखते हैं। इससे ऐसे उपोत्पादों से बचाव होता है जो मातृ DNA को नुकसान पहुँचा सकते हैं और भविष्य की प्रजनन सफलता को प्रभावित कर सकते हैं, पर इससे अंडाणु गलत ढंग से मुड़े या क्षतिग्रस्त प्रोटीन के प्रति विशेष रूप से संवेदनशील हो जाते हैं।
CRG के ओओसाइट बायोलॉजी एंड सेलुलर डॉर्मेंसी समूह की प्रमुख डॉ. एल्वन बोके ने समझाया: "न्यूरॉनों में प्रोटीन एग्रीगेशन पर हजारों शोधपत्रों की तुलना में, स्तनधारी अंडाणु इससे कैसे निपटते हैं, इस पर लगभग कोई शोध नहीं है, जबकि उन्हें दीर्घायु और विभाजित न होने की वही समस्याएँ झेलनी पड़ती हैं।"
डॉ. बोके ने जोड़ा, "हम यह जानना चाहते थे कि अंडाणु इन गलत ढंग से मुड़े या क्षतिग्रस्त प्रोटीन को कैसे संभालते हैं।"
गश्त करने वाली "सफाई टीम"
डॉ. बोके की टीम ने, डॉ. गाब्रिएले ज़फाग्निनी के नेतृत्व में, वयस्क चूहों से हजारों अपरिपक्व अंडाणु, परिपक्व डिंब और शुरुआती भ्रूण एकत्र किए। विशेष रंगों और जीवित-कोशिका इमेजिंग से उन्होंने वास्तविक समय में प्रोटीन एग्रीगेट्स का अवलोकन किया। उन्होंने कोशिकाओं के भीतर नैनोस्तरीय विवरण देखने के लिए इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी भी प्रयोग की। इस कार्य में साढ़े पाँच वर्ष लगे।
शोधकर्ताओं ने अंडाणुओं में विशेष संरचनाएँ खोजीं, जिन्हें उन्होंने एंडोलाइसोसोमल वेसिकुलर असेंबलीज़ (ELVAs) नाम दिया। प्रत्येक अंडाणु में लगभग 50 संरचनाएँ कोशिकाद्रव्य में चलती हैं, प्रोटीन एग्रीगेट्स को पकड़कर उनमें सीमित रखती हैं ताकि वे हानिरहित रहें। शोधकर्ता ELVAs को "सुपर-ऑर्गेनेल्स" कहते हैं, क्योंकि ये एक इकाई के रूप में काम करने वाले अनेक अलग-अलग कोशिकीय घटकों के नेटवर्क हैं।
अध्ययन ने अंडाणु परिपक्वता के दौरान एक महत्वपूर्ण चरण की पहचान की, जब अंडाणु अंडोत्सर्जन और संभावित निषेचन के लिए तैयार परिपक्व डिंब बनता है। ELVAs कोशिका सतह तक पहुँचे और प्रोटीन एग्रीगेट्स को तोड़ दिया, जिससे कोशिकाद्रव्य की गहन सफाई हुई। प्रोटीन एग्रीगेट्स साफ करने की अंडाणु की विशिष्ट रणनीति का यह पहला अवलोकन था।
डॉ. गाब्रिएले ज़फाग्निनी ने समझाया, "निषेचन के समय अंडाणु को अपना पूरा कोशिकाद्रव्य भ्रूण को देना होता है, इसलिए वह अपशिष्ट को जमा होने और अपनी कार्यक्षमता के लिए गंभीर खतरा बनने नहीं दे सकता। ELVAs परिष्कृत अपशिष्ट-निपटान नेटवर्क या सफाई टीम की तरह काम करते हैं और कोशिकाद्रव्य में गश्त करते हैं ताकि कोई एग्रीगेट स्वतंत्र रूप से न तैरे। वे एग्रीगेट्स को तब तक सीमित रखते हैं जब तक अंडाणु एक ही बार में उन सभी का निपटान करने के लिए तैयार न हो जाए। यह प्रभावी और ऊर्जा-कुशल रणनीति है।"
प्रोटीन एग्रीगेट्स बांझपन का कारण बन सकते हैं
उम्र के साथ प्रजनन क्षमता घटती है और अंडाणु की खराब गुणवत्ता महिला बांझपन का प्रमुख कारण है। संतानोत्पत्ति में देरी के कारण भी विश्वभर में बांझपन की दर बढ़ रही है। अंडाणु कैसे स्वस्थ रहते हैं और उम्र के साथ ये रणनीतियाँ क्यों विफल होती हैं, इसे समझना अस्पष्ट बांझपन को समझने और नए उपचार विकसित करने के लिए आवश्यक है।
निष्कर्ष बताते हैं कि प्रोटीन एग्रीगेट्स डिंब और भ्रूण की गुणवत्ता को प्रभावित कर सकते हैं। अंडाणु परिपक्वता के दौरान ELVAs को प्रोटीन एग्रीगेट्स नष्ट करने से प्रयोगात्मक रूप से रोकने पर दोषपूर्ण डिंब बने। जब शोधकर्ताओं ने भ्रूणों को एग्रीगेटेड प्रोटीन विरासत में लेने के लिए "मजबूर" किया, तो 3/5 (60%) प्रारंभिक विकास पूरा नहीं कर पाए।
डॉ. बोके ने निष्कर्ष निकाला: "ऐतिहासिक रूप से, अनेक अध्ययनों ने अंडाणु गुणवत्ता में गिरावट के एक छोटे पहलू पर ध्यान दिया है: अर्धसूत्रीविभाजन और ऐन्यूप्लॉइडी। हालांकि, 11,000 भ्रूण स्थानांतरणों की हालिया समीक्षा से पता चला कि अन्य अज्ञात कारक मुख्य रूप से महिला प्रजनन क्षमता में उम्र-संबंधी गिरावट लाते हैं। हमारा शोध यह जानने की एक रोमांचक दिशा खोलता है कि क्या प्रोटीन विघटन और अंडाणुओं में उसका नियमन भ्रूण स्वास्थ्य में उम्र-संबंधी गिरावट समझा सकता है।"
न्यूरॉन भी दीर्घजीवी, विभाजित न होने वाला कोशिका प्रकार हैं जिन्हें प्रोटीन एग्रीगेट्स का प्रबंधन करना पड़ता है। इन हानिकारक पदार्थों का जमाव अल्ज़ाइमर रोग सहित कई तंत्रिका-अपक्षयी रोगों से जुड़ा है। क्या न्यूरॉनों और अन्य कोशिका प्रकारों में भी ELVA जैसी संरचनाएँ मौजूद हैं? यह अध्ययन प्रजनन से परे अनुसंधान के रास्ते खोलता है।
कहानी का स्रोत:
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