समाचार | पेन जीवविज्ञानियों ने दोहरावदार DNA और उससे बंधने वाले प्रोटीनों के बीच द्वि-दिशीय आनुवंशिक प्रतिस्पर्धा का पहला खुलासा किया
आनुवंशिक कोड की गहराइयों में एक काफी हद तक अनदेखा आणविक संघर्ष चल रहा है। यूनिवर्सिटी ऑफ पेनसिल्वेनिया की एक टीम ने Current Biology में पहला प्रायोगिक प्रमाण प्रस्तुत किया कि सैटेलाइट DNA नामक दोहरावदार जीनोमिक अनुक्रम और उनसे बंधने वाले प्रोटीन निरंतर, द्वि-दिशीय विकासवादी प्रतिस्पर्धा में लगे हैं। यह निष्कर्ष तथाकथित जंक DNA के पारंपरिक दृष्टिकोण को चुनौती देता है और कैंसर व बांझपन सहित स्वास्थ्य समस्याओं की नई व्याख्या दे सकता है।
अध्ययन का नेतृत्व पेन के School of Arts & Sciences में जीवविज्ञान की सहायक प्रोफेसर Mia Levine ने किया, जिसमें पोस्टडॉक्टोरल शोधकर्ता Cara Brand प्रथम लेखिका थीं।
जंक DNA नहीं, बल्कि खतरे का संभावित स्रोत?
सैटेलाइट DNA प्रोटीन को एन्कोड नहीं करता और लंबे समय तक इसे जीनोमिक शोर या विकासवादी अवशेष माना गया। Levine ने बताया कि बढ़ते प्रमाण दर्शाते हैं कि ये दोहरावदार अनुक्रम गुणसूत्र संरचना, कोशिका विभाजन और अन्य आवश्यक प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। नियमन समाप्त होने से जीनोमिक अस्थिरता, कैंसर और प्रजनन संबंधी विकारों सहित गंभीर परिणाम हो सकते हैं।
“हम आमतौर पर जीनोम को एक सहयोगी तंत्र के रूप में देखते हैं, जिसमें हर भाग जीवन को बनाए रखने के लिए काम करता है। लेकिन कुछ तत्व स्वार्थी होते हैं: वे सहयोग नहीं करते और पूरे तंत्र को भी बाधित कर सकते हैं,” Levine ने कहा।
प्रजातियों के बीच प्रयोग से असंगति के कारण प्रजनन क्षति का पता चला
यह जांचने के लिए कि क्या सैटेलाइट DNA और बंधनकारी प्रोटीन विकास के दौरान एक-दूसरे को संतुलित करते हैं, टीम ने निकट संबंधी फल-मक्खियों की दो प्रजातियों का अध्ययन किया: Drosophila melanogaster और Drosophila simulans। पहली में 11 मिलियन बेस पेयर तक फैला विशाल सैटेलाइट अनुक्रम है, जबकि दूसरी में यह पूरी तरह अनुपस्थित है।
CRISPR/Cas9 का उपयोग कर वैज्ञानिकों ने सैटेलाइट-बाइंडिंग प्रोटीन MH (Maternal Haploid) के लिए Drosophila simulans जीन को Drosophila melanogaster में स्थानांतरित किया। संशोधित मक्खियां कुछ भ्रूण तो बना सकीं, लेकिन उनके अंडाशय का विकास कमजोर रहा, अंडा उत्पादन बहुत घट गया और प्रजनन क्षमता काफी कम हो गई। जब MH जीन पूरी तरह अनुपस्थित था, मक्खियां प्रजनन नहीं कर सकीं और भ्रूण मर गए।
महत्वपूर्ण रूप से, जब जीन स्थानांतरण ऐसे Drosophila melanogaster उत्परिवर्ती में किया गया जिसमें सैटेलाइट DNA अनुक्रम नहीं था, तो सभी प्रतिकूल प्रभाव समाप्त हो गए और अंडाशय का विकास सामान्य हो गया। इससे पता चला कि मुख्य समस्या MH और अपरिचित सैटेलाइट DNA के बीच असंगति थी।
आणविक तंत्र की पहचान: DNA मरम्मत मार्ग अनजाने में बाधित हुआ
टीम ने MH प्रोटीन के मानव समकक्ष Spartan का अध्ययन किया। Spartan DNA पैकेजिंग में बाधा डालने वाले प्रोटीनों को तोड़ता है और MH की भूमिका भी समान है। जब MH, Drosophila melanogaster के सैटेलाइट DNA के साथ असंगत हुआ, तो उसने संभवतः आवश्यक मरम्मत एंजाइम Topoisomerase II (Top2) को गलती से विघटित कर दिया, जिससे DNA क्षति और प्रजनन संबंधी खराबी हुई।
आनुवंशिक रूप से Top2 अभिव्यक्ति बढ़ाने पर प्रजनन क्षमता बहाल हुई, जबकि Top2 कम करने से क्षति बढ़ गई। इससे पुष्टि हुई कि MH और सैटेलाइट DNA की परस्पर क्रिया में DNA मरम्मत मार्ग शामिल है।
“यह मरम्मत तंत्र यीस्ट से मनुष्यों तक मौजूद है और विकास के दौरान अत्यधिक संरक्षित रहा है। फिर भी इसके प्रोटीन तेजी से विकसित होते रहते हैं, जिसका अर्थ है कि मूल आणविक तंत्र भी आधारभूत कार्य बनाए रखने के लिए निरंतर बदलते रहते हैं,” Brand ने कहा।
फल-मक्खियों से आगे के निहितार्थ: मानव जीनोम भी ऐसे ही आंतरिक संघर्ष का सामना कर सकता है
“यह विकासवादी प्रतिस्पर्धा निश्चित रूप से केवल फल-मक्खियों तक सीमित नहीं है,” Levine ने कहा। “मनुष्यों और प्राइमेट्स में भी ऐसा ही तेज विकास होता है। हमारा मानना है कि ये आनुवंशिक संघर्ष मानव स्वास्थ्य के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण हैं।”
Spartan के उत्परिवर्तन कैंसर से जुड़े हैं, जबकि अनियमित सैटेलाइट DNA गुणसूत्र पृथक्करण की त्रुटियां और भ्रूणीय एन्यूप्लॉइडी पैदा कर सकता है, जिससे गर्भपात और बांझपन हो सकता है। Levine ने बताया कि कई गर्भपात अब भी अस्पष्टीकृत हैं और सैटेलाइट DNA जीनोमिक अस्थिरता का कम अध्ययन किया गया स्रोत है।
टीम आगे जांच करेगी कि क्या अन्य जीनोमिक क्षेत्र इस छिपे हुए संघर्ष में भाग लेते हैं और स्तनधारियों में समान तंत्र को दोहराने का प्रयास करेगी।
समाचार स्रोत:
ऑनलाइन संकलित
लेखक LinkedIVF Teamप्रकाशित 2025-05-27
本文使用 AI 輔助整理；LinkedIVF 尚未記錄本篇的編輯審核，不構成醫療建議。
यह सामग्री केवल सामान्य जानकारी के लिए है और चिकित्सा सलाह नहीं है। किसी लाइसेंस प्राप्त चिकित्सक से परामर्श लें। सामग्री दिशानिर्देश और संपादकीय नीति
समाचार | Penn के जीवविज्ञानियों ने पहली बार दोहराव वाले DNA और बंधनकारी प्रोटीन के बीच दो-तरफा आनुवंशिक प्रतिस्पर्धा का खुलासा किया
समाचार | पेन जीवविज्ञानियों ने दोहरावदार DNA और उससे बंधने वाले प्रोटीनों के बीच द्वि-दिशीय आनुवंशिक प्रतिस्पर्धा का पहला खुलासा किया
आनुवंशिक कोड की गहराइयों में एक काफी हद तक अनदेखा आणविक संघर्ष चल रहा है। यूनिवर्सिटी ऑफ पेनसिल्वेनिया की एक टीम ने Current Biology में पहला प्रायोगिक प्रमाण प्रस्तुत किया कि सैटेलाइट DNA नामक दोहरावदार जीनोमिक अनुक्रम और उनसे बंधने वाले प्रोटीन निरंतर, द्वि-दिशीय विकासवादी प्रतिस्पर्धा में लगे हैं। यह निष्कर्ष तथाकथित जंक DNA के पारंपरिक दृष्टिकोण को चुनौती देता है और कैंसर व बांझपन सहित स्वास्थ्य समस्याओं की नई व्याख्या दे सकता है।
अध्ययन का नेतृत्व पेन के School of Arts & Sciences में जीवविज्ञान की सहायक प्रोफेसर Mia Levine ने किया, जिसमें पोस्टडॉक्टोरल शोधकर्ता Cara Brand प्रथम लेखिका थीं।
जंक DNA नहीं, बल्कि खतरे का संभावित स्रोत?
सैटेलाइट DNA प्रोटीन को एन्कोड नहीं करता और लंबे समय तक इसे जीनोमिक शोर या विकासवादी अवशेष माना गया। Levine ने बताया कि बढ़ते प्रमाण दर्शाते हैं कि ये दोहरावदार अनुक्रम गुणसूत्र संरचना, कोशिका विभाजन और अन्य आवश्यक प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। नियमन समाप्त होने से जीनोमिक अस्थिरता, कैंसर और प्रजनन संबंधी विकारों सहित गंभीर परिणाम हो सकते हैं।
“हम आमतौर पर जीनोम को एक सहयोगी तंत्र के रूप में देखते हैं, जिसमें हर भाग जीवन को बनाए रखने के लिए काम करता है। लेकिन कुछ तत्व स्वार्थी होते हैं: वे सहयोग नहीं करते और पूरे तंत्र को भी बाधित कर सकते हैं,” Levine ने कहा।
प्रजातियों के बीच प्रयोग से असंगति के कारण प्रजनन क्षति का पता चला
यह जांचने के लिए कि क्या सैटेलाइट DNA और बंधनकारी प्रोटीन विकास के दौरान एक-दूसरे को संतुलित करते हैं, टीम ने निकट संबंधी फल-मक्खियों की दो प्रजातियों का अध्ययन किया: Drosophila melanogaster और Drosophila simulans। पहली में 11 मिलियन बेस पेयर तक फैला विशाल सैटेलाइट अनुक्रम है, जबकि दूसरी में यह पूरी तरह अनुपस्थित है।
CRISPR/Cas9 का उपयोग कर वैज्ञानिकों ने सैटेलाइट-बाइंडिंग प्रोटीन MH (Maternal Haploid) के लिए Drosophila simulans जीन को Drosophila melanogaster में स्थानांतरित किया। संशोधित मक्खियां कुछ भ्रूण तो बना सकीं, लेकिन उनके अंडाशय का विकास कमजोर रहा, अंडा उत्पादन बहुत घट गया और प्रजनन क्षमता काफी कम हो गई। जब MH जीन पूरी तरह अनुपस्थित था, मक्खियां प्रजनन नहीं कर सकीं और भ्रूण मर गए।
महत्वपूर्ण रूप से, जब जीन स्थानांतरण ऐसे Drosophila melanogaster उत्परिवर्ती में किया गया जिसमें सैटेलाइट DNA अनुक्रम नहीं था, तो सभी प्रतिकूल प्रभाव समाप्त हो गए और अंडाशय का विकास सामान्य हो गया। इससे पता चला कि मुख्य समस्या MH और अपरिचित सैटेलाइट DNA के बीच असंगति थी।
आणविक तंत्र की पहचान: DNA मरम्मत मार्ग अनजाने में बाधित हुआ
टीम ने MH प्रोटीन के मानव समकक्ष Spartan का अध्ययन किया। Spartan DNA पैकेजिंग में बाधा डालने वाले प्रोटीनों को तोड़ता है और MH की भूमिका भी समान है। जब MH, Drosophila melanogaster के सैटेलाइट DNA के साथ असंगत हुआ, तो उसने संभवतः आवश्यक मरम्मत एंजाइम Topoisomerase II (Top2) को गलती से विघटित कर दिया, जिससे DNA क्षति और प्रजनन संबंधी खराबी हुई।
आनुवंशिक रूप से Top2 अभिव्यक्ति बढ़ाने पर प्रजनन क्षमता बहाल हुई, जबकि Top2 कम करने से क्षति बढ़ गई। इससे पुष्टि हुई कि MH और सैटेलाइट DNA की परस्पर क्रिया में DNA मरम्मत मार्ग शामिल है।
“यह मरम्मत तंत्र यीस्ट से मनुष्यों तक मौजूद है और विकास के दौरान अत्यधिक संरक्षित रहा है। फिर भी इसके प्रोटीन तेजी से विकसित होते रहते हैं, जिसका अर्थ है कि मूल आणविक तंत्र भी आधारभूत कार्य बनाए रखने के लिए निरंतर बदलते रहते हैं,” Brand ने कहा।
फल-मक्खियों से आगे के निहितार्थ: मानव जीनोम भी ऐसे ही आंतरिक संघर्ष का सामना कर सकता है
“यह विकासवादी प्रतिस्पर्धा निश्चित रूप से केवल फल-मक्खियों तक सीमित नहीं है,” Levine ने कहा। “मनुष्यों और प्राइमेट्स में भी ऐसा ही तेज विकास होता है। हमारा मानना है कि ये आनुवंशिक संघर्ष मानव स्वास्थ्य के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण हैं।”
Spartan के उत्परिवर्तन कैंसर से जुड़े हैं, जबकि अनियमित सैटेलाइट DNA गुणसूत्र पृथक्करण की त्रुटियां और भ्रूणीय एन्यूप्लॉइडी पैदा कर सकता है, जिससे गर्भपात और बांझपन हो सकता है। Levine ने बताया कि कई गर्भपात अब भी अस्पष्टीकृत हैं और सैटेलाइट DNA जीनोमिक अस्थिरता का कम अध्ययन किया गया स्रोत है।
टीम आगे जांच करेगी कि क्या अन्य जीनोमिक क्षेत्र इस छिपे हुए संघर्ष में भाग लेते हैं और स्तनधारियों में समान तंत्र को दोहराने का प्रयास करेगी।
समाचार स्रोत:
ऑनलाइन संकलित