خبر | پین حیاتیات دانوں نے بار بار دہرائے جانے والے ڈی این اے اور بائنڈنگ پروٹینز کے درمیان دو طرفہ جینیاتی کشمکش پہلی بار ظاہر کر دی
جینیاتی کوڈ کی گہرائی میں ایک بڑی حد تک نظر انداز کی جانے والی سالماتی کشمکش خاموشی سے جاری ہے۔ یونیورسٹی آف پنسلوانیا کی ایک ٹیم نے کرنٹ بایولوجی میں رپورٹ کیا ہے کہ سیٹلائٹ ڈی این اے کہلانے والے بار بار دہرائے جانے والے جینومی سلسلے اور ان سے جڑنے والے پروٹینز کے درمیان جاری، دو طرفہ ارتقائی مقابلے کے پہلے تجرباتی شواہد مل گئے ہیں۔ یہ دریافت نام نہاد فضول ڈی این اے کے بارے میں روایتی نظریات کو چیلنج کرتی ہے اور کینسر اور بانجھ پن سمیت صحت کے مسائل کی نئی وضاحتیں پیش کر سکتی ہے۔
اس تحقیق کی قیادت پین کے اسکول آف آرٹس اینڈ سائنسز میں حیاتیات کی اسسٹنٹ پروفیسر میا لیوائن نے کی، جبکہ پوسٹ ڈاکٹریٹ محقق کارا برانڈ اس کی پہلی مصنفہ تھیں۔
فضول ڈی این اے نہیں، بلکہ خطرے کا ممکنہ ذریعہ؟
سیٹلائٹ ڈی این اے پروٹینز کو انکوڈ نہیں کرتا تھا اور طویل عرصے تک اسے جینوم کا شور یا ارتقائی باقیات سمجھا جاتا رہا۔ لیوائن نے بتایا کہ بڑھتے ہوئے شواہد سے ظاہر ہوتا ہے کہ یہ تکراری سلسلے کروموسوم کی ساخت، خلیوں کی تقسیم اور دیگر ضروری عمل میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ ضابطے میں خرابی جینومی عدم استحکام، کینسر اور تولیدی عوارض سمیت سنگین نتائج پیدا کر سکتی ہے۔
“ہم عموماً جینوم کو ایک ایسے باہمی تعاون والے نظام کے طور پر دیکھتے ہیں جس میں ہر حصہ زندگی کو برقرار رکھنے کے لیے کام کرتا ہے۔ لیکن کچھ عناصر خود غرض ہوتے ہیں: وہ تعاون نہیں کرتے اور پورے نظام میں خلل بھی ڈال سکتے ہیں،” لیوائن نے کہا۔
مختلف انواع کے تجربے سے عدم مطابقت کے باعث تولیدی نقصان کا انکشاف
یہ جانچنے کے لیے کہ ارتقا کے دوران سیٹلائٹ ڈی این اے اور بائنڈنگ پروٹینز ایک دوسرے کا توازن برقرار رکھتے ہیں یا نہیں، ٹیم نے پھل کی مکھیوں کی دو قریبی انواع: ڈروسوفیلا میلانوگاسٹر اور ڈروسوفیلا سمیولانز کا مطالعہ کیا۔ پہلی مکھی میں سیٹلائٹ سلسلہ موجود تھا جو 11 ملین بیس پیئرز تک پھیلا ہوا تھا، جبکہ دوسری میں یہ مکمل طور پر غائب تھا۔
CRISPR/Cas9 استعمال کرتے ہوئے سائنس دانوں نے ڈروسوفیلا سمیولانز کا سیٹلائٹ سے جڑنے والے پروٹین MH (Maternal Haploid) کا جین ڈروسوفیلا میلانوگاسٹر میں منتقل کیا۔ تبدیل شدہ مکھیاں کچھ جنین پیدا کر سکتی تھیں، لیکن ان کی بیضہ دانیاں ناقص طور پر نشوونما پاتی تھیں، انڈوں کی پیداوار میں تیزی سے کمی آئی اور زرخیزی بہت کم ہو گئی۔ جب MH جین مکمل طور پر غائب تھا تو مکھیاں افزائش نسل نہیں کر سکتی تھیں اور جنین مر گئے۔
اہم بات یہ ہے کہ جب جین کی منتقلی ایسے ڈروسوفیلا میلانوگاسٹر میوٹنٹ میں کی گئی جس میں سیٹلائٹ ڈی این اے سلسلہ موجود نہیں تھا، تو تمام مضر اثرات ختم ہو گئے اور بیضہ دانی کی نشوونما معمول پر آ گئی۔ اس سے ظاہر ہوا کہ بنیادی مسئلہ MH اور نامانوس سیٹلائٹ ڈی این اے کے درمیان عدم مطابقت تھا۔
سالماتی طریقۂ کار کی شناخت: ڈی این اے کی مرمت کا راستہ غلطی سے متاثر
ٹیم نے MH پروٹین کے انسانی مماثل پروٹین Spartan کا جائزہ لیا۔ Spartan ان پروٹینز کو توڑتا ہے جو ڈی این اے کی پیکیجنگ میں رکاوٹ بنتے ہیں، اور MH کا کردار بھی اسی طرح کا ہے۔ جب MH ڈروسوفیلا میلانوگاسٹر کے سیٹلائٹ ڈی این اے سے غیر مطابقت رکھتا تھا تو ممکن ہے کہ اس نے ضروری مرمتی خامرے Topoisomerase II (Top2) کو غلطی سے توڑ دیا ہو، جس سے ڈی این اے کو نقصان اور تولیدی خرابی پیدا ہوئی۔
Top2 کے اظہار میں جینیاتی اضافہ کرنے سے زرخیزی بحال ہو گئی، جبکہ Top2 کو کم کرنے سے نقصان بڑھ گیا۔ اس سے تصدیق ہوئی کہ MH اور سیٹلائٹ ڈی این اے کا باہمی تعامل ڈی این اے کی مرمت کے راستے سے متعلق ہے۔
“یہ مرمتی طریقۂ کار خمیر سے لے کر انسانوں تک موجود ہے اور ارتقا کے دوران بڑی حد تک محفوظ رہا ہے۔ اس کے باوجود اس کے پروٹینز تیزی سے ارتقا پذیر ہیں، جس کا مطلب ہے کہ بنیادی سالماتی طریقۂ کار بھی بنیادی کام برقرار رکھنے کے لیے مسلسل اپ ڈیٹ ہوتے رہتے ہیں،” برانڈ نے کہا۔
پھل کی مکھیوں سے آگے کے اثرات: انسانی جینوم کو بھی ایسی اندرونی کشمکش کا سامنا ہو سکتا ہے
“یہ ارتقائی مقابلہ یقیناً صرف پھل کی مکھیوں تک محدود نہیں،” لیوائن نے کہا۔ “انسانوں اور بندروں میں بھی اسی طرح کا تیز ارتقا ہوتا ہے۔ ہمارا خیال ہے کہ یہ جینیاتی کشمکشیں انسانی صحت کے لیے بہت اہم ہیں۔”
Spartan میں تغیرات کا تعلق کینسر سے ہے، جبکہ بے قابو سیٹلائٹ ڈی این اے کروموسوم کی علیحدگی میں غلطیوں اور جنینی اینیوپلوئیڈی کا سبب بن سکتا ہے، جس سے اسقاط حمل اور بانجھ پن ہو سکتا ہے۔ لیوائن نے کہا کہ بہت سے اسقاط حمل کی وجوہات اب بھی معلوم نہیں اور سیٹلائٹ ڈی این اے جینومی عدم استحکام کا ایک کم دریافت شدہ ذریعہ ہے۔
ٹیم اب یہ جانچ کرے گی کہ آیا جینوم کے دیگر علاقے بھی اس پوشیدہ کشمکش میں شریک ہیں اور ممالیہ جانوروں میں ایسے ہی طریقۂ کار کو دوبارہ پیدا کرنے کی کوشش کرے گی۔
خبر | Penn کے ماہرینِ حیاتیات نے بار بار دہرائے جانے والے DNA اور بائنڈنگ پروٹینز کے درمیان دو طرفہ جینیاتی کشمکش کو پہلی بار آشکار کیا
خبر | پین حیاتیات دانوں نے بار بار دہرائے جانے والے ڈی این اے اور بائنڈنگ پروٹینز کے درمیان دو طرفہ جینیاتی کشمکش پہلی بار ظاہر کر دی
جینیاتی کوڈ کی گہرائی میں ایک بڑی حد تک نظر انداز کی جانے والی سالماتی کشمکش خاموشی سے جاری ہے۔ یونیورسٹی آف پنسلوانیا کی ایک ٹیم نے کرنٹ بایولوجی میں رپورٹ کیا ہے کہ سیٹلائٹ ڈی این اے کہلانے والے بار بار دہرائے جانے والے جینومی سلسلے اور ان سے جڑنے والے پروٹینز کے درمیان جاری، دو طرفہ ارتقائی مقابلے کے پہلے تجرباتی شواہد مل گئے ہیں۔ یہ دریافت نام نہاد فضول ڈی این اے کے بارے میں روایتی نظریات کو چیلنج کرتی ہے اور کینسر اور بانجھ پن سمیت صحت کے مسائل کی نئی وضاحتیں پیش کر سکتی ہے۔
اس تحقیق کی قیادت پین کے اسکول آف آرٹس اینڈ سائنسز میں حیاتیات کی اسسٹنٹ پروفیسر میا لیوائن نے کی، جبکہ پوسٹ ڈاکٹریٹ محقق کارا برانڈ اس کی پہلی مصنفہ تھیں۔
فضول ڈی این اے نہیں، بلکہ خطرے کا ممکنہ ذریعہ؟
سیٹلائٹ ڈی این اے پروٹینز کو انکوڈ نہیں کرتا تھا اور طویل عرصے تک اسے جینوم کا شور یا ارتقائی باقیات سمجھا جاتا رہا۔ لیوائن نے بتایا کہ بڑھتے ہوئے شواہد سے ظاہر ہوتا ہے کہ یہ تکراری سلسلے کروموسوم کی ساخت، خلیوں کی تقسیم اور دیگر ضروری عمل میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ ضابطے میں خرابی جینومی عدم استحکام، کینسر اور تولیدی عوارض سمیت سنگین نتائج پیدا کر سکتی ہے۔
“ہم عموماً جینوم کو ایک ایسے باہمی تعاون والے نظام کے طور پر دیکھتے ہیں جس میں ہر حصہ زندگی کو برقرار رکھنے کے لیے کام کرتا ہے۔ لیکن کچھ عناصر خود غرض ہوتے ہیں: وہ تعاون نہیں کرتے اور پورے نظام میں خلل بھی ڈال سکتے ہیں،” لیوائن نے کہا۔
مختلف انواع کے تجربے سے عدم مطابقت کے باعث تولیدی نقصان کا انکشاف
یہ جانچنے کے لیے کہ ارتقا کے دوران سیٹلائٹ ڈی این اے اور بائنڈنگ پروٹینز ایک دوسرے کا توازن برقرار رکھتے ہیں یا نہیں، ٹیم نے پھل کی مکھیوں کی دو قریبی انواع: ڈروسوفیلا میلانوگاسٹر اور ڈروسوفیلا سمیولانز کا مطالعہ کیا۔ پہلی مکھی میں سیٹلائٹ سلسلہ موجود تھا جو 11 ملین بیس پیئرز تک پھیلا ہوا تھا، جبکہ دوسری میں یہ مکمل طور پر غائب تھا۔
CRISPR/Cas9 استعمال کرتے ہوئے سائنس دانوں نے ڈروسوفیلا سمیولانز کا سیٹلائٹ سے جڑنے والے پروٹین MH (Maternal Haploid) کا جین ڈروسوفیلا میلانوگاسٹر میں منتقل کیا۔ تبدیل شدہ مکھیاں کچھ جنین پیدا کر سکتی تھیں، لیکن ان کی بیضہ دانیاں ناقص طور پر نشوونما پاتی تھیں، انڈوں کی پیداوار میں تیزی سے کمی آئی اور زرخیزی بہت کم ہو گئی۔ جب MH جین مکمل طور پر غائب تھا تو مکھیاں افزائش نسل نہیں کر سکتی تھیں اور جنین مر گئے۔
اہم بات یہ ہے کہ جب جین کی منتقلی ایسے ڈروسوفیلا میلانوگاسٹر میوٹنٹ میں کی گئی جس میں سیٹلائٹ ڈی این اے سلسلہ موجود نہیں تھا، تو تمام مضر اثرات ختم ہو گئے اور بیضہ دانی کی نشوونما معمول پر آ گئی۔ اس سے ظاہر ہوا کہ بنیادی مسئلہ MH اور نامانوس سیٹلائٹ ڈی این اے کے درمیان عدم مطابقت تھا۔
سالماتی طریقۂ کار کی شناخت: ڈی این اے کی مرمت کا راستہ غلطی سے متاثر
ٹیم نے MH پروٹین کے انسانی مماثل پروٹین Spartan کا جائزہ لیا۔ Spartan ان پروٹینز کو توڑتا ہے جو ڈی این اے کی پیکیجنگ میں رکاوٹ بنتے ہیں، اور MH کا کردار بھی اسی طرح کا ہے۔ جب MH ڈروسوفیلا میلانوگاسٹر کے سیٹلائٹ ڈی این اے سے غیر مطابقت رکھتا تھا تو ممکن ہے کہ اس نے ضروری مرمتی خامرے Topoisomerase II (Top2) کو غلطی سے توڑ دیا ہو، جس سے ڈی این اے کو نقصان اور تولیدی خرابی پیدا ہوئی۔
Top2 کے اظہار میں جینیاتی اضافہ کرنے سے زرخیزی بحال ہو گئی، جبکہ Top2 کو کم کرنے سے نقصان بڑھ گیا۔ اس سے تصدیق ہوئی کہ MH اور سیٹلائٹ ڈی این اے کا باہمی تعامل ڈی این اے کی مرمت کے راستے سے متعلق ہے۔
“یہ مرمتی طریقۂ کار خمیر سے لے کر انسانوں تک موجود ہے اور ارتقا کے دوران بڑی حد تک محفوظ رہا ہے۔ اس کے باوجود اس کے پروٹینز تیزی سے ارتقا پذیر ہیں، جس کا مطلب ہے کہ بنیادی سالماتی طریقۂ کار بھی بنیادی کام برقرار رکھنے کے لیے مسلسل اپ ڈیٹ ہوتے رہتے ہیں،” برانڈ نے کہا۔
پھل کی مکھیوں سے آگے کے اثرات: انسانی جینوم کو بھی ایسی اندرونی کشمکش کا سامنا ہو سکتا ہے
“یہ ارتقائی مقابلہ یقیناً صرف پھل کی مکھیوں تک محدود نہیں،” لیوائن نے کہا۔ “انسانوں اور بندروں میں بھی اسی طرح کا تیز ارتقا ہوتا ہے۔ ہمارا خیال ہے کہ یہ جینیاتی کشمکشیں انسانی صحت کے لیے بہت اہم ہیں۔”
Spartan میں تغیرات کا تعلق کینسر سے ہے، جبکہ بے قابو سیٹلائٹ ڈی این اے کروموسوم کی علیحدگی میں غلطیوں اور جنینی اینیوپلوئیڈی کا سبب بن سکتا ہے، جس سے اسقاط حمل اور بانجھ پن ہو سکتا ہے۔ لیوائن نے کہا کہ بہت سے اسقاط حمل کی وجوہات اب بھی معلوم نہیں اور سیٹلائٹ ڈی این اے جینومی عدم استحکام کا ایک کم دریافت شدہ ذریعہ ہے۔
ٹیم اب یہ جانچ کرے گی کہ آیا جینوم کے دیگر علاقے بھی اس پوشیدہ کشمکش میں شریک ہیں اور ممالیہ جانوروں میں ایسے ہی طریقۂ کار کو دوبارہ پیدا کرنے کی کوشش کرے گی۔
کہانی کا ماخذ:
آن لائن سے جمع کردہ