Embryonic stem cells do not have a globally disrupted higher-order chromatin fibre structure
इस प्रचलित परिकल्पना के विपरीत कि भ्रूणीय स्टेम सेल बहुशक्तिविता (pluripotency) एक वैश्विक रूप से "खुली" क्रोमैटिन संरचना पर निर्भर करती है, यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि भ्रूणीय स्टेम कोशिकाओं में उच्च-क्रम की क्रोमैटिन फाइबर संरचनाएं विभेदित कोशिकाओं की तुलना में काफी हद तक समान हैं, जो एक मौलिक रूप से खुली अवस्था के बजाय केवल थोड़ी अधिक बाधित विन्यास वाली हैं।
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प्रत्येक जीवित कोशिका के भीतर निर्देशों का एक विशाल पुस्तकालय होता है, जो डीएनए (DNA) नामक एक रासायनिक कोड में लिखा होता है। आनुवंशिक सामग्री की इस विशाल लंबाई को केंद्रक (न्यूक्लियस) के सूक्ष्म स्थान में फिट करने के लिए, डीएनए को ढीला नहीं छोड़ा जाता; इसे प्रोटीन के स्पूलों (चरखों) के चारों ओर कसकर लपेटा जाता है, जिससे एक जटिल संरचना बनती है जिसकी तुलना अक्सर धागे में पिरोए गए मोतियों से की जाती है। इस पैकेजिंग को क्रोमैटिन (chromatin) के रूप में जाना जाता है। वैज्ञानिकों का लंबे समय से यह मानना रहा है कि क्रोमैटिन का जिस तरह से व्यवस्थित होना, कोशिका के व्यवहार के लिए एक मास्टर स्विच के रूप में कार्य करता है। विशेष रूप से, एक मजबूत सिद्धांत यह रहा है कि भ्रूण स्टेम कोशिकाएं (embryonic stem cells)—जो शरीर के किसी भी ऊतक में बदलने में सक्षम बहुमुखी कोशिकाएं हैं—अपने डीएनए को स्थायी रूप से "खुली" और ढीली अवस्था में रखती हैं। इस विचार ने सुझाव दिया कि ऐसी शिथिल संरचना कोशिका को अपने आनुवंशिक निर्देशों को स्वतंत्र रूप से और तेजी से पढ़ने की अनुमति देती है, जिससे विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं में बदलने की अपनी क्षमता बनाए रखने के लिए आवश्यक उच्च स्तर की गतिविधि को बल मिलता है।
शोधकर्ताओं की एक टीम ने माउस भ्रूण स्टेम कोशिकाओं में क्रोमैटिन की भौतिक संरचना को सीधे देखकर इस लंबे समय से चली आ रही मान्यता का परीक्षण करने के लिए कदम उठाया। उन्होंने इन लचीली स्टेम कोशिकाओं की तुलना उनके अधिक विशिष्ट वंशजों और परिपक्व त्वचा कोशिकाओं से की, जिनकी एक निश्चित और अपरिवर्तनीय भूमिका होती है। वैज्ञानिकों ने पहले प्रत्येक कोशिका प्रकार में क्रोमैटिन के बुनियादी घटकों की जांच की, जिसमें प्रोटीन और डीएनए के अनुपात और प्रोटीन स्पूलों के बीच की दूरी को मापा गया। उन्होंने पाया कि ये मौलिक घटक सभी कोशिकाओं में लगभग समान थे, चाहे वह एक बहुमुखी स्टेम कोशिका हो या एक निश्चित त्वचा कोशिका। और गहराई से जांच करने के लिए, उन्होंने शुद्ध क्रोमैटिन फाइबर को भौतिक परीक्षणों की एक श्रृंखला के अधीन किया, यह देखते हुए कि वे कैसे चलते हैं, एंजाइमों के प्रति कैसी प्रतिक्रिया करते हैं, और उनके प्रोटीन कितनी तेज़ी से स्थान बदलते हैं। आश्चर्यजनक रूप से, इन बायोफिजिकल मापों ने स्टेम कोशिकाओं और विभेदित (differentiated) कोशिकाओं के बीच क्रोमैटिन फाइबर के आकार या विन्यास में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं दिखाया।
कोशिका के भीतर रहते हुए क्रोमैटिन कैसा दिखता है, इसकी स्पष्ट तस्वीर पाने के लिए, शोधकर्ताओं ने SPOCC नामक एक नई विधि विकसित की, जो विश्लेषण करती है कि क्रॉस-लिंक्ड क्रोमैटिन गुरुत्वाकर्षण के तहत कैसे बैठता है। इस तकनीक ने उन्हें उनके प्राकृतिक संदर्भ में फाइबर की बल्क संरचना को देखने की अनुमति दी। परिणाम चौंकाने वाले थे: स्टेम कोशिकाओं और विभेदित कोशिकाओं की उच्च-स्तरीय संरचनाएं बहुत समान थीं। हालांकि स्टेम कोशिकाओं में त्वचा कोशिकाओं की तुलना में थोड़ा अधिक बाधित विन्यास देखा गया, लेकिन यह अंतर मामूली था। अध्ययन यह निष्कर्ष निकालता है कि भ्रूण स्टेम कोशिकाओं की लचीली और सक्रिय रहने की उल्लेखनीय क्षमता एक मौलिक रूप से खुली या ढीली क्रोमैटिन संरचना द्वारा संचालित नहीं होती है। इसके बजाय, इन बहुमुखी कोशिकाओं में आनुवंशिक सामग्री की भौतिक वास्तुकला, पहले के अनुमान की तुलना में विशिष्ट, परिपक्व कोशिकाओं के बहुत अधिक समान है।
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