Naegleria amoebae seek confinement and crawl persistently through narrow spaces
यह अध्ययन प्रकट करता है कि गैर-रोगजनक मॉडल *Naegleria gruberi* संकीर्ण चैनलों और 3D मैट्रिक्स के भीतर सीमित होने की प्रवृत्ति (confinement-seeking behavior) और निरंतर, तीव्र, ब्लेब-आधारित गतिशीलता प्रदर्शित करता है, जो यह सुझाव देता है कि ये लक्षण विकासवादी अनुकूलन हैं जो रोगजनक *Naegleria fowleri* को मानव मस्तिष्क में इसके घातक प्रवासन के लिए तैयार करते हैं।
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एक नन्हे, एककोशिकीय खोजी की कल्पना करें जो एक तालाब के कीचड़ भरे तल में रह रहा है। यह सिर्फ एक साधारण खोजी नहीं है; यह एक सूक्ष्म अमीबा है, एक आकार बदलने वाला गोला (blob) जो आमतौर पर बैक्टीरिया का शिकार करने में अपना दिन बिताता है। लेकिन कभी-कभी, यदि यह गलत जगह पहुँच जाए—जैसे कि मानव नाक में—तो यह एक भयानक संक्रमण का कारण बन सकता है। यह कैसे होता है, इसे समझने के लिए वैज्ञानिक इन अमीबा के चलने के तरीके का अध्ययन करते हैं। एक अमीबा को एक पानी की बूंद की तरह समझें जो एक भीड़ भरे कमरे से गुजरने की कोशिश कर रही हो। एक खुले फर्श पर, यह खुद को आगे खींचने के लिए एक चपटा, चिपचिपा पैर फैला सकता है। लेकिन अगर इसे एक तंग गलियारे या संकरी पाइप में दबा दिया जाए, तो इसे अपनी रणनीति बदलनी होगी। यह अपने चिपचिपे पैर का उपयोग करना बंद कर सकता है और इसके बजाय एक गुब्बारे की तरह अपनी त्वचा को फुलाकर अपने शरीर को आगे धकेल सकता है। यह शोध पत्र बताता है कि ये नन्हे जीव यह कैसे तय करते हैं कि वे किस "चलने की शैली" का उपयोग करेंगे और वे तंग जगहों में घुसने के लिए इतने शौकीन क्यों दिखाई देते हैं।
इस अध्ययन के पीछे के वैज्ञानिकों ने एक रहस्य को सुलझाना चाहा: "मस्तिष्क खाने वाला अमीबा" (Naegleria fowleri) कैसे एक तालाब से रेंगते हुए, आपकी नाक के छोटे-छोटे छेदों से होकर, आपके मस्तिष्क तक पहुँचने में सक्षम होता है? चूंकि खतरनाक मस्तिष्क खाने वाले संस्करण का अध्ययन करना जोखिम भरा है, इसलिए उन्होंने एक सुरक्षित, हानिरहित रिश्तेदार को एक विकल्प के रूप में इस्तेमाल किया जिसे Naegleria gruberi कहा जाता है। उन्होंने इन अमीबा के लिए छोटे बाधा कोर्स बनाए ताकि वे विभिन्न वातावरणों में कैसी प्रतिक्रिया देते हैं, यह देखा जा सके। उन्होंने सपाट सतहों, संकरी सुरंगों और यहाँ तक कि 3D जेल का भी परीक्षण किया जो तालाब की कीचड़ जैसा दिखता है। उन्होंने अमीबा की तुलना एक अन्य प्रसिद्ध सूक्ष्म यात्री, Dictyostelium अमीबा से भी की, यह देखने के लिए कि क्या वे एक ही तरह से व्यवहार करते हैं।
यहाँ उन्हें क्या पता चला: जब Naegleria अमीबा एक सपाट, खुली सतह पर चल रहे होते हैं, तो वे दो उपकरणों का मिश्रण उपयोग करते हैं। कभी-कभी वे एक्टिन नामक प्रोटीन से भरे चपटे, जेली जैसे पैर फैलाते हैं (आइए उन्हें "चिपचिपे पैर" कहें)। अन्य समय में, वे 'ब्लेब्स' (blebs) नामक गोल, फूले हुए बुलबुले बाहर निकालते हैं जिनमें वह प्रोटीन नहीं होता है। लेकिन जैसे ही वे एक संकरी सुरंग में दब जाते हैं, नियम पूरी तरह से बदल जाते हैं। वे चिपचिपे पैरों को पूरी तरह से छोड़ देते हैं और खुद को आगे धकेलने के लिए केवल फूले हुए बुलबुलों का उपयोग करने के लिए स्विच कर लेते हैं।
यह वास्तव में कितना अद्भुत है कि उन तंग जगहों में वे कितने तेज़ और दृढ़ होते हैं। एक बार जब एक Naegleria अमीबा एक संकीकर चैनल में प्रवेश करता है, तो वह केवल इधर-उधर नहीं डोलता; वह एक सीधी रेखा में तेजी से आगे बढ़ता है, कभी-कभी 1 मिलीमीटर (जो एक सूक्ष्म कोशिका के लिए बहुत बड़ा है) से अधिक की दूरी बिना पीछे मुड़े तय करता है। वे 50 μm/min से अधिक की गति से चलते हैं, जो एक एकल कोशिका के लिए अविश्वसनीय रूप से तेज़ है। वास्तव में, वे इन तंग जगहों में घुसने के लिए इतने उत्सुक हैं कि वे सुरंग के प्रवेश द्वार को अपने शरीर से तब तक टटोलते रहते हैं जब तक कि वे रास्ता न खोज लें, भले ही वहाँ कोई भोजन या रासायनिक संकेत न हो जो उन्हें वहाँ जाने के लिए कहे। शोधकर्ता इस व्यवहार को "क्लॉस्ट्रोफिलिया" (claustrophilia), या संfinement (तंग जगह) के प्रति प्रेम कहते हैं।
यह Dictyostelium अमीबा से बहुत अलग है जिनका परीक्षण किया गया था। जब Dictyostelium एक संकरी सुरंग से टकराते हैं, तो वे अक्सर फंस जाते हैं, हार मान लेते हैं, या मुड़ने की कोशिश करते हैं। उनमें वही "अंदर जाने की जिद" वाला जुनून नहीं दिखता। हालाँकि, Naegleria इसके लिए बना हुआ लगता है। जब वैज्ञानिकों ने Naegleria को एक 3D जेल में डाला जो तालाब की कीचड़ की नकल करता है, तो उन्होंने पाया कि कोशिकाएं जेल के कणों के बीच के सूक्ष्म अंतराल से सफलतापूर्वक निकल सकती हैं। दिलचस्प बात यह है कि इस बिखरे हुए, 3D कीचड़ में, वे केवल एक मोड का उपयोग नहीं करते; वे अपने चिपचिपे पैरों और अपने फूले हुए बुलबुलों दोनों का उपयोग करते हैं, और दबते हुए आगे बढ़ने के लिए आपस में स्विच करते रहते हैं। वे यह भी याद रखते थे कि वे किस दिशा में जा रहे हैं, और जितना अधिक वे चलते, उतने ही अधिक दृढ़ होते गए।
यहाँ मुख्य बात यह है कि ये व्यवहार, जो तालाब की कीचड़ भरी दरारों में भोजन खोजने के लिए एकदम सही हैं, वही गुण हो सकते हैं जो मस्तिष्क खाने वाले संस्करण को इतना खतरनाक बनाते हैं। उनकी "तंग जगहों के प्रति प्रेम" वह कारण हो सकता है जो उन्हें आपकी नाक की तंत्रिकाओं के बीच के सूक्ष्म अंतराल में घुसने के लिए प्रेरित करता है। सुरंग के माध्यम से एक सीधी रेखा में तेजी से दौड़ने की उनकी क्षमता ही वह चीज़ हो सकती है जो उन्हें एक बार अंदर जाने के बाद आपके मस्तिष्क तक पहुँचने में मदद करती है। शोध पत्र सुझाव देता है कि ये अमीबा केवल बेतरतीब ढंग से भटक नहीं रहे हैं; वे जीवित रहने के कौशल के एक विशिष्ट सेट से लैस हैं जो, जीव विज्ञान की एक दुखद दुर्घटना के कारण, उन्हें घातक आक्रमणकारी बना देता है। शोधकर्ताओं ने यह साबित नहीं किया कि यह मनुष्यों में बीमारी का कारण बनता है, लेकिन उन्होंने दिखाया कि इन कोशिकाओं के तंग स्थानों में चलने के तरीके, तालाब से मस्तिष्क तक की यात्रा के लिए पूरी तरह से उपयुक्त हैं।
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