MEC-2/Stomatin is required for aversive behaviour but dispensable for prey detection in the predatory nematode Pristionchus pacificus
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि शिकारी नेमाटोड *प्रिस्टियोनचस पैसिफिकस* (*Pristionchus pacificus*) में, संरक्षित मैकेनोसेंसरी प्रोटीन MEC-2 प्रतिकूल स्पर्श प्रतिक्रियाओं के लिए आवश्यक है लेकिन शिकार का पता लगाने के लिए अनावश्यक है क्योंकि यह IL2 न्यूरॉन्स में विशिष्ट रूप से अनुपस्थित है जो इस अंतिम व्यवहार को मध्यस्थ करते हैं, जो यह रेखांकित करता है कि संवेदी घटकों का विभाजन किस प्रकार कार्यात्मक विशेषज्ञता को सक्षम बनाता है।
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एक नन्हे, सूक्ष्म कीड़े वाले कृमि प्रिस्टियोनचस पैसिफिकस (Pristionchus pacificus) की कल्पना करें। जबकि उनके अधिकांश रिश्तेदार शांतिप्रिय शाकाहारी हैं, यह कृमि एक भयंकर शिकारी है। यह अन्य कृमियों का शिकार करता है, अपने शिकार को कुचलने के लिए दांतों जैसे छोटे डंकों का उपयोग करता है। लेकिन यह अंधेरे में अपना भोजन कैसे ढूंढता है? यह केवल सूंघता नहीं है; यह दुनिया को महसूस करने के लिए स्पर्श की एक अति-संवेदनशील इंद्रिय का उपयोग करता है, ठीक वैसे ही जैसे एक दृष्टिहीन व्यक्ति भीड़भाड़ वाले कमरे में नेविगेट करने के लिए छड़ी का उपयोग करता है।
वैज्ञानिक स्पर्श कैसे काम करता है, इसे समझने के लिए एक अलग, बहुत प्रसिद्ध कृमि सी. एलिगेंस (C. elegans) का लंबे समय से अध्ययन कर रहे हैं। उन्होंने आणविक पुर्जों के एक "टूलकिट" की खोज की जो घड़ी के गियर और स्प्रिंग्स की तरह काम करते हैं, जो एक हल्के स्पर्श को महसूस करने में मदद करते हैं। इस टूलकिट के दो सबसे महत्वपूर्ण हिस्से प्रोटीन हैं जिन्हें MEC-2 और MEC-6 कहा जाता है। शांतिप्रिय C. elegans में, ये दोनों प्रोटीन हमेशा एक टीम के रूप में मिलकर काम करते हैं; यदि आप एक को भी तोड़ देते हैं, तो पूरा स्पर्श-संवेदी तंत्र काम करना बंद कर देता है।
बड़ा सवाल
इस शोध के पीछे के वैज्ञानिकों ने एक दिलचस्प सवाल पूछा: चूंकि शिकारी कृमि P. pacificus शिकार करने के लिए स्पर्श का उपयोग करता है, तो क्या उसे अभी भी "MEC-2 और MEC-6" की पूरी टीम को एक साथ काम करने की आवश्यकता है? या विकास (evolution) ने एक विशेष शिकार मशीन बनाने के लिए टूलकिट के साथ छेड़छाड़ की है?
प्रयोग: औजारों को तोड़ना
यह पता लगाने के लिए, वैज्ञानिकों ने शिकारी कृमि में MEC-2 के जीन को तोड़ने के लिए एक आणविक "कैंची" (CRISPR) का उपयोग किया। उन्होंने ऐसे उत्परिवर्ती (mutant) कृमि बनाए जिनमें इस विशिष्ट हिस्से की कमी थी।
यहाँ उन्हें क्या मिला, जिसे सरल उपमाओं में विभाजित किया गया है:
"छड़ी" अभी भी काम करती है (स्पर्श से बचाव):
जब उन्होंने उत्परिवर्ती कृमियों को एक छोटे बाल से उकसाया, तो कृमियों ने प्रतिक्रिया दी। वे खतरे से पीछे हटना जानते थे। यह वैसा ही है जैसे एक दृष्टिहीन व्यक्ति दीवार को महसूस कर सकता है और पीछे हट सकता है। MEC-2 प्रोटीन इस बुनियादी "मुझसे मत छुओ!" अलार्म सिस्टम के लिए आवश्यक है। इसके बिना, कृमि अनाड़ी है और अधिक अन्वेषण नहीं करता है, लेकिन वह अभी भी एक कठोर टक्कर को महसूस कर सकता है।"रडार" अभी भी काम करता है (शिकार करना):
यहाँ एक आश्चर्यजनक बात थी। वैज्ञानिकों ने उत्परिवर्ती कृमियों को उनके शिकार (छोटे कृमियों) से भरे एक कमरे में रखा। भले ही उनमें MEC-2 वाले हिस्से की कमी थी, उत्परिवर्ती कृमि सामान्य कृमियों जितने ही अच्छे शिकार करने में सक्षम थे। उन्होंने शिकार को खोजा, हमला किया और खा लिया।
- उपमा: कल्पना कीजिए कि एक कार है जिसका जीपीएस (MEC-2) खराब है। आप उम्मीद कर सकते हैं कि ड्राइवर रास्ता भटक जाएगा। लेकिन इस मामले में, ड्राइवर (कृमि) ने गंतव्य को बिल्कुल सही ढंग से खोज लिया। "शिकार रडार" को जीपीएस वाले हिस्से के काम करने की आवश्यकता नहीं थी।
- "आलसी" शिकारी:
हालांकि उत्परिवर्ती कृमि शिकार कर सकते थे, वे थोड़े आलसी थे। वे सामान्य कृमियों की तरह उतना घूमते-फिरते नहीं थे। ऐसा लगता है कि MEC-2 एक "एक्सप्लोरर" इंजन की तरह है जो कृमि को जिज्ञासु और सक्रिय बनाता है, लेकिन यह "हंटर" (शिकारी) इंजन नहीं है।
रहस्य: अलग मोहल्ले
तो, MEC-2 के बिना शिकार रडार कैसे काम कर रहा था? वैज्ञानिकों ने कृमि के मस्तिष्क (वास्तव में, इसके नन्हे तंत्रिका तंत्र) के अंदर देखा कि ये प्रोटीन कहाँ रहते हैं।
- MEC-6 एक सार्वभौमिक एडेप्टर प्लग की तरह है जो घर के हर कमरे में पाया जाता है, जिसमें "शिकार का कमरा" (न्यूरॉन्स का एक विशिष्ट समूह जिसे IL2 कहा जाता है) भी शामिल है।
- MEC-2, हालांकि, एक विशेष उपकरण की तरह है जो "शिकार के कमरे" से गायब है। यह केवल "स्पर्श-बचाव वाले कमरे" में रहता है।
निष्कर्ष
विकास (evolution) एक कुशल कारीगर है। इसने शांतिप्रिय कृमि से पुराने टूलकिट को केवल कॉपी-पेस्ट नहीं किया। इसके बजाय, इसने फर्नीचर को पुनर्व्यवस्थित किया।
- बुनियादी सुरक्षा (स्पर्श से बचाव) के लिए, कृमि क्लासिक टीम का उपयोग करता है: MEC-2 + MEC-6।
- शिकार के लिए, कृमि एक विशेष टीम का उपयोग करता है: इसने MEC-6 को शिकार न्यूरॉन्स में रखा लेकिन MEC-2 को घर पर ही छोड़ दिया।
इसका अर्थ यह है कि कृमि ने एक "मॉड्यूलर" प्रणाली विकसित की है। वह अपने स्पर्श बोध के "एक्सप्लोरर" भाग को शिकार वाले भाग को तोड़े बिना बंद कर सकता है। यह एक स्मार्टफोन की तरह है जिसमें कैमरा और फ्लैशलाइट दोनों होते हैं। इस कृमि में, "फ्लैशलाइट" (शिकार) काम कर सकती है भले ही "कैमरा" (अन्वेषण/MEC-2) टूटा हुआ हो, क्योंकि वे फोन के मदरबोर्ड के अलग-अलग हिस्सों में प्लग किए गए हैं।
यह क्यों महत्वपूर्ण है
यह अध्ययन हमें दिखाता है कि प्रकृति अविश्वसनीय रूप से लचीली है। भले ही जानवर एक ही प्राचीन आणविक "पुर्जों" को साझा करते हों, वे पूरी तरह से नए व्यवहार बनाने के लिए उन्हें पुनर्व्यवस्थित कर सकते हैं। शिकारी कृमि को अपने स्पर्श बोध के एक नए तरीके का आविष्कार करने की आवश्यकता नहीं थी; उसे बस पुराने सिस्टम के एक हिस्से को अनप्लग करने और उसे एक नए में प्लग करने की आवश्यकता थी। यह इस बात का सटीक उदाहरण है कि कैसे विकास मौजूदा उपकरणों को नए सुपरपावर बनाने के लिए बदल देता है।
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