Sexually dimorphic behavioural signatures of tau toxicity in adult Drosophila
यह अध्ययन एक वयस्क-प्रारंभिक ड्रोसोफिला (Drosophila) मॉडल स्थापित करता है जो न्यूरोटॉक्सिसिटी (neurotoxicity) को विकास से अलग करता है, जो यह प्रकट करता है कि मानव ताऊ (tau) अभिव्यक्ति लैंगिक रूप से भिन्न व्यवहारिक परिणामों और जीवनकाल में कमी को संचालित करती है और साथ ही उन विशिष्ट आनुवंशिक संशोधकों की पहचान करती है जो ताऊ-प्रेरित शिथिलता को प्रभावित करते हैं।
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मानव मस्तिष्क की कल्पना एक हलचल भरे शहर के रूप में करें जहाँ लाखों संदेशवाहक (न्यूरॉन्स) सब कुछ सुचारू रूप से चलाने के लिए लगातार पैकेज पहुँचाते हैं। अल्जाइमर जैसी बीमारियों में, टाऊ (Tau) नामक एक विशिष्ट प्रकार का प्रोटीन एक भ्रष्ट डिलीवरी ट्रक की तरह काम करता है। सामान पहुँचाने के बजाय, यह अटक जाता है, ढेर हो जाता है, और अंततः ऐसे ट्रैफिक जाम पैदा करता है जो सड़कों (न्यूरॉन्स) को नष्ट कर देते हैं।
लंबे समय तक, फ्रूट फ्लाइज़ (Drosophila) में इसका अध्ययन करने वाले वैज्ञानिकों के पास एक बड़ी समस्या थी: उन्होंने मक्खियों के बच्चों के रूप में होने पर "भ्रष्ट ट्रक" वाले जीन को चालू कर दिया था। यह एक ऐसे शहर में ट्रैफिक जाम का अध्ययन करने जैसा था जो कभी पूरी तरह बन ही नहीं पाया। मक्खियाँ वयस्क होने से पहले ही मर जाती थीं, या उनके शरीर निर्माण चरण के दौरान इतने खराब हो जाते थे कि यह बताना मुश्किल हो जाता था कि बाद में जीवन में वास्तव में मस्तिष्क की क्षति का कारण क्या था।
नया दृष्टिकोण: एक "टाइम-ट्रैवल" स्विच
शोधकर्ताओं ने एक चतुर नई प्रणाली बनाई। इस 'टाइम-ट्रैवल' स्विच को एक रिमोट कंट्रोल स्विच के रूप में सोचें जो मक्खियों के बड़े होने तक बंद रहता है। केवल तभी जब मक्खियाँ पूरी तरह से वयस्क हो जाती हैं, वैज्ञानिक खराब टाऊ प्रोटीन को चालू करने के लिए स्विच दबाते हैं। यह उन्हें विकासात्मक समस्याओं के भ्रम के बिना, एक पूरी तरह से बने हुए शहर में "ट्रैफिक जाम" और मस्तिष्क की क्षति का अध्ययन करने की अनुमति देता है।
बड़ी हैरानी: पुरुष और महिलाएँ अलग तरह से प्रतिक्रिया करते हैं
सबसे महत्वपूर्ण खोजों में से एक यह है कि लिंग (Sex) बहुत मायने रखता है। भले ही मक्खियाँ एक ही वातावरण में थीं और उनमें एक ही खराब प्रोटीन था, लेकिन नर और मादा मक्खियों ने पूरी तरह से विपरीत प्रतिक्रिया दी:
- मादा मक्खियाँ: जब खराब टाऊ चालू किया गया, तो मादा मक्खियाँ ज़ोंबी की तरह हो गईं। वे दिन के दौरान घूमना-फिरना बंद कर गईं, बहुत निष्क्रिय हो गईं, और उनका जीवन काफी कम हो गया। वे अनिवार्य रूप रूप से "शट डाउन" हो रही थीं।
- नर मक्खियाँ: आश्चर्यजनक रूप से, नर मक्खियाँ शट डाउन नहीं हुईं; वे पागल हो गईं। वे अति-सक्रिय (hyperactive) हो गईं, पागलों की तरह इधर-उधर दौड़ने लगीं। हालाँकि वे मादाओं की तरह जल्दी नहीं मरीं, लेकिन उनका व्यवहार भी उतना ही बाधित था, बस विपरीत दिशा में।
यह ऐसा है जैसे एक ही खराब इंजन ने एक कार मॉडल को पूरी तरह से रोकने (stall) का कारण बनाया, जबकि दूसरे मॉडल में इसने उसे अनियंत्रित गति से चलाने के लिए प्रेरित किया।
डैमेज रिपोर्ट
इन विपरीत व्यवहारों के बावजूद, मस्तिष्क को हुई शारीरिक क्षति आश्चर्यजनक रूप से समान थी। नर और मादा दोनों में मस्तिष्क के ऊतकों में समान मात्रा में "गड्ढे" (वैक्यूल्स/vacuoles) विकसित हुए। यह हमें बताता है कि क्षति समान थी, लेकिन लक्षण (वे कैसे व्यवहार करते थे) लिंग के आधार पर पूरी तरह से अलग थे।
समाधान खोजना: जेनेटिक "क्रू"
वैज्ञानिकों ने फिर यह देखने के लिए कि क्या वे इन व्यवहार संबंधी गड़बड़ियों को ठीक कर सकते हैं, "क्या होगा अगर?" का खेल खेला। उन्होंने विभिन्न जेनेटिक सहायकों का परीक्षण किया:
- अच्छे साथी: उन्होंने पाया कि विशिष्ट सहायकों को जोड़ने से चीजें शांत हो सकती हैं। उदाहरण के लिए, Hsp90 नामक प्रोटीन को बढ़ावा देना (जो टूटे हुए हिस्सों को ठीक करने वाले मैकेनिक के रूप में कार्य करता है) या सपोर्ट सेल्स (ग्ला) में APOE2 (जो ट्रैफिक प्रबंधित करने में मदद करता है) में बदलाव करना, खराब व्यवहार को कम करने में मदद करता है।
- बुरे साथी: उन्होंने 17 अलग-अलग जेनेटिक बदलाव भी पाए जिन्होंने समस्या को और खराब कर दिया। इसमें APOE3, BIN1, और LRP1 जैसे प्रोटीन शामिल थे, जो मानव मस्तिष्क रोगों में शामिल होते हैं।
निष्कर्ष
इस अध्ययन ने न केवल मक्खियों में अल्जाइमर का अध्ययन करने का एक नया तरीका खोजा; इसने यह भी साबित किया कि आप मस्तिष्क रोगों का अध्ययन करते समय लिंग की अनदेखी नहीं कर सकते। वही खराब प्रोटीन मादाओं में "शटडाउन" और नरों में "मेल्टडाउन" का कारण बनता है। इस एडल्ट-ऑनसेट (वयस्कता में शुरू होने वाले) स्विच का उपयोग करके, शोधकर्ताओं ने एक स्पष्ट और सटीक मॉडल बनाया जिससे यह देखा जा सके कि टाऊ विषाक्तता (Tau toxicity) वास्तव में कैसे काम करती है और उन विशिष्ट जेनेटिक लीवर्स को खोजा जा सके जो इन व्यवहार संबंधी समस्याओं को ठीक करने में मदद कर सकते हैं।
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