The BPI-like TULIP domain proteins of Drosophila melanogaster: a novel class of candidate odorant transporters.
यह अध्ययन ड्रोसोफिला के बीपीआई-समान टुलिप डोमेन प्रोटीन (बी-टीडीपी) के एक नवीन वर्ग की पहचान करता है जो चेमोसेंसरी अंगों में अत्यधिक अभिव्यक्त होते हैं, घ्राण लसीका (ऑल्फैक्ट्री लिम्फ) में स्रावित होते हैं, और संभावित रूप से पौधों द्वारा उत्सर्जित टेरपेनॉइड्स के विरुद्ध एक अवरोध के रूप में कार्य करते हुए उम्मीदवार गंध वाहक (ऑडोरेंट ट्रांसपोर्टर) के रूप में कार्य करते हैं।
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एक फल मक्खी (फ्रूट फ्लाई) की दुनिया की कल्पना कीजिए। हमारे लिए हवा केवल खाली स्थान है, लेकिन एक मक्खी के लिए, यह अदृश्य रासायनिक संदेशों का एक घूमता हुआ महासागर है। पौधे परागणकों को आकर्षित करने या भूखे कीटों को दूर भगाने के लिए वाष्पशील तेलों (volatile oils) की एक जटिल सुगंध छोड़ते हैं, और मक्खी को भोजन या साथी खोजने के लिए इन्हें सूंघने की आवश्यकता होती है। लेकिन एक समस्या है: ये रासायनिक संदेश तैलीय और चिकने होते हैं, जबकि मक्खी की नाक के अंदर पानी जैसा तरल भरा होता है। यह बिल्कुल वैसा ही है जैसे पानी के गिलास में मोटर ऑयल की एक बूंद को घोलने की कोशिश करना; वे आपस में नहीं मिलते। इस समस्या को हल करने के लिए, प्रकृति ने नन्हे आणविक "शटल" या "टैक्सी" का आविष्कार किया है। ये विशेष प्रोटीन हैं जो तैलीय गंध वाले अणुओं को पकड़ सकते हैं, उन्हें पानी जैसे तरल के माध्यम से ले जा सकते हैं, और उन्हें सीधे मक्खी के घ्राण सेंसर (smell sensors) तक पहुँचा सकते हैं। दशकों तक, वैज्ञानिक इन शटलों के कुछ प्रकारों के बारे में जानते थे, लेकिन उन्हें संदेह था कि शायद कुछ और भी छिपे हुए हो सकते हैं।
यह शोध पत्र फल मक्खियों में इन विशिष्ट आणविक शटलों के एक समूह पर केंद्रित है, जिन्हें B-TDPs कहा जाता है। इन प्रोटीनों को डिलीवरी ट्रकों के एक विविध बेड़े के रूप में सोचें, जिनमें से कुछ को मक्खी की नाक और मुँह के पास देखा गया है, जिससे संकेत मिलता है कि वे गंध की प्रक्रिया में शामिल हो सकते हैं। शोधकर्ता जानना चाहते थे: क्या ये ट्रक वास्तव में सुगंध को सेंसरों तक पहुँचा रहे हैं? क्या वे उन विशिष्ट "परफ्यूम" अणुओं को ले जाते हैं जिनका उपयोग पौधे करते हैं? और यदि हम इन ट्रकों को हटा दें, तो क्या मक्खी गंध के प्रति अंधी हो जाएगी?
वैज्ञानिकों ने फल मक्खी के जीनोम में B-TDP ट्रकों के पूरे बेड़े का मानचित्रण करके शुरुआत की। उन्होंने पाया कि इन प्रोटीनों को कोड करने वाले 30 अलग-अलग जीन हैं, जो एक सड़क पर बने घरों की तरह समूहों (clusters) में व्यवस्थित हैं। इनमें से लगभग आधे ट्रक मक्खी के केमोसेंसरी अंगों (उसकी नाक और स्वाद ग्रंथियों) में व्यस्त प्रतीत होते हैं। टीम ने तीसरे गुणसूत्र (chromosome) पर एक विशिष्ट पड़ोस पर ध्यान केंद्रित किया, जो तीन जीनों (CG14661, CG2016, और CG1184) का एक समूह है। उच्च तकनीक वाले सूक्ष्मदर्शी का उपयोग करते हुए, उन्होंने देखा कि ये प्रोटीन कहाँ जाते हैं। उन्होंने पाया कि जीन CG14661 से प्राप्त प्रोटीन मक्खी के गंध वाले बालों (sensilla) के भीतर सीधे पानी जैसे तरल में स्रावित होता है, ठीक वहीं जहाँ एक गंध ट्रांसपोर्टर (smell transporter) होना चाहिए। यह बिल्कुल वैसा ही है जैसे किसी डिलीवरी ड्राइवर को अपने ट्रक से उतरकर घर के दरवाजे पर खड़ा देखना।
इसके बाद, उन्होंने परीक्षण किया कि क्या ये प्रोटीन वास्तव में गंध के अणुओं को पकड़ सकते हैं। उन्होंने प्रोटीन को एक चमकते हुए डाई (dye) के साथ मिलाया जो तैलीय स्थानों को पसंद करता है और फिर विभिन्न पौधों की सुगंध, मुख्य रूप से टेरपेनॉइड्स (terpenoids) नामक रसायनों के एक परिवार को मिलाया (वही चीज़ जिससे देवदार के पेड़ों में पाइन जैसी और नींबू में नींबू जैसी खुशबू आती है)। परिणाम उत्साहजनक थे: प्रोटीन ने इन रैखिक टेरपेनॉइड्स को पकड़ लिया, जिससे ऐसा लगा जैसे वह एक आणविक स्पंज की तरह काम कर रहा हो। यह सुझाव देता है कि B-TDPs वास्तव में वह लुप्त कड़ी होने में सक्षम हैं जो तैलीय सुगंधों को पानी जैसे तरल के माध्यम से तैरकर सेंसर तक पहुँचने में मदद करती है।
हालाँकि, जब शोधकर्ताओं ने इन जीनों को बंद करके (ऐसे "म्यूटेंट" मक्खियाँ बनाकर जिनमें कोई B-TDP ट्रक नहीं है) इसे सिद्ध करने की कोशिश की, तो कहानी में एक अजीब मोड़ आया। उन्हें उम्मीद थी कि म्यूटेंट मक्खियाँ भ्रमित होंगी या टेरपेनॉइड्स को सूंघने में असमर्थ होंगी। इसके बजाय, म्यूटेंट मक्खियाँ सुगंध के प्रति अधिक संवेदनशील थीं। वे सामान्य मक्खियों की तुलना में अधिक तेज़ी से और अधिक मजबूती से प्रतिक्रिया करती थीं। ऐसा लग रहा था जैसे डिलीवरी ट्रकों को हटाने से मेल (डाक) आना नहीं रुका; बल्कि इसने घर को हर आने वाले पत्र पर घबराहट में प्रतिक्रिया करने के लिए मजबूर कर दिया। लेखक संदेह करते हैं कि ऐसा इसलिए नहीं है क्योंकि मक्खियाँ बेहतर सूंघ रही हैं, बल्कि इसलिए क्योंकि ये प्रोटीन वास्तव में एक सुरक्षात्मक बाधा के रूप में कार्य कर सकते हैं। उनके बिना, जहरीले या उत्तेजक पौधे के रसायन तंत्रिका कोशिकाओं (nerve cells) से बहुत ज़ोर से टकरा सकते हैं, जिससे एक सामान्य गंध के बजाय एक अत्यधिक "दर्द" या चेतावनी वाली प्रतिक्रिया उत्पन्न होती है।
तो, निष्कर्ष क्या है? यह शोध पत्र सुझाव देता है कि B-TDPs एक नया, संभावित रूप से गंध ट्रांसपोर्टर का वर्ग है जो पौधों की सुगंध को पकड़ सकता है। लेकिन यह इस सरल विचार के विरुद्ध भी तर्क देता है कि वे सेंसर तक गंध पहुँचाने के लिए एकमात्र चीज़ हैं। डेटा संकेत देता है कि उनकी दोहरी भूमिका हो सकती है: सुगंध को ले जाने में मदद करना, और साथ ही एक ढाल के रूप में कार्य करना ताकि मक्खी की नाक उन रसायनों से अभिभूत या क्षतिग्रस्त न हो जाए जिन्हें वह सूंघने की कोशिश कर रही है। रहस्य अभी पूरी तरह से सुलझा नहीं है, लेकिन वैज्ञानिकों ने निश्चित रूप से यह पता लगाया है कि कीट अपनी सुगंधित और खतरनाक दुनिया में कैसे नेविगेट करते हैं, उस पहेली का एक नया हिस्सा मिल गया है।
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