Epigenetic regulation of DPP4 receptor expression by NONO enables replication of MERS-CoV
यह अध्ययन प्रकट करता है कि होस्ट आरएनए-बाइंडिंग प्रोटीन NONO, हिस्टोन संशोधनों के मॉड्यूलेशन के माध्यम से वायरल एंट्री रिसेप्टर DPP4 की अभिव्यक्ति को एपिजेनेटिक रूप से अपरेगुलेट करके MERS-CoV प्रतिकृति (रेप्लिकेशन) को सुगम बनाता है, जो वायरस के लिए एक नए चिकित्सीय लक्ष्य की पहचान करता है।
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वायरस कुशल परजीवी होते हैं जो अपने दम पर जीवित नहीं रह सकते। गुणा करने के लिए, उन्हें एक जीवित कोशिका पर आक्रमण करना होता है और उसकी आंतरिक मशीनरी पर कब्जा करना होता है, जिससे मेजबान को अपने स्वयं के स्वास्थ्य को बनाए रखने के बजाय नए वायरस कण बनाने के लिए मजबूर किया जा सके। एक वायरस द्वारा इस प्रक्रिया को शुरू करने के लिए, उसे सबसे पहले अंदर जाने का कोई तरीका खोजना होगा। एक कोशिका को एक ताले वाले गेट वाले किले के रूप में सोचें; वायरस को उस विशिष्ट चाबी को खोजना होगा जो उस ताले में फिट बैठती हो। मिडिल ईस्ट रेस्पिरेटरी सिंड्रोम कोरोनावायरस, जिसे MERS-CoV के रूप में जाना जाता है, के मामले में, वह चाबी मानव कोशिकाओं की सतह पर स्थित DPP4 नामक एक प्रोटीन है। कोशिका की सतह पर इन चाबियों की पर्याप्त संख्या उपलब्ध न होने पर, वायरस प्रवेश नहीं कर सकता है, और संक्रमण वास्तव में शुरू होने से पहले ही रुक जाता है। यह समझना महत्वपूर्ण है कि कोशिकाएं यह निर्णय कैसे लेती हैं कि इन चाबियों में से कितनी बनानी हैं, क्योंकि चाबियों की संख्या यह निर्धारित करती है कि वायरस कितनी आसानी से फैल सकता है और संक्रमण कितना गंभीर हो सकता है।
वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि वायरस प्रजनन में मदद करने के लिए कई मानव प्रोटीनों पर निर्भर करते हैं, लेकिन उनके सहायक के रूप में काम करने के सटीक नियम अक्सर रहस्य बने रहते हैं। नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ के शोधकर्ताओं की एक टीम ने हाल ही में NONO नामक एक मानव प्रोटीन पर ध्यान केंद्रित किया। यह प्रोटीन कोशिका के केंद्रक (न्यूक्लियस) के भीतर आनुवंशिक निर्देशों के प्रबंधन में शामिल माना जाता है। शोधकर्ता जानना चाहते थे कि क्या NONO ने MERS-CoV को कोशिकाओं को संक्रमित करने में मदद करने में कोई भूमिका निभाई है। उन्होंने लैब डिश में मानव कोशिकाओं को उगाना शुरू किया और फिर उस जीन को हटा दिया जो NONO बनाता है। जब उन्होंने इन संशोधित कोशिकाओं में वायरस डाला, तो वायरस गुणा करने में विफल रहा। वास्तव में, सामान्य कोशिकाओं की तुलना में उत्पादित वायरस की मात्रा में एक सौ से एक हजार गुना की गिरावट आई। इस भारी गिरावट ने सुझाव दिया कि NONO वायरस के शुरू होने के लिए आवश्यक था, लेकिन शोधकर्ताओं को यह पता लगाने की आवश्यकता थी कि वास्तव में यह कैसे हुआ।
टीम ने पाया कि वायरस की विफलता एक कमजोर प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया या उसके अपने जेनेटिक कोड की समस्या के कारण नहीं थी। इसके बजाय, वायरस बस कोशिकाओं में प्रवेश करने में असमर्थ था। NONO की कमी वाली कोशिकाओं में, सतह पर वे DPP4 चाबियाँ गायब थीं जिनकी वायरस को दरवाजा खोलने के लिए आवश्यकता होती है। शोधकर्ताओं ने पाया कि बिना NONO के, कोशिकाएं पर्याप्त DPP4 प्रोटीन का उत्पादन नहीं कर पा रही थीं। ऐसा इसलिए नहीं था क्योंकि कोशिकाएं DPP4 बनाने के निर्देशों को तोड़ रही थीं या निर्देश गलत तरीके से कॉपी किए जा रहे थे। समस्या बहुत पहले, बिल्कुल शुरुआत में हुई थी, जब कोशिका यह तय करती है कि किसी जीन को चालू करना है या बंद करना है।
कोशिकाओं के भीतर डीएनए की संरचना की जांच करके, शोधकर्ताओं ने देखा कि NONO की अनुपस्थिति ने आनुवंशिक सामग्री के पैकेजिंग के तरीके को बदल दिया। सामान्य रूप से, DPP4 के लिए डीएनए निर्देश ढीले लपेटे जाते हैं, जिससे कोशिका की मशीनरी उन्हें पढ़ सके और प्रोटीन बना सके। बिना NONO वाली कोशिकाओं में, डीएनए DPP4 जीन के चारों ओर बहुत कसकर लिपटा हुआ था, जिसने प्रभावी रूप रूप से निर्देशों को दूर लॉक कर दिया। शोधकर्ताओं ने देखा कि डीएनए पर रासायनिक टैग, जो आमतौर पर संकेत देते हैं कि एक जीन सक्रिय है, गायब थे, जबकि वे टैग जो एक जीन के शांत (silent) होने का संकेत देते हैं, अधिक संख्या में मौजूद थे। इस सघन पैकेजिंग ने कोशिका को DPP4 रिसेप्टर बनाने से रोक दिया, जिससे वायरस के पास जाने के लिए कोई रास्ता नहीं बचा।
यह पुष्टि करने के लिए कि DPP4 की कमी ही वायरस की विफलता का एकमात्र कारण था, वैज्ञानिकों ने उन कोशिकाओं में लापता DPP4 प्रोटीन को वापस डाला जिनमें NONO की कमी थी। एक बार जब कोशिकाओं की सतह पर चाबियाँ वापस आ गईं, तो वायरस प्रवेश करने और पुनरुत्पादन शुरू करने में सक्षम हो गया, हालांकि यह अभी भी पूरी तरह से सामान्य कोशिकाओं की तरह उच्च स्तर तक नहीं पहुँच सका। इससे पता चला कि हालांकि प्रवेश बिंदु प्रदान करने के लिए NONO महत्वपूर्ण है, लेकिन यह संभवतः अन्य छोटे तरीकों से भी वायरस की मदद करता है। अध्ययन ने इस विचार को खारिज कर दिया कि NONO वायरस की मदद जेनेटिक संदेशों को स्थिर करके या उन्हें सही ढंग से जोड़ने (splice) में करता है। साक्ष्य स्पष्ट रूप से एक एकल, शक्तिशाली तंत्र की ओर इशारा करते थे: NONO एक स्विच के रूप में कार्य करता है जो DPP4 रिसेप्टर के डीएनए को खुला और पढ़ने के लिए तैयार रखता है।
यह खोज एक मानव प्रोटीन जो आनुवंशिक पैकेजिंग का प्रबंधन करता है और हमें संक्रमित करने की क्षमता के बीच एक आश्चर्यजनक संबंध को उजागर करती है। यह सुझाव देता है कि वायरस केवल कोशिका पर हमला नहीं करता है; वह यह सुनिश्चित करने के लिए कोशिका के अपने आंतरिक स्विचों पर निर्भर करता है कि उसके पास अंदर आने का रास्ता हो। यह समझकर कि NONO वायरस के प्रवेश बिंदु की उपलब्धता को नियंत्रित करता है, वैज्ञानिक अंततः संक्रमणों के इलाज के नए तरीके खोज सकते हैं। यदि शोधकर्ता ऐसे दवाएं विकसित कर सकें जो अस्थायी रूप से NONO को बंद कर दें या यह बदल सकें कि यह डीएनए के साथ कैसे इंटरैक्ट करता है, तो वे वायरस की चाबियों को छिपाने और संक्रमण को फैलने से रोकने के लिए सफलतापूर्वक कदम उठा सकते हैं, जो न केवल MERS-CoV बल्कि उन अन्य वायरसों से लड़ने के लिए भी एक नई रणनीति प्रदान करेगा जो हमारे शरीर में घुसने के लिए इसी तरह की चालों का उपयोग करते हैं।
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