Human neutrophils release extracellular RNA that modulates Aspergillus fumigatus gene expression across kingdoms.
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि मानव न्यूट्रोफिल विविध प्रकार के एक्स्ट्रासेलुलर आरएनए (extracellular RNAs) छोड़ते हैं, जिनमें विशिष्ट एमआईआरएनए (miRNAs) और टीआरएनए-व्युत्पन्न खंड (tRNA-derived fragments) शामिल हैं, जो एक अंतर्निहित एंटीफंगल रक्षा तंत्र के रूप में कवक रोगजनक एस्परजिलस फ्यूमिगेट्स (Aspergillus fumigatus) में जीन अभिव्यक्ति को सीधे नियंत्रित करने के लिए साम्राज्यों के पार (cross kingdoms) जा सकते हैं।
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मानव शरीर लगातार सूक्ष्म हमलावरों, बैक्टीरिया से लेकर कवक तक, के घेरे में रहता है, फिर भी एक स्वस्थ प्रतिरक्षा प्रणाली आमतौर पर उन्हें दूर रखती है। प्रतिरक्षा प्रणाली के सबसे तीव्र प्रतिक्रिया देने वाले तत्वों में से एक न्यूट्रोफिल (neutrophils) हैं, जो श्वेत रक्त कोशिकाओं का एक प्रकार है और रक्षा की पहली पंक्ति के रूप में कार्य करता है। जब ये कोशिकाएं किसी खतरे का सामना करती हैं, तो वे केवल उसे निगलकर नष्ट ही नहीं करतीं; बल्कि वे व्यापक हमले का समन्वय करने के लिए आसपास के स्थान में अणुओं का एक जटिल मिश्रण भी छोड़ती हैं। दशकों से, वैज्ञानिक जानते हैं कि कोशिकाएं रासायनिक संकेतों का उपयोग करके संचार कर सकती हैं, लेकिन एक हालिया और आश्चर्यजनक खोज ने खुलासा किया है कि वे छोटे आरएनए (RNA) अणुओं द्वारा ले जाए गए आनुवंशिक निर्देशों का भी उपयोग करती हैं। ये आरएनए खंड विभिन्न प्रजातियों के बीच यात्रा कर सकते हैं, जो क्रॉस-किंगडम मैसेजिंग (cross-kingdom messaging) के एक रूप के रूप में कार्य करते हैं जहाँ एक मेजबान कोशिका रोगजनक को नुकसान पहुँचाने की उसकी क्षमता को बंद करने के लिए एक आनुवंशिक आदेश भेज सकती है। यह अवधारणा इस पुराने दृष्टिकोण को चुनौती देती है कि आरएनए केवल एक आंतरिक कोशिकीय उपकरण है, बल्कि यह सुझाव देती है कि यह एक हथियार या एक संकेत के रूप में कार्य कर सकता है जो पूरी तरह से अलग जीवों के व्यवहार को प्रभावित करने के लिए कोशिका के बाहर यात्रा करता है।
एक नए अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने जांच की कि क्या मानव न्यूट्रोफिल एस्परगिलस फ्यूमिगैटस (Aspergillus fumigatus) से लड़ने के लिए इस आरएनए मैसेजिंग प्रणाली का उपयोग करते हैं, जो एक सामान्य मोल्ड (mold) है जो कमजोर प्रतिरक्षा प्रणाली वाले लोगों में गंभीर, जीवन के लिए खतरा पैदा करने वाले संक्रमण का कारण बन सकता है। टीम ने स्वस्थ स्वयंसेवकों से रक्त एकत्र करके और उनके न्यूट्रोफिल को अलग करके शुरुआत की। फिर उन्होंने प्रयोगशाला सेटिंग में इन कोशिकाओं को कवक बीजाणुओं (fungal spores) के संपर्क में लाया ताकि यह देखा जा सके कि प्रतिरक्षा कोशिकाएं प्रतिक्रिया में क्या छोड़ती हैं। उन्नत अनुक्रमण तकनीकों (sequencing techniques) का उपयोग करके, उन्होंने कोशिकाओं के आसपास के तरल में तैरते आनुवंशिक पदार्थ का विश्लेषण किया। उन्होंने ट्रांसफर आरएनए और राइबोसोमल आरएनए से प्राप्त खंडों सहित आरएनए के एक विविध मिश्रण को पाया, लेकिन उन्होंने 'लेट-7' (Let-7) परिवार के रूप में ज्ञात विशिष्ट छोटे आरएनए अणुओं की एक विशेष उपस्थिति देखी। ये अणु जीन को शांत (silencing) करने में प्रभावी माने जाते हैं, और शोधकर्ताओं को संदेह था कि न्यूट्रोफिल सीधे कवक को लक्षित करने के लिए उन्हें छोड़ रहे हैं।
इस विचार का परीक्षण करने के लिए, वैज्ञानिकों ने उन छोड़े गए आरएनए अणुओं वाले तरल को लिया और उसे एक डिश में बढ़ते कवक हाइफे (fungal hyphae) पर लगाया। उन्होंने कवक में एक विशिष्ट जीन पर ध्यान केंद्रित किया जिसे metE कहा जाता है, जिसकी उन्होंने अपने मानव लेट-7 आरएनए के आधार पर भविष्यवाणी की थी कि यह एक लक्ष्य होगा। जब कवक को न्यूट्रोफिल के स्राव के संपर्क में लाया गया, तो metE संदेश का स्तर काफी गिर गया, जिससे पता चला कि मानव आरएनए सफलतापूर्वक कवक कोशिकाओं में प्रवेश कर गया और उस विशिष्ट प्रोटीन के उत्पादन को रोक रहा है। शोधकर्ताओं ने यह भी जांचा कि क्या कवक को इस संदेश को प्राप्त करने के लिए अपनी स्वयं की आंतरिक मशीनरी की आवश्यकता है। उन्होंने कवक का एक स्ट्रेन इस्तेमाल किया जिसमें अपने स्वयं के आरएनए-साइलेंसिंग प्रोटीन की कमी थी, यह उम्मीद करते हुए कि बिना इन आंतरिक उपकरणों के, मानव आरएनए का कोई प्रभाव नहीं होगा। आश्चर्यजनक रूप से, मानव आरएनए ने कवक की अपनी मशीनरी की अनुपस्थिति में भी जीन को शांत कर दिया, जो यह दर्शाता है कि मानव अणु सीधे काम कर रहे होंगे या काम पूरा करने के लिए किसी अन्य, अज्ञात मार्ग का उपयोग कर रहे होंगे।
यह पुष्टि करने के लिए कि प्रभाव वास्तव में मानव आरएनए और कवक जीन के बीच विशिष्ट मिलान के कारण था, टीम ने कवक का एक संस्करण बनाया जहाँ मानव आरएनए के लिए लक्षित स्थल को थोड़ा बदल दिया गया था। जब उन्होंने इस संशोधित कवक को उसी न्यूट्रोफिल स्राव के साथ उपचारित किया, तो साइलेंसिंग प्रभाव गायब हो गया। कवक जीन सक्रिय रहा, जिससे सिद्ध हुआ कि मानव आरएनए वास्तव में उस विशिष्ट अनुक्रम को लक्षित कर रहा था ताकि उसे बंद किया जा सके। अध्ययन ने यह भी खुलासा किया कि न्यूट्रोफिल इस एंटीमाइक्रोबियल आरएनए वातावरण को बनाए रखते थे चाहे वे वर्तमान में संक्रमण से लड़ रहे हों या नहीं, जो निरंतर तत्परता की स्थिति का सुझाव देता है। हालांकि शोधकर्ताओं ने नोट किया कि प्रभाव विभिन्न मानव दाताओं के बीच थोड़ा भिन्न था, मूल निष्कर्ष सुसंगत रहा: मानव प्रतिरक्षा कोशिकाएं आरएनए छोड़ती हैं जो प्रजातियों की बाधा को पार कर सकती हैं और सीधे एक खतरनाक कवक रोगजनक के जीन अभिव्यक्ति को बदल सकती हैं। यह खोज कि हम खुद को कैसे सुरक्षित रखते हैं, इसके बारे में एक नया द्वार खोलती है, जो दिखाती है कि संक्रमण के खिलाफ लड़ाई में आनुवंशिक सूचनाओं का एक परिष्कृत आदान-प्रदान शामिल है जो सरल भौतिक हमलों से कहीं आगे तक जाता है।
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