X-chromosome methylation patterns in females with multiple sclerosis

मल्टीपल स्क्लेरोसिस एक ऐसी स्थिति है जिसमें शरीर की अपनी प्रतिरक्षा प्रणाली गलती से मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी में तंत्रिकाओं की सुरक्षात्मक परत पर हमला करती है। हालांकि यह किसी को भी प्रभावित कर सकती है, लेकिन यह महिलाओं में पुरुषों की तुलना में बहुत अधिक बार होती है, जो महिलाओं में लगभग तीन गुना अधिक बार देखी जाती है। वैज्ञानिकों ने लंबे समय से संदेह किया है कि यह लैंगिक अंतर जीव विज्ञान में निहित है, जो केवल हार्मोन से परे हमारे कोशिकाओं के भीतर के निर्देशों की ओर संकेत करता है। एक महिला के शरीर की प्रत्येक कोशिका में दो X गुणसूत्र (chromosomes) होते हैं, जबकि पुरुषों में एक X और एक Y होता है। चीजों को संतुलित रखने के लिए, महिलाएं स्वाभाविक रूप से प्रत्येक कोशिका में अपने दो X गुणसूत्रों में से एक को शांत (silence) कर देती हैं, यह एक ऐसी प्रक्रिया है जो एक 'डिमेर स्विच' की तरह कार्य करती है, जो अधिकांश जीनों की आवाज़ को कम कर देती है ताकि महिलाएं पुरुषों की तुलना में कुछ प्रोटीनों की दोगुनी मात्रा का उत्पादन न करें। हालांकि, यह साइलेंसिंग हमेशा पूर्ण नहीं होती; कुछ जीन इस स्विच से बच निकलते हैं और सक्रिय रहते हैं। जब यह नाजुक संतुलन बाधित होता है, तो यह एक अति सक्रिय प्रतिरक्षा प्रणाली की ओर ले जा सकता है, जो एक ऐसा तंत्र है जिसे शोधकर्ता मल्टीपल स्क्लेरोसिस जैसी ऑटोइम्यून बीमारियों के महिलाओं में इतने अधिक सामान्य होने के पीछे का कारण मान रहे हैं।

शोधकर्ताओं की एक टीम ने इन X गुणसूत्रों को नियंत्रित करने वाले रासायनिक टैग्स की बारीकी से जांच करके इस संभावना की जांच करने का निर्णय लिया। मिथाइलेशन (methylation) के रूप में जाने जाने वाले ये टैग, किताबों के पुस्तकालय पर लगे 'स्टिकी नोट्स' की तरह कार्य करते हैं, जो कोशिका को बताते हैं कि किन जीनों को पढ़ना है और किन्हें अनदेखा करना है। वैज्ञानिक यह देखना चाहते थे कि क्या स्वस्थ महिलाओं की तुलना में मल्टीपल स्क्लेरोसिस वाली महिलाओं में X गुणसूत्र पर इन टैग्स का पैटर्न अलग था। उन्होंने लगभग एक हजार महिलाओं के रक्त के नमूने एकत्र किए, जिसमें ऑस्ट्रेलिया और स्वीडन में किए गए तीन बड़े अध्ययनों का डेटा शामिल था। इस विशाल समूह में बीमारी से पीड़ित 496 महिलाएं और तुलना समूह के रूप में 509 स्वस्थ महिलाएं शामिल थीं। यह सुनिश्चित करने के लिए कि उनके निष्कर्ष केवल मिश्रित रक्त कोशिकाओं की कोई विचित्रता नहीं हैं, उन्होंने 156 महिलाओं के एक अलग, छोटे समूह की भी जांच की जहाँ उन्होंने एक विशिष्ट प्रकार की प्रतिरक्षा कोशिका, CD4+ T सेल को अलग किया था, ताकि यह देखा जा सके कि क्या वही पैटर्न इन शुद्ध कोशिकाओं में भी दिखाई देता है।

परिणामों ने एक स्पष्ट और सुसंगत अंतर का खुलासा किया। मल्टीपल स्क्लेरोसिस वाली महिलाओं में, X गुणसूत्र ने इन रासायनिक टैग्स का व्यापक नुकसान दिखाया, जिसे हाइपोमिथाइलेशन (hypomethylation) की स्थिति कहा जाता है। शोधकर्ताओं ने पाया कि बीमारी वाली महिलाओं में X गुणसूत्र पर सामान्य से कम टैग्स वाले तीन हजार से अधिक विशिष्ट स्थान थे। यह शेष जीनोम के विपरीत था, जहाँ परिवर्तन बहुत कम थे और अक्सर विपरीत दिशा में थे। किसी एक स्थान पर प्रभाव छोटा था, लेकिन प्रभावित स्थानों की विशाल संख्या ने यह सुझाव दिया कि X गुणसूत्र के प्रबंधन में एक व्यापक बदलाव आया है। महत्वपूर्ण रूप से, यह पैटर्न अध्ययन किए गए पुरुषों में नहीं देखा गया, संभवतः इसलिए क्योंकि अध्ययन में पुरुषों की भागीदारी इतनी कम थी कि ऐसे सूक्ष्म अंतरों का पता नहीं चल सका, लेकिन महिलाओं में यह संकेत मजबूत और पुनरुत्पादक (reproducible) था।

यह खोज विशेष रूप से महत्वपूर्ण थी कि ये गायब टैग्स कहाँ स्थित थे। शोधकर्ताओं ने पाया कि टैग खोने वाले स्थान यादृच्छिक (random) रूप से बिखरे हुए नहीं थे। इसके बजाय, वे उन जीनों पर केंद्रित थे जिन्हें सामान्यतः X गुणसूत्र के 'डिमेर स्विच' द्वारा शांत रखा जाना चाहिए। स्वस्थ महिलाओं में, ये जीन शांत रहते हैं, लेकिन मल्टीपल स्क्लेरोसिस वाली महिलाओं में, उन्हें शांत रखने वाले रासायनिक टैग गायब थे। यह सुझाव देता है कि एक X गुणसूत्र को बंद रखने के लिए जिम्मेदार तंत्र इन रोगियों में थोड़ा ढीला या कम प्रभावी हो सकता है। यदि वे जीन जो शांत रहने चाहिए, पूरी तरह से शांत नहीं होते हैं, तो यह प्रतिरक्षा-संबंधी प्रोटीनों की अधिकता का कारण बन सकता है, जो संभावित रूप से इस बीमारी में देखी जाने वाली सूजन (inflammation) को बढ़ा सकता है। यह पैटर्न केवल एक सांख्यिकीय संयोग नहीं था; जब टीम ने अलग की गई प्रतिरक्षा कोशिकाओं को देखा, तो उन्होंने पाया कि लगभग दो-तिहाई स्थानों ने टैग्स का यही नुकसान दिखाया, जिससे पुष्टि हुई कि यह प्रतिरक्षा कोशिकाओं की एक वास्तविक विशेषता है।

अध्ययन ने यह भी पता लगाया कि क्या इन रासायनिक परिवर्तनों में आनुवंशिकी की कोई भूमिका थी। प्रतिभागियों के डीएनए अनुक्रमों (DNA sequences) की तुलना करके, टीम ने पाया कि कुछ विशिष्ट स्थानों पर, व्यक्ति का जेनेटिक कोड इस बात को दृढ़ता से प्रभावित करता था कि कितने टैग मौजूद हैं। इसमें वे जीन शामिल थे जो प्रतिरक्षा कार्य में शामिल माने जाते हैं, जैसे कि वे जो शरीर को वायरस से लड़ने में मदद करते हैं। हालांकि, अधिकांश परिवर्तनों के लिए, केवल जेनेटिक कोड ने गायब टैग्स की व्याख्या नहीं की, जिससे पता चलता है कि पर्यावरणीय कारक या स्वयं बीमारी की प्रक्रिया इन रासायनिक परिवर्तनों को प्रेरित कर रही है। शोधकर्ताओं ने एक मास्टर रेगुलेटर जीन XIST की भी जांच की, जो X गुणसूत्र पर शांति स्थापित करने में मदद करता है, और इसके टैगिंग पैटर्न में छोटे अंतर पाए, हालांकि इसने पूरी कहानी स्पष्ट नहीं की।

अंततः, यह कार्य इस संबंध में एक नए टुकड़े की ओर इशारा करता है कि मल्टीपल स्क्लेरोसिस महिलाओं को इतनी असमान रूप से क्यों प्रभावित करता है। यह एक विशिष्ट जैविक हस्ताक्षर की ओर संकेत करता है: दूसरे X गुणसूत्र को शांत रखने वाले रासायनिक नियंत्रणों का एक व्यापक ढीलापन। हालांकि यह अध्ययन यह सिद्ध नहीं करता है कि यह परिवर्तन बीमारी का कारण बनता है, लेकिन यह एक मजबूत संकेत देता है कि मल्टीपल स्क्लेरोसिस के संदर्भ में महिलाएं अपने X गुणसूत्रों का प्रबंधन कैसे करती हैं, वह अलग है। निष्कर्ष बताते हैं कि भविष्य के शोध को यह समझने पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए कि ये रासायनिक टैग कैसे सेट होते हैं और क्या उन्हें प्रभावित किया जा सकता है, जिससे इस जटिल स्थिति की जड़ों को समझने के नए द्वार खुल सकते हैं। शोधकर्ता इस बात पर जोर देते हैं कि हालांकि पैटर्न स्पष्ट है, लेकिन इन रासायनिक परिवर्तनों का सटीक कारण और पूर्ण परिणाम अभी भी पूरी तरह से समझना बाकी है, जिसके लिए यह देखने के लिए आगे के अध्ययन की आवश्यकता है कि ये परिवर्तन बीमारी के लक्षणों में कैसे परिवर्तित होते हैं।