Host skin lipids trigger MAT-dependent mating, pathogenic hyphal growth, and parasexual reproduction of Malassezia furfur

मानव शरीर की कल्पना एक हलचल भरे, भीड़भाड़ वाले शहर के रूप में करें। जबकि हम अक्सर बैक्टीरिया को मुख्य किरायेदारों के रूप में सोचते हैं, हमारी त्वचा पर एक छिपा हुआ कवक (फंगल) समुदाय भी रहता है। यह फंगल पड़ोस मुख्य रूप से Malassezia नामक एक सूक्ष्म, एककोशिकीय यीस्ट से बना है। इन यीस्टों को शांत, अदृश्य रूममेट्स के रूप में सोचें जो आमतौर पर बस वहीं रहते हैं, और हमारे शरीर द्वारा प्राकृतिक रूप से उत्पादित तेलों को खाते हैं। वे आम तौर पर हानिरहित होते हैं, यहाँ तक कि मददगार भी, जो त्वचा को स्वस्थ रखने में मदद करते हैं। लेकिन कभी-कभी, ये रूममेट्स एक बड़ी पार्टी करने का फैसला करते हैं और अपना आकार बदल लेते हैं। छोटे, गोल बॉल्स के रूप में रहने के बजाय, वे हाइफी (hyphae) नामक लंबी, शाखाओं वाली नलिकाओं में फैल जाते हैं। यह आकार बदलना एक बड़ी बात है क्योंकि यह अक्सर डैंड्रफ, रैशेज और खुजली वाले पैच जैसी त्वचा की समस्याओं से जुड़ा होता है। वैज्ञानिक लंबे समय से आश्चर्य कर रहे थे: ये नन्हे कवक आकार बदलने का फैसला क्यों करते हैं? क्या यह कोई विशिष्ट संकेत है? क्या उन्हें ऐसा करने के लिए किसी साथी की आवश्यकता होती है? और क्या आकार में यह परिवर्तन उन्हें हमारी त्वचा के लिए अधिक खतरनाक बनाता है?

यह नया अध्ययन इस रहस्य की गहराई में जाता है, जो Malassezia के एक विशिष्ट प्रकार M. furfur पर ध्यान केंद्रित करता है। शोधकर्ता जानना चाहते थे कि क्या हमारी त्वचा के तेल इन कवक के लिए संभोग (mate) करने और आकार बदलने के लिए एक "स्टार्ट बटन" के रूप में कार्य करते हैं। उन्होंने यह भी जांचा कि क्या यह आकार बदलना एक गुप्त प्रजनन रणनीति से जुड़ा है जिसमें बीजाणुओं (spores) को बनाने के बजाय, उनके आनुवंशिक कोड को मिलाने और मिलाने जैसा कुछ होता है, जो थोड़ा "पैरासेक्सुअल" (parasexual) नृत्य जैसा है। विभिन्न प्रकार के तेलों के साथ इन कवक को लैब में उगाकर और क्या होता है इसे देखकर, उन्होंने खोजा कि त्वचा का सही प्रकार का तेल वास्तव में एक श्रृंखला अभिक्रिया (chain reaction) को सक्रिय कर सकता है: यह कवक को एक-दूसरे को पहचानने, आपस में जुड़ने और फिर उन लंबी, आक्रामक हाइफी में बदलने के लिए प्रेरित करता है जो त्वचा में गहराई तक जा सकती हैं।

त्वचा का गुप्त ट्रिगर: तेल, प्रेम और आकार बदलना

तो, वैज्ञानिकों ने वास्तव में क्या पाया? यह पता चला कि त्वचा केवल इन कवकों के रहने के लिए एक निष्क्रिय सतह नहीं है; यह एक सक्रिय खेल का मैदान है जो उन्हें बताता है कि कब पार्टी करनी है। शोधकर्ताओं ने पाया कि जैतून का तेल (olive oil) वह जादुई कुंजी है। जब उन्होंने M. furfur यीस्ट कोशिकाओं को जैतून के तेल वाली प्लेट पर डाला, तो कोशिकाएं केवल खाती नहीं रहीं; वे लंबी हाइफी में फैलने लगीं। हालांकि, यह कोई भी तेल नहीं था। असंतृप्त फैटी एसिड (unsaturated fatty acids) (जैसे ओलिक एसिड, जो जैतून के तेल में पाया जाता है) से भरपूर तेल ही इसके ट्रिगर थे। संतृप्त वसा (saturated fats) वाले तेल, जैसे नारियल का तेल, ने कुछ नहीं किया। यह ऐसा है जैसे कवक की मानव त्वचा पर पाए जाने वाले तेलों के लिए एक विशिष्ट "गंध" है, और जब वह इसका पता लगाता है, तो वह चिल्लाता है, "बढ़ने का समय आ गया!"

लेकिन यहाँ एक मोड़ है: कवक खुद से हाइफी बढ़ने का निर्णय नहीं ले सकता। उसे संभोग (mate) करने की आवश्यकता होती है। अध्ययन से पता चलता है कि इन कवकों में दो आनुवंशिक स्विचों द्वारा नियंत्रित एक जटिल "मैटिंग सिस्टम" होता है, जिन्हें वैज्ञानिक MAT A और MAT B लोकी (loci) कहते हैं। आप इन्हें ताले और चाबी की प्रणाली के रूप में सोच सकते हैं।

• MAT A स्विच एक "ग्रीटिंग कार्ड" है। यह नियंत्रित करता है कि क्या दो कवक एक-दूसरे को पहचान सकते हैं और अपने शरीरों को आपस में जोड़ सकते हैं। अध्ययन में पाया गया कि यदि दो कवकों के पास संगत (compatible) MAT A स्विच हैं, तो वे जुड़ सकते हैं। यदि वे नहीं हैं, तो वे एक-दूसरे को अनदेखा कर देते हैं।
• MAT B स्विच एक "ग्रोथ इंजन" है। एक बार जुड़ जाने के बाद, यह स्विच नए, संयुक्त सेल को उन लंबी हाइफी को उगाना शुरू करने का निर्देश देता है।

इस खोज का सबसे आश्चर्यजनक हिस्सा यह है कि "ग्रोथ इंजन" कितना लचीला है। कई अन्य कवकों में, आपको इंजन चालू करने के लिए दो अलग-अलग साथियों की आवश्यकता होती है (जैसे दो अलग चाबियों की आवश्यकता होना)। लेकिन M. furfur में, अध्ययन ने पाया कि हाइफी शुरू करने के लिए केवल एक कार्यात्मक MAT B स्विच ही पर्याप्त है, भले ही साथी उस संबंध में समान हों। यह एक ऐसी कार की तरह है जो दो चाबियों के बजाय केवल एक चाबी से शुरू हो सकती है।

"पैरासेक्सुअल" नृत्य: बीजाणुओं के बिना जीन का मिश्रण

शोधकर्ताओं ने यह भी देखा कि कवकों के जुड़ने के बाद क्या हुआ। उन्होंने पाया कि यह इस पर निर्भर करता है कि किसने किससे संभोग किया।

1. इंटरस्पेसिफिक मेटिंग (विभिन्न वंश): जब M. furella के दो अलग-अलग प्रकार (अलग-अलग पारिवारिक वंशों से) आपस में मिले, तो उन्होंने सामान्य से दोगुने डीएनए वाला एक स्थिर "हाइब्रिड" सेल बनाया। ये हाइब्रिड मजबूत, डबल-डेकर बसों की तरह थे जो तुरंत हाइफी उगाना शुरू कर सकते थे।
2. इंट्रास्पेसिफिक मेटिंग (समान वंश): जब एक ही वंश के दो कवक आपस में मिले, तो चीजें थोड़ी अराजक हो गईं। वे आपस में जुड़ गए, लेकिन फिर, जैसे-जैसे वे विभाजित होते रहे, वे अतिरिक्त डीएनए खोने लगे और अपने जेनेटिक कार्डों को इधर-उधर करने लगे। इस प्रक्रिया को पैरासेक्सुअल चक्र (parasexual cycle) कहा जाता है। यह एक ताश के डेक को बिना औपचारिक "मेयोसिस" (मानक यौन प्रजनन प्रक्रिया) के फेंटने और बांटने जैसा है। परिणाम नए एकल-कोशिकीय कवक की एक पीढ़ी है जिसके जीन मिश्रित हैं। अध्ययन बताता है कि यह कैसे ये कवक बीजाणु बनाने की आवश्यकता के बिना तेजी से विकसित और अनुकूलित हो सकते हैं।

क्यों यह मायने रखता है: हाइफी आक्रमणकारी हैं

पहेली का अंतिम हिस्सा यह है: क्या यह आकार बदलना वास्तव में हमें नुकसान पहुँचाता है? उत्तर एक जोरदार हाँ है। शोधकर्ताओं ने मानव त्वचा के मॉडलों (बर्तन में और चूहों पर दोनों) पर कवकों का परीक्षण किया।

• यीस्ट कोशिकाएं (गोल वाली) ज्यादातर त्वचा की सतह पर बनी रहीं, जैसे बरामदे में बैठे मेहमान।
• हाइफी (लंबी नलिकाएं) आक्रामक आक्रमणकारी थे। उन्होंने त्वचा की ऊपरी परत को पंच किया, और ऊतकों में गहराई तक खुदाई की।

इस आक्रमण ने त्वचा की प्रतिरक्षा प्रणाली से बहुत अधिक प्रतिक्रिया उत्पन्न की। हाइफी से संक्रमित त्वचा के मॉडलों ने अधिक सूजन संबंधी संकेतों (जैसे IL-1β और IL-8) को छोड़ा, जो मूल रूप से एक बड़ा अलार्म बजाते हैं जिससे लालिमा और जलन होती है। अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि हाइफी बनाने की क्षमता सीधे तौर पर कवक के रोगजनक (pathogen) बनने से जुड़ी है। त्वचा के तेल संभोग को ट्रिगर करते हैं, संभोग आकार बदलने को ट्रिगर करता है, और आकार बदलना कवक को आक्रमण करने और बीमारी का कारण बनने की अनुमति देता है।

निचोड़

यह शोध पत्र M. furfur को एक निष्क्रिय रूममेट के रूप में नहीं, बल्कि एक गतिशील जीव के रूप में चित्रित करता है जो अपने पर्यावरण के प्रति प्रतिक्रिया करता है। हमारी त्वचा के तेल एक प्रजनन नृत्य शुरू करने के संकेत के रूप में कार्य करते हैं। इस नृत्य में एक साथी को पहचानना, जुड़ना और फिर, महत्वपूर्ण रूप से, एक हानिरहित गोल यीस्ट से एक आक्रामक, ट्यूब-आकार के हाइफा में बदलना शामिल है। अध्ययन इस विचार को खारिज करता है कि कवक बेतरतीब ढंग से आकार बदलता है; यह दिखाता है कि यह परिवर्तन उसके मेटिंग जीन द्वारा कड़ाई से नियंत्रित है और यह त्वचा की जलन का कारण बनने के लिए आवश्यक है। जबकि "पैरासेक्सुअल" जीन का मिश्रण यह सुझाव देता है कि कवक के पास विकसित होने का एक चतुर तरीका है, तत्काल निष्कर्ष स्पष्ट है: जब त्वचा के तेल कवकों को संभोग करने के लिए ट्रिगर करते हैं, तो वे उन्हें त्वचा के आक्रमणकारियों में बदलने वाले स्विच को भी सक्रिय कर देते हैं।