Communication-space representation of multicellular tissue organization
यह शोध पत्र 'कम्युस्पेस' (CommuSpace) का परिचय देता है, जो एक ऐसा कम्प्यूटेशनल ढांचा है जो लिगैंड-रिसेप्टर इंटरैक्शन के आधार पर कोशिकाओं को एक संचार स्थान (कम्युनिकेशन स्पेस) में मैप करके बहुकोशिकीय ऊतक संगठन को पुनर्व्याख्यायित करता है, जिससे उभरते हुए "संचार पारिस्थितिकी तंत्रों" (कम्युनिकेशन इकोसिस्टम्स) को ऊतक वास्तुकला के एक मौलिक उच्च-स्तरीय परत के रूप में प्रकट किया जाता है जो पारंपरिक कोशिका पहचान और स्थानिक निक वर्गीकरणों से परे है।
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कल्पना कीजिए कि आप एक हलचल भरे, भीड़भाड़ वाले शहर में घूम रहे हैं। लंबे समय तक, इस शहर का अध्ययन करने वाले वैज्ञानिकों ने लोगों को व्यक्तिगत रूप से देखकर इसके लेआउट को समझने की कोशिश की। वे पूछते थे, "आपका काम क्या है?" या "आपने क्या पहना है?" और उन उत्तरों के आधार पर सभी को समूहों में बांट देते थे। यदि दो लोग नीली शर्ट पहने हुए थे और दोनों बेकर (bakers) थे, तो पुराने नक्शे उन्हें एक ही पड़ोस में रख देते थे, यह मानते हुए कि वे एक ही समूह का हिस्सा हैं। जीव विज्ञान (biology) मुख्य रूप से इसी तरह काम करता रहा है: वैज्ञानिक कोशिकाओं (cells) को देखते हैं, उनके "आईडी कार्ड" (उनके कौन से जीन सक्रिय हैं) की जांच करते हैं, और उन्हें उनके स्वरूप के आधार पर टीमों में वर्गीकृत करते हैं।
लेकिन एक शहर केवल लोगों का ढेर नहीं है; यह बातचीत का एक नेटवर्क है। एक बेकर एक ही समय में एक पुलिस अधिकारी, एक शिक्षक और एक निर्माण कार्यकर्ता से बात कर सकता है। यदि आप केवल बेकर की शर्ट को देखते हैं, तो आप इस तथ्य को चूक जाते हैं कि वे एक विशिष्ट "बातचीत चक्र" (conversation circle) का हिस्सा हैं जिसमें पुलिस और निर्माण दल शामिल हैं। जीव विज्ञान में, कोशिकाएं रासायनिक संकेतों का उपयोग करके एक-दूसरे से बात करती हैं, जैसे टेक्स्ट संदेश भेजना। अब वैज्ञानिक जो बड़ा सवाल पूछ रहे हैं वह यह है: क्या कोशिकाओं का अपने पड़ोसियों के साथ बात करने का तरीका एक छिपी हुई संगठनात्मक परत बनाता है जिसे हम केवल यह देखकर नहीं देख सकते कि कोशिकाएं क्या हैं? यदि हम शहर का नक्शा इस आधार पर बनाते हैं कि कौन किससे बात कर रहा है, न कि इस आधार पर कि कौन क्या पहन रहा है, तो क्या हम इस शहर के निर्माण का एक पूरी तरह से नया नक्शा खोज पाएंगे?
यह बिल्कुल वही है जो हुई-शेंग ली (Hui-Sheng Li) और उनकी टीम द्वारा विभिन्न चीनी विश्वविद्यालयों में किए गए एक नए अध्ययन में खोजा गया है। उन्होंने एक नया डिजिटल टूल बनाया है जिसे CommuSpace (कम्युनस्पेस - कम्युनिकेशन स्पेस का संक्षिप्त रूप) कहा जाता है। कोशिकाओं को उनके आनुवंशिक "आईडी" द्वारा छांटने के बजाय, CommuSpace उन्हें उनके निकटतम पड़ोसियों के साथ चल रही "बातचीत" के आधार पर छांटता है। इसे एक सोशल नेटवर्क मैप की तरह समझें जो आपके नौकरी के शीर्षक को अनदेखा करता है और इसके बजाय आपको उन लोगों के साथ जोड़ता है जिनसे आप सबसे अधिक चैट करते हैं।
शोधकर्ताओं ने इस विचार का परीक्षण तीन बहुत ही अलग जैविक "शहरों" पर किया: चूहे का मस्तिष्क (विशेष रूप से मोटर कॉर्टेक्स), मानव स्तन कैंसर ट्यूमर, और एक घायल चूहे की किडनी जो ठीक हो रही थी। मस्तिष्क में, उन्होंने पाया कि पूरी तरह से अलग आनुवंशिक परिवारों की कोशिकाएं वास्तव में एक ही "बातचीत क्लब" का हिस्सा थीं। उदाहरण के लिए, सहायता कोशिकाओं (support cells) और न्यूरॉन्स का एक विशिष्ट समूह मस्तिष्क की विभिन्न परतों में लगातार एक-दूसरे से चैट कर रहा था, जिससे एक स्थिर "पारिस्थितिकी तंत्र" (ecosityem) बना, जिसे पारंपरिक नक्शों ने मिस कर दिया क्योंकि कागज़ पर वे कोशिकाएं अलग दिखती थीं।
कैंसर अध्ययन में, इस टूल ने ट्यूमर के किनारों के बारे में कुछ दिलचस्प खुलासा किया। इसने दो विशेष "सीमा क्षेत्र" (boundary zones) पाए जो इस मामले में समान थे कि वहां कौन खड़ा है (कोशिका प्रकार), लेकिन उनकी बातचीत पूरी तरह से अलग थी। एक सीमा प्री-कैंसरस (pre-cancerous) क्षेत्र से बात कर रही थी, जबकि दूसरी आक्रामक कैंसर के साथ चैट कर रही थी। यह पार्टी के दरवाजे पर खड़े लोगों के दो समूहों जैसा है; एक समूह अंदर चल रही पार्टी के बारे में फुसफुसा रहा है, जबकि दूसरा बाहर चल रहे तूफान के बारे में चिल्ला रहा है। भले ही वे एक जैसे दिखते हों, लेकिन उनके "सामाजिक दायरे" पूरी तरह से अलग हैं। टूल ने यह भी दिखाया कि प्रतिरक्षा कोशिकाएं (immune cells) इस बात के आधार पर अपना व्यवहार बदल लेती हैं कि वे किस "बातचीत क्लब" में हैं, वे स्थानीय चैट के आधार पर आक्रामक लड़ाकों से शांत पर्यवेक्षकों में बदल जाती हैं।
अंत में, ठीक हो रही किडनी में, CommuSpace ने इन बातचीत के लिए एक टाइम-लैप्स कैमरे की तरह काम किया। इसने दिखाया कि जैसे-जैसे किडनी खुद को ठीक करने की कोशिश कर रही थी, "बातचीत पारिस्थितिकी तंत्र" एक विशिष्ट क्रम में बदलते गए। कुछ समूह चोट को संभालने के लिए जल्दी बन गए, जबकि अन्य बाद में बने और दुर्भाग्य से, वे खराब संचार के एक लूप में फंस गए जिसने किडनी को पूरी तरह से ठीक होने से रोक दिया।
मुख्य निष्कर्ष यह है कि बहुकोशिकीय ऊतक संगठन (multicellular tissue organization) केवल अलग-अलग कोशिका प्रकारों का एक साथ रखा गया ढेर नहीं है। इसके बजाय, यह अंतःक्रियाओं का एक गतिशील जाल है। लेखकों का सुझाव है कि ये "संचार पारिस्थितिकी तंत्र" संगठन का एक उच्च स्तर हैं—ऊतक की वास्तुकला की एक छिपी हुई परत—जिसे आप केवल कोशिकाओं की आनुवंशिक पहचान को देखकर नहीं देख सकते। हालांकि यह शोध पत्र यह दावा नहीं करता है कि इसने सभी चिकित्सा रहस्यों को सुलझा लिया है, लेकिन यह दृढ़ता से सुझाव देता है कि कोशिकाओं के बात करने के तरीके को सुनकर, हम स्वास्थ्य और रोग में ऊतकों की वास्तविक संरचना को देख सकते हैं, जिससे वे पैटर्न सामने आते हैं जो पहले अदृश्य थे। यह यह पूछने से कि "आप क्या हैं?" से बदलकर यह पूछने की ओर एक बदलाव है कि "आप किससे बात कर रहे हैं?" ताकि जीवन कैसे व्यवस्थित है, इसे समझा जा सके।
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