Identification of a novel circular RNA specific to the bovine placenta from the pregnancy-associated glycoprotein gene

अदृश्य पुस्तकालय और नन्हे स्पंज

कल्पना कीजिए कि आपका शरीर एक हलचल भरा शहर है, और हर कोशिका के भीतर, एक विशाल पुस्तकालय है जिसे 'न्यूक्लियस' (केंद्रक) कहा जाता है। यह पुस्तकालय आपके अस्तित्व की हर चीज़ के निर्माण के ब्लूप्रिंट (खाके) को संभाल कर रखता है, जो 'DNA' नामक भाषा में लिखे गए हैं। आमतौर पर, जब शहर को कुछ बनाने की ज़रूरत होती है, तो वह ब्लूप्रिंट की एक फोटोकॉपी बनाता है जिसे 'mRNA' कहा जाता है। यह प्रतिलिपि टेक्स्ट की एक सीधी रेखा होती है जिसे प्रोटीन बनाने के लिए निर्माण स्थल पर भेजा जाता है। लेकिन वैज्ञानिकों ने इस कहानी में एक अजीब मोड़ खोजा है: कभी-कभी, कोशिका इन सीधी रेखा वाली प्रतियों के सिरों को आपस में जोड़कर एक आदर्श घेरा बना लेती है। इन्हें सर्कुलर आरएनए (circular RNAs या circRNAs) कहा जाता है। क्योंकि ये बिना किसी खुले सिरे वाले बंद लूप (घेरे) हैं, इसलिए ये बहुत सख्त होते हैं और सीधी रेखा वाली प्रतियों की तरह आसानी से नष्ट नहीं होते।

कोई इन नन्हे लूप्स के बारे में क्यों परवाह करता है? दरअसल, कोशिका के भीतर, "इरेज़र" (मिटाने वाले) भी होते हैं जिन्हें माइक्रोआरएनए (microRNAs या miRNAs) कहा जाता है। ये इरेज़र आमतौर पर विशिष्ट निर्देशों को ढूँढते हैं और उन्हें मिटा देते हैं, जिससे कुछ प्रोटीनों का बनना रुक जाता है। लेकिन सर्कुलर आरएनए स्पंज की तरह काम कर सकते हैं। यदि किसी सर्कुलर आरएनए का आकार सही हो, तो वह इन इरेज़र्स को सोख सकता है, जिससे उन्हें महत्वपूर्ण निर्देशों को मिटने से रोका जा सके। इसका मतलब है कि कोशिका इन स्पंजी लूप्स की संख्या बढ़ाकर या घटाकर यह नियंत्रित कर सकती है कि कितना प्रोटीन बनाया जाए। जीवन कैसे काम करता है, इसे समझने के लिए यह एक बड़ी बात है, विशेष रूप से प्लेसेंटा (अपरा) जैसी जगहों पर, जो वह अस्थायी अंग है जो माँ के गर्भ में बढ़ते बच्चे को पोषण देता है। वैज्ञानिक जानना चाहते हैं कि क्या ये सर्कुलर स्पंज प्लेसेंटा को उसका काम करने में मदद करते हैं, लेकिन अब तक, हमारे पास गाय के प्लेसेंटा में क्या तैर रहा है, इसका कोई अच्छा नक्शा नहीं था।

गाय के प्लेसेंटा का गुप्त लूप

इस अध्ययन में, इवाटे विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने गर्भावस्था के शुरुआती चरणों के दौरान बोवाइन (गाय) के प्लेसेंटा का गहन अध्ययन करने का निर्णय लिया। वे यह देखना चाहते थे कि वहां किस प्रकार के सर्कुलर आरएनए मौजूद हैं और क्या उनमें से कोई प्लेसेंटा के लिए विशेष है। इसे ऐसे समझें जैसे लाइब्रेरी को स्कैन करना कि अलमारियों पर कौन सी किताबें रखी हैं। उन्होंने गर्भावस्था के लगभग 65 दिनों बाद गायों के ऊतकों (टिश्यू) के नमूने लिए और हर एक सर्कुलर आरएनए को खोजने के लिए हाई-टेक सीक्वेंसिंग का उपयोग किया।

परिणाम किसी खजाने के पिटारे को खोजने जैसे थे जिसमें 13,958 अलग-अलग सर्कुलर आरएनए थे! इनमें से अधिकांश लूप्स उन जीन्स के हिस्सों से बने थे जो आमतौर पर प्रोटीन के लिए कोड करते हैं, और वे ज्यादातर 300 से 600 अक्षरों के बीच लंबे थे। टीम ने यह जांचने के लिए सबसे लोकप्रिय लूप्स को चुना कि क्या वे वास्तव में गोलाकार लूप हैं या सिर्फ कोई गलती। उन्होंने RNase R नामक एक विशेष एंजाइम का उपयोग किया, जो सीधी रेखाओं के लिए एक 'श्रेडर' (कागज फाड़ने वाली मशीन) की तरह काम करता है लेकिन गोलों को नहीं काट सकता। जैसा कि अपेक्षित था, सीधी रेखा वाले जीन नष्ट हो गए, लेकिन गोलाकार वाले जीवित रहे, जिससे साबित हुआ कि वे वास्तव में सख्त लूप थे।

हालाँकि, जब उन्होंने देखा कि ये लोकप्रिय लूप कहाँ रहते थे, तो उन्हें कुछ बहुत ही साधारण पता चला: ये लूप हर जगह थे। वे लीवर, हृदय, फेफड़े और मांसपेशियों में भी थे, ठीक अपने मूल जीन्स की तरह। वे प्लेसेंटा के लिए अद्वितीय नहीं थे, इसलिए वे शायद वे "विशेष एजेंट" नहीं थे जिनकी वैज्ञानिक उम्मीद कर रहे थे।

एक विशेष लूप

फिर, टीम को घास के ढेर में सुई मिल गई। वे उन सर्कुलर आरएनए की तलाश कर रहे थे जो प्लेसेंटा की "ट्रोफोब्लास्ट" कोशिकाओं (वे कार्यकर्ता जो प्लेसेंटा बनाते हैं) के लिए विशिष्ट माने जाने वाले जीन्स से आते हैं। उन्हें तीन उम्मीदवार मिले, लेकिन उनमें से दो परीक्षण में सफल नहीं हो पाए। हालाँकि, bta_circ_2423 वास्तव में असली था।

यह विशिष्ट सर्कुलर आरएनए PAG4 (Pregnancy-Associated Glycoprotein 4) नामक जीन से आया था। शोधकर्ताओं ने साबित किया कि यह एक वास्तविक गोलाकार संरचना है और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि यह केवल प्लेसेंटा में पाया गया। यह गाय के लीवर या त्वचा में नहीं मिलेगा; यह प्लेसेंटा का एक विशेष निवासी था। उन्होंने समय के साथ इसकी लोकप्रियता को भी ट्रैक किया। यह शुरुआती गर्भावस्था में शांत था, मध्य गर्भावस्था में बहुत अधिक मात्रा में सक्रिय हो गया, और फिर बाद में थोड़ा शांत हो गया। यह समय संकेत देता है कि जब बच्चा तेजी से बढ़ रहा होता है, तब यह कुछ महत्वपूर्ण कार्य कर रहा होगा।

स्पंज प्रभाव

तो, यह विशेष लूप क्या कर रहा है? शोधकर्ताओं ने कंप्यूटर प्रोग्राम का उपयोग करके bta_circ_2423 के आकार को देखा और पाया कि यह तीन विशिष्ट माइक्रोआरएनए के लिए एक आदर्श स्पंज की तरह है: bta-miR-183, bta-miR-197, और bta-miR-3596।

यदि ये माइक्रोआरएनए वे "इरेज़र" हैं जो जीन्स को काम करने से रोकते हैं, तो bta_circ_2423 वह स्पंज है जो उन्हें पकड़ लेता है। उन्हें सोखकर, यह लूप अन्य महत्वपूर्ण जीन्स को सक्रिय रहने में मदद कर सकता है। कंप्यूटर विश्लेषण ने सुझाव दिया कि जिन जीन्स को ये माइक्रोआरएनए आमतौर पर नियंत्रित करते हैं, वे सेल मेम्ब्रेन (कोशिका झिल्ली) के पार चीजों को ले जाने, मेटाबॉलिज्म (शरीर ऊर्जा का उपयोग कैसे करता है), और यहाँ तक कि इम्यून सिस्टम (रोग प्रतिरोधक क्षमता) जैसे बड़े कार्यों में शामिल हैं। चूंकि प्लेसेंटा को बच्चे को खिलाने और उसे संक्रमणों से बचाने के बीच संतुलन बनाना होता है, इसलिए यह "स्पंज" गतिविधि एक स्वस्थ गर्भावस्था बनाए रखने में एक महत्वपूर्ण हिस्सा हो सकती है।

इसका क्या अर्थ है

इस अध्ययन ने यह साबित नहीं किया कि यह लूप ठीक कैसे गाय की मदद करता है, लेकिन इसने निश्चित रूप से मैदान में एक नए खिलाड़ी की पहचान की है। यह पहली बार है जब वैज्ञानिकों ने एक ऐसा सर्कुलर आरएनए पहचाना है जो गाय के प्लेसेंटा के लिए विशिष्ट है और एक ऐसे जीन से जुड़ा है जो केवल वहीं काम करता है। शोधकर्ताओं का सुझाव है कि यह लूप माइक्रोआरएनए के लिए स्पंज के रूप में कार्य करके प्लेसेंटा के कार्य में मदद कर सकता है, लेकिन वे स्वीकार करते हैं कि वास्तविक जीवन में यह कैसे काम करता है, यह देखने के लिए और अधिक प्रयोगों की आवश्यकता है। फिलहाल, हम जानते हैं कि बोवाइन प्लेसेंटा में एक अनूठा, सख्त छोटा लूप है जो केवल वहीं रहता है, जो कोशिकीय संदेशों को सोखने और शायद बच्चे को बढ़ने में मदद करने के लिए तैयार है।