No Large Absolute Shift in the Mitochondrial Chaperonin–Import Axis in Autism Dorsolateral Prefrontal Cortex
यह अध्ययन ऑटिज्म स्पेक्ट्रम डिसऑर्डर वाले व्यक्तियों के डोरसोलैटरल प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में माइटोकॉन्ड्रियल चैपेरोनिन-इम्पोर्ट एक्सिस (जिसमें HSPD1, HSPE1 और TOMM20 शामिल हैं) में किसी मध्यम-से-बड़े पूर्ण बदलाव को नहीं पाता है, जो इसे व्यापक ऑक्सीडेटिव-फॉस्फोरिलेशन जीन मॉड्यूल के पहले से रिपोर्ट किए गए मामूली डाउन-रेगुलेशन से अलग करता है।
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मानव मस्तिष्क एक जटिल मशीन है जो माइटोकॉन्ड्रिया नामक सूक्ष्म पावर प्लांटों के एक विशाल नेटवर्क पर चलती है। ये ऑर्गेनेल्स केवल ऊर्जा उत्पन्न करने का ही काम नहीं करते; वे नए प्रोटीनों को उनके सही आकार में मोड़ने और उन्हें कोशिका के आंतरिक भाग में आयात करने के लिए भी जिम्मेदार हैं। जब ये प्रक्रियाएं गलत होती हैं, तो कोशिका तनावग्रस्त हो सकती है, और हाल के वर्षों में, वैज्ञानिकों ने संकेत पाए हैं कि ऑटिज्म स्पेक्ट्रम डिसऑर्डर वाले लोगों के मस्तिष्क में यह मशीनरी कम कुशल रूप से चल रही हो सकती है। विशेष रूप से, अध्ययनों ने दिखाया है कि माइटोकॉन्ड्रिया के ऊर्जा-उत्पादक भागों के लिए जिम्मेदार जीन अक्सर सामान्य से थोड़े शांत (कम सक्रिय) होते हैं। हालांकि, एक महत्वपूर्ण प्रश्न अनुत्तरित रह गया था: क्या यह शांति प्रोटीन को मोड़ने और आयात करने वाली गुणवत्ता-नियंत्रण टीम तक भी फैली हुई है, या प्रणाली का वह हिस्सा ठीक से काम कर रहा है?
अवीर सक्सेना नामक एक शोधकर्ता ने डोर्सोलैटरल प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स (dorsolateral prefrontal cortex) की जांच करके इस विशिष्ट प्रश्न का उत्तर देने का प्रयास किया, जो जटिल सोच और निर्णय लेने में शामिल मस्तिष्क का एक क्षेत्र है। पूरे जीनोम को नए सुरागों के लिए स्कैन करने के बजाय, अध्ययन ने एक केंद्रित दृष्टिकोण अपनाया, जिसमें उन विशिष्ट जीनों के एक सेट की जांच की गई जो माइटोकॉन्ड्रिया की प्रोटीन-फोल्डिंग और आयात मशीनरी के रूप में कार्य करते हैं। टीम ने ऑटिज्म वाले 13 व्यक्तियों और बिना इस स्थिति वाले 39 व्यक्तियों के मस्तिष्क ऊतकों के नमूनों के एक बड़े, सार्वजनिक रूप से उपलब्ध संग्रह का उपयोग किया। उन्होंने इन ऊतकों में मौजूद आनुवंशिक निर्देशों, या ट्रांसक्रिप्ट्स का विश्लेषण किया ताकि यह देखा जा सके कि क्या इन विशिष्ट जीनों के स्तर दोनों समूहों के बीच भिन्न हैं।
जांच की शुरुआत एक प्राथमिक लक्ष्य के साथ हुई, जो HSPD1 नामक जीन है, जो HSP60 नामक एक महत्वपूर्ण प्रोटीन-फोल्डिंग सहायक के लिए कोड प्रदान करता है। शोधकर्ताओं ने दो संबंधित जीनों को भी देखा, जिनमें से एक मुख्य सहायक के साथी के रूप में कार्य करता है और दूसरा प्रोटीन को माइटोकॉन्ड्रिया में लाने के लिए एक द्वारपाल (gatekeeper) के रूप में कार्य करता है। डोनर की आयु, ऊतक की गुणवत्ता और अन्य जैविक चरों जैसे कारकों को सावधानीपूर्वक समायोजित करने के बाद, विश्लेषण ने एक स्पष्ट तस्वीर पेश की। मुख्य प्रोटीन-फोल्डिंग जीन का स्तर ऑटिज्म समूह में थोड़ा कम था, लेकिन अंतर इतना छोटा था कि यह आसानी से यादृच्छिक संयोग (random chance) के कारण हो सकता था। सांख्यिकीय शब्दों में, डेटा ने इस जीन की प्रचुरता में कोई महत्वपूर्ण बदलाव नहीं दिखाया। शोधकर्ताओं ने यह परीक्षण करने के लिए कि क्या अंतर इतना छोटा था कि उसे प्रभावी रूप से शून्य माना जा सके, एक कठोर पद्धति का उपयोग किया। उन्होंने पाया कि कोई भी परिवर्तन संभवतः 19 प्रतिशत की कमी या 23 प्रतिशत की वृद्धि से कम था, जो कि इस संदर्भ में जैविक रूप से सार्थक होने के लिए बहुत छोटा एक दायरा है।
यह सुनिश्चित करने के लिए कि यह निष्कर्ष डेटा को संसाधित करने के तरीके का केवल एक आर्टिफैक्ट (artifact) नहीं है, शोधकर्ताओं ने एक अलग, अधिक विस्तृत पद्धति का उपयोग करके विश्लेषण को दोहराया, जिसने आनुवंशिक डेटा को पूर्व-गणना किए गए औसत के बजाय कच्चे काउंट (raw counts) के रूप में माना। उन्होंने प्रोटीन-फोल्डिंग और आयात करने वाले जीनों को एक एकल मॉड्यूल में समूहित किया और उनकी तुलना उन ऊर्जा-उत्पादक जीनों के विरुद्ध की जो पहले से ही डाउन-रेगुलेटेड (down-regulated) रिपोर्ट किए गए थे। परिणाम सुसंगत थे। प्रोटीन-फोल्डिंग और आयात करने वाले मॉड्यूल ने गतिविधि में कोई महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं दिखाया, और एक स्थिर सीमा के भीतर बना रहा। इसके विपरीत, ऊर्जा-उत्पादने वाले मॉड्यूल ने अभी भी कमी का एक व्यापक, कम निश्चित पैटर्न दिखाया, जिससे पता चलता है कि माइटोकॉन्ड्रिया के दो भाग एक साथ तालमेल में नहीं चल रहे हैं। प्रोटीन-फोल्डिंग वाला हिस्सा स्थिर बना हुआ प्रतीत होता है जबकि ऊर्जा वाला हिस्सा उतार-चढ़ाव के संकेत देता है।
यह अध्ययन यह दावा नहीं करता है कि इसने ऑटिज्म में माइटोकॉन्ड्रियल कार्य के रहस्य को सुलझा लिया है, न ही यह सुझाव देता है कि प्रोटीन फोल्डिंग हर मामले में पूर्ण है। शोधकर्ता स्वीकार करते हैं कि उनके नमूने का आकार सीमित था और बल्क टिश्यू विश्लेषण विशिष्ट प्रकार की कोशिकाओं में होने वाले सूक्ष्म परिवर्तनों को छिपा सकता है। वे यह भी नोट करते हैं कि आनुवंशिक निर्देशों को मापना वास्तविक प्रोटीन या उनके गतिविधि स्तरों को मापने के समान नहीं है। हालांकि, यह कार्य एक विशिष्ट प्रश्न के लिए एक सटीक और सीमित उत्तर प्रदान करता है: अध्ययन किए गए व्यक्तियों के प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में, माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटीन फोल्डिंग और आयात के लिए जिम्मेदार जीनों में मध्यम या बड़े बदलाव का कोई प्रमाण नहीं है। यह निष्कर्ष ऑटिज्म की वैज्ञानिक समझ को परिष्कृत करने में मदद करता है, यह दिखाते हुए कि जबकि मस्तिष्क का ऊर्जा उत्पादन थोड़ा धीमा हो सकता है, प्रोटीन के लिए आंतरिक गुणवत्ता-नियंत्रण प्रणाली काफी हद तक अपरिवर्तित रहती है।
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