Hirudins, ornatins and piscicolins in representatives of freshwater and marine piscicolid leeches
यह अध्ययन प्रकट करता है कि मीठे पानी और समुद्री पिसीकोलिड लीच (जोंक) के पास हिरुडिन जैसे एंटीकोअगुलेंट्स (रक्त का थक्का न जमने वाले कारकों) का विशिष्ट संग्रह है, जिसमें प्रजाति-विशिष्ट ऑर्नाटिन्स और हिरुडिन जैसे कारक तथा एक नव-पहचाना गया, विकासवादी रूप से संरक्षित "पिसीकोलिन्स" का समूह शामिल है, जो यह सुझाव देता है कि पूर्वज हिरुडिन सुपरफैमिली जीन वास्तविक लीच के उद्भव के समय ही मौजूद था।
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नदियों, झीलों और महासागरों के जलमग्न संसारों की गहराइयों में, परजीवियों का एक विशिष्ट समूह अपने अगले भोजन की प्रतीक्षा कर रहा है। ये मछली लीच (fish leeches) हैं, रक्त चूसने वाले जीव जो भोजन करने के लिए मछलियों और अन्य जलीय जीवों से चिपक जाते हैं। हालांकि उन्हें अक्सर उन कीटों के रूप में देखा जाता है जो मछली की आबादी को नुकसान पहुँचा सकते हैं और जलीय कृषि (aquaculture) कार्यों को क्षति पहुँचा सकते हैं, वे जैविक कारखाने भी हैं। सदियों से, वैज्ञानिक जानते हैं कि लीच अपने मेजबानों के रक्त को जमने से रोकने के लिए अपनी लार में शक्तिशाली रसायनों का उत्पादन करते हैं। यह लीच को बिना किसी बाधा के रक्त पीने की अनुमति देता है ताकि घाव बंद न हो जाए। इन रसायनों में सबसे प्रसिद्ध, जिसे हिरुडिन (hirudin) के रूप में जाना जाता है, औषधीय लीच में खोजा गया था और रक्त के थक्के जमने के इलाज के लिए आधुनिक चिकित्सा में एक महत्वपूर्ण उपकरण बन गया है। रसायनों का एक अन्य महत्वपूर्ण समूह, जिसे ऑर्नाटिन (ornatins) कहा जाता है, प्लेटलेट्स नामक रक्त कोशिकाओं को आपस में चिपकने से रोकता है, जो थक्का बनने का पहला चरण है। लंबे समय तक, शोधकर्ता यह जानना चाहते थे कि क्या ये समान शक्तिशाली उपकरण मछली खाने वाले लीच में भी मौजूद हैं, जो एक अलग परिवार से संबंधित हैं और बहुत अलग वातावरण में रहते हैं।
शोधकर्ताओं की एक टीम ने दो बहुत ही अलग मछली लीच के आनुवंशिक ब्लूप्रिंट को सीधे देखकर इस रहस्य को सुलझाने के लिए काम शुरू किया। उन्होंने यूरोपीय मछली लीच, जो मीठे पानी में रहती है, और प्रशांत महासागर में पाई जाने वाली एक समुद्री मछली लीच के संपूर्ण जीनोम, या निर्देशों के पूर्ण सेट का परीक्षण किया। इन आनुवंशिक कोडों को पढ़कर, वे उन विशिष्ट जीन की तलाश कर रहे थे जो लीच को यह बताएंगे कि हिरुडिन और ऑर्नाटिन कैसे बनाया जाए। परिणाम आश्चर्य और खोज का मिश्रण थे। यूरोपीय मछली लीच में, उन्होंने हिरुडिन जैसे कारकों और ऑर्नाटिन दोनों के जीन पाए, जिससे पुष्टि हुई कि इस प्रजाति के पास अपने मीठे पानी के चचेरे भाइयों की तरह ही रासायनिक टूलकिट है। हालाँकि, समुद्री मछली लीच में, ये विशिष्ट जीन पूरी तरह से गायब थे। यह एक महत्वपूर्ण खोज थी क्योंकि इसने सुझाव दिया कि इन विशिष्ट रक्त-पतला करने वाले एजेंटों को बनाने की क्षमता सभी मछली लीच में सार्वभौमिक नहीं हो सकती है।
लेकिन कहानी केवल 'हाँ' या 'ना' पर समाप्त नहीं हुई। जबकि समुद्री लीच में अपेक्षित जीन की कमी थी, शोधकर्ताओं ने इसके डीएनए में छिपी हुई एक बिल्कुल नई चीज़ की खोज की। उन्होंने एक अलग प्रकार का जीन पाया जिसे उन्होंने "पिसिकोलिन" (piscicolin) नाम दिया। ये जीन ऐसे प्रोटीन का उत्पादन करते हैं जो ज्ञात रक्त-पतला करने वाले एजेंटों के साथ कुछ संरचनात्मक विशेषताओं को साझा करते हैं, लेकिन वे अलग तरह से बने होते हैं। सबसे चौंकाने वाला अंतर इस बात में है कि आनुवंशिक निर्देश कैसे व्यवस्थित हैं। हिरुडिन और ऑर्नाटिन के जीन में, निर्देश दो भागों में विभाजित होते हैं। नए पिसिकोलिन जीन में, निर्देश तीन भागों में विभाजित होते हैं, जो प्रोटीन के भीतर प्रमुख निर्माण खंडों के बीच एक थोड़ा अलग दूरी बनाता है। यह संरचनात्मक अंतर बताता है कि पिसिकोलिन रक्त-पतला करने वाले एजेंटों का एक अलग परिवार है जो अलग से विकसित हुआ है।
शोधकर्ता केवल जीन खोजने तक ही नहीं रुके; वे यह भी जानना चाहते थे कि क्या ये नए रसायन वास्तव में काम करते हैं। उन्होंने एक समुद्री लीच प्रजाति के पिसिकोलिन के आनुवंशिक निर्देशों को लिया और प्रयोगशाला में प्रोटीन बनाने के लिए बैक्टीरिया का उपयोग किया। जब उन्होंने मानव रक्त प्लेटलेट्स पर इस नए प्रोटीन का परीक्षण किया, तो उन्होंने पाया कि यह वास्तव में प्लेटलेट्स को आपस में गुच्छे बनाने से रोकता है, हालांकि इसका प्रभाव सबसे शक्तिशाली ज्ञात एजेंटों की तुलना में कमजोर था। इसने पुष्टि की कि जीन कार्यात्मक था और एक वास्तविक जैविक प्रभाव उत्पन्न करता है। टीम ने कई अन्य समुद्री लीच प्रजातियों के आनुवंशिक डेटा को भी देखा और पाया कि ये नए पिसिकोलिन जीन उनमें व्यापक रूप से फैले हुए हैं, जो मीठे और खारे, दोनों प्रकार के वातावरण में दिखाई देते हैं।
ये निष्कर्ष इन परजीवियों के विकास की एक स्पष्ट तस्वीर पेश करते हैं। शोध से पता चलता है कि सभी वास्तविक लीच के सामान्य पूर्वज के पास हिरुडिन और ऑर्नाटिन बनाने की आनुवंशिक क्षमता पहले से ही मौजूद थी। लाखों वर्षों में, कुछ वंशों ने, जैसे कि समुद्री मछली लीच ने, इन रसायनों के क्लासिक संस्करणों को बनाने की क्षमता खो दी, लेकिन इसके बजाय नए पिसिकोलिन परिवार को विकसित किया। यह खोज लीच के विकास के बारे में हमारी समझ में एक बड़ी कमी को भरती है, जो दिखाती है कि रक्त के थक्के जमने को रोकने के लिए आनुवंशिक टूलकिट पहले की तुलना में अधिक विविध और अनुकूलन योग्य है। इन जीनों का मानचित्रण करके, वैज्ञानिकों ने न केवल चिकित्सा के लिए नए संभावित उपकरणों की पहचान की है, बल्कि उस अद्वितीय विकासवादी पथ का भी पता लगाया है जो इन प्राचीन परजीवियों ने दुनिया के जल में जीवित रहने के लिए अपनाया है।
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