The crosstalk between oocyte-derived GDF9 and granulosa cell-derived PRC1 coordinates early follicle development
यह अध्ययन प्रकट करता है कि ग्रैनुलोसा कोशिका-व्युत्पन्न PRC1, Acvrl1 (ALK1) को एपिजेनेटिक रूप से दबाकर SMAD3 सक्रियण को बनाए रखने के लिए आवश्यक है, जिससे प्रारंभिक फॉलिकल विकास संभव होता है, और इस प्रकार ग्रैनुलोसा कोशिकाओं को ओओसाइट-व्युत्पन्न GDF9 सिग्नलिंग के प्रति उचित रूप से प्रतिक्रिया करने और प्राथमिक-से-द्वितीयक फॉलिकल संक्रमण को संचालित करने में सक्षम बनाता है।
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प्रत्येक महिला जन्म से ही नन्ही, सुप्त अंडकोशिकाओं (egg cells) के आजीवन भंडार के साथ पैदा होती है, लेकिन ये कोशिकाएं अपने आप विकसित नहीं हो सकतीं। उन्हें पोषण प्रदान करने और यह बताने के लिए कि उन्हें कब जागना और विकसित होना है, आसपास की कोशिकाओं के एक सहायक पड़ोस की आवश्यकता होती है, जिन्हें ग्रैनुलोसा कोशिकाएं (granulosa cells) कहा जाता है। जीवन का यह प्रारंभिक चरण, जहाँ सहायता करने वाली कोशिकाओं की एक एकल परत बढ़ती है और अंडे के चारों ओर लिपट जाती है, एक महत्वपूर्ण चेकपॉइंट है। यदि यह संक्रमण विफल हो जाता है, तो अंडा अपने प्रारंभिक रूप में ही अटका रह जाता है, और प्रजनन क्षमता समाप्त हो जाती है। दशकों से, वैज्ञानिक जानते हैं कि अंडा रासायनिक संदेश भेजता है ताकि आसपास की कोशिकाओं को विभाजित होने के लिए कहा जा सके, लेकिन यह सटीक तंत्र कि प्राप्त करने वाली कोशिकाएं इन संदेशों को कैसे सुनती हैं और उन पर कैसे कार्य करती हैं, एक रहस्य बना हुआ था। इस बातचीत को समझना आवश्यक है क्योंकि यह प्रजनन चक्र की शुरुआत को नियंत्रित करता है, जो यह निर्धारित करता है कि क्या एक महिला अंततः गर्भधारण कर सकती है।
चीन कृषि विश्वविद्यालय और अन्य संस्थानों के शोधकर्ताओं ने अब इस पहेली के एक महत्वपूर्ण हिस्से को उजागर किया है, जिससे पता चला है कि अंडे का संकेत अपने आप में पर्याप्त नहीं है; प्राप्त करने वाली कोशिकाओं के पास इसे सुनने के लिए एक विशिष्ट आंतरिक स्विच होना चाहिए। अध्ययन ने GDF9 नामक एक अणु पर ध्यान केंद्रित किया, जिसे अंडा आसपास की कोशिकाओं को विभाजित होने और दूसरी परत बनाने का संकेत देने के लिए उत्पन्न करता है। टीम ने चूहों के दो अलग-अलग समूहों की तुलना की: एक समूह जो GDF9 का उत्पादन नहीं कर सकता था, और दूसरा समूह जहाँ प्राप्त करने वाली कोशिकाओं में एक विशिष्ट प्रोटीन कॉम्प्लेक्स की कमी थी जिसे PRC1 कहा जाता है। दोनों ही मामलों में चूहे बांझ थे, और दोनों ही स्थितियों में, अंडे की कोशिकाएं बड़ी हो गईं जबकि आसपास की कोशिकाएं विभाजित होने में विफल रहीं, जिससे अंडा एक एकल परत में ही फंस गया। इस समानता ने सुझाव दिया कि अंडे का संकेत और कोशिका की आंतरिक मशीनरी गहराई से एक-दूसरे से जुड़े हुए हैं।
हालाँकि, शोधकर्ताओं ने पाया कि यह संबंध केवल एकतरफा रास्ता नहीं है जहाँ अंडा कोशिका को आदेश देता है। जब उन्होंने बाहरी रूप से अतिरिक्त GDFG जोड़कर आंतरिक प्रोटीन की कमी वाले चूहों की समस्या को ठीक करने की कोशिश की, तो कोशिकाएं फिर भी विभाजित होने से इनकार कर गईं। इस निष्कर्ष ने सिद्ध किया कि आंतरिक प्रोटीन, PRC1, केवल एक निष्क्रिय प्राप्तकर्ता नहीं है बल्कि एक आवश्यक द्वारपाल (gatekeeper) है। PRC1 के बिना, कोशिकाएं अंडे की पुकार सुनने में बहरी होती हैं, चाहे संकेत कितना भी तेज क्यों न हो। अध्ययन ने दिखाया कि PRC1 एक विशिष्ट जीन को शांत (silence) करके कार्य करता है जो कोशिका विभाजन पर ब्रेक के रूप में कार्य करता है। स्वस्थ कोशिकाओं में, PRC1 इस ब्रेक को मुक्त रखता है, जिससे कोशिका अंडे के संकेत पर प्रतिक्रिया करने और विभाजित होने में सक्षम होती है। जब PRC1 गायब होता है, तो ब्रेक लगा रहता है, जिससे कोशिका विकसित होने से रुक जाती है, भले ही अंडा उसके लिए चिल्ला रहा हो।
जांच और गहराई तक गई ताकि यह समझा जा सके कि ऐसा क्यों होता है। टीम ने पाया कि PRC1 की अनुपस्थिति में, ALK1 नामक एक जीन अत्यधिक सक्रिय हो जाता है। यह जीन एक रिसेप्टर का उत्पादन करता है जो अंडे के संकेत को संसाधित करने की कोशिका की क्षमता में हस्तक्षेप करता है। सामान्यतः, PRC1 ALK1 के स्तर को कम रखता है, जिससे संकेत पथ स्पष्ट रहता है। PRC1 के बिना, ALK1 का उच्च स्तर संकेत को बाधित करता है, जिससे कोशिका चक्र रुक जाता है। शोधकर्ताओं ने डीएनए पर रासायनिक टैगों को देखकर इसकी पुष्टि की, जिससे पता चला कि PRC1 सीधे ALK1 जीन को बंद करने के लिए एक निशान लगाता है। यह तंत्र बताता है कि क्यों PRC1 रहित चूहे विकास के अगले चरण में नहीं बढ़ पाते, बावजूद इसके कि उनके पास अंडे का पर्याप्त संकेत उपलब्ध है।
दिलचस्प बात यह है कि अध्ययन ने दो प्रकार के चूहों के बीच एक सूक्ष्म अंतर भी प्रकट किया। हालांकि दोनों बांझ थे, लेकिन आंतरिक प्रोटीन की कमी वाले चूहों में अंडे, अंडे के संकेत की कमी वाले चूहों की तुलना में छोटे और कम विकसित थे। यह सुझाव देता है कि जबकि अंडे का संकेत आसपास की कोशिकाओं के लिए महत्वपूर्ण है, उन कोशिकाओं की आंतरिक मशीनरी भी अंडे के अपने विकास में भूमिका निभाती है। ये निष्कर्ष एक सटीक समन्वय को उजागर करते जहाँ अंडा निर्देश प्रदान करता है, लेकिन आसपास की कोशिका के पास उसे निष्पादित करने के लिए सही आंतरिक उपकरण होना चाहिए। यह कार्य स्पष्ट करता है कि कैसे एक विशिष्ट एपिजेनेटिक नियामक (epigenetic regulator), जो डीएनए को बदले बिना यह नियंत्रित करता है कि जीन को कैसे पढ़ा जाए, यह सुनिश्चित करता है कि अंडे और उसकी सहायता टीम के बीच की प्रारंभिक बातचीत सुचारू रूप से आगे बढ़े, जो प्रारंभिक प्रजनन विफलता के मौलिक कारणों के बारे में नई अंतर्दृष्टि प्रदान करता है।
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