Dichaete/Sox2 reawakens organogenic potential in differentiated epithelia
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि ट्रांसक्रिप्शन फैक्टर डिचेट (Dichaete - जो सोक्स2 (Sox2) का *ड्रोसोफिला* होमोलॉग है) विभेदित उपकलाओं (epithelia) में सुप्त अंगजनन क्षमता को पुन: सक्रिय करने के लिए पर्याप्त है, जो स्थानीय स्थितिजन्य संकेतों और एक विशिष्ट डाउनस्ट्रीम मध्यस्थ नेटवर्क पर निर्भर एक संरक्षित तंत्र के माध्यम से संपूर्ण पंखों और अन्य अंगों के *दे नोवो* (de novo) निर्माण को प्रेरित करता है।
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कल्पना कीजिए कि आपका शरीर अलग-अलग मोहल्लों से बने एक विशाल, हलचल भरे शहर की तरह है। एक बार जब एक मोहल्ला अपनी गगनचुंबी इमारतें (जैसे आपके पंख, आँखें या पैर) बनाना पूरा कर लेता है, तो निर्माण दल आमतौर पर अपना काम समेट लेता है, ब्लूप्रिंट लॉक कर देता है और आगे बढ़ जाता है। अधिकांश जानवरों में, एक बार जब कोई ऊतक (tissue) "बन चुका" होता है, तो वह बना ही रहता है। यदि आपका पैर टूट जाता है, तो आप केवल निशान (scar) के साथ ठीक होते हैं, त्वचा से नया पैर नहीं उगाते।
लेकिन क्या होगा अगर आप एक तैयार मोहल्ले में चुपके से एक अकेला "मास्टर की" (master key) घुसा सकें और पुराने निर्माण दल को फिर से जागने, अपनी टोपी पहनने और शून्य से एक पूरा नया शहर बनाने के लिए मना सकें?
शानक्सी यूनिवर्सिटी के वैज्ञानिकों की एक टीम और उनके सहयोगियों ने फल मक्खी (fruit flies) में बिल्कुल यही खोजा है। उन्होंने पाया कि डिचाएटे (Dichaete) नामक एक अकेला प्रोटीन (जो कि प्रसिद्ध मानव प्रोटीन सोक्स2 (Sox2) का मक्खी वाला संस्करण है) उस मास्टर की की तरह काम करता है।
"जागने" का आह्वान
आमतौर पर, जब एक फल मक्खी का लार्वा बढ़ रहा होता है, तो उसके शरीर के अंग पहले से ही तय होते हैं। मक्खी का पिछला हिस्सा (जिसे नोटम/notum कहा जाता है) भविष्य में पीठ बनने के लिए नियत होता है, न कि पंख। लेकिन वैज्ञानिकों ने इस पीठ पर एक छोटा, विशेष "संवेदनशील स्थान" पाया। जब उन्होंने इस स्थान पर डिचाएटे प्रोटीन को जबरन उपस्थित किया, तो कुछ जादुई हुआ।
केवल एक उभार बढ़ने के बजाय, उस स्थान के कोशिकाएं उनके "तैयार" अवस्था से जाग उठीं। वे केवल क्षति की मरम्मत नहीं कर रही थीं; वे शून्य से एक पूरा नया पंख बनाने लगीं। और सबसे बड़ी बात यह है कि यह नया पंख कोई अजीब उत्परिवर्तित (mutant) कचरा नहीं था। यह एक पूरी तरह से व्यवस्थित, पूर्णतः कार्यात्मक पंख था जिसमें सही नसें और आकार थे, बिल्कुल एक सामान्य पंख की तरह।
इससे भी अधिक आश्चर्यजनक रूप से, जब उन्होंने अन्य भागों में डिचाएटे को चालू किया, तो इसने कभी-कभी अतिरिक्त आँखों, एंटीना या यहाँ तक कि पैर जैसी संरचनाओं के विकास को भी प्रेरित किया। ऐसा लग रहा था जैसे प्रोटीन ने कोशिकाओं से कहा हो, "हे, तुम कुछ भी बन सकती हो!" लेकिन कोशिकाओं ने अपने स्थानीय मोहल्ले के संकेतों को सुना और तय किया, "ठीक है, हम एक पंख बनाएंगे," या "हम एक आँख बनाएंगे," इस आधार पर कि वे कहाँ खड़ी थीं।
पर्दे के पीछे का "जादुई त्रय"
वैज्ञानिकों ने केवल मास्टर की को ही नहीं खोजा; वे यह भी जानना चाहते थे कि यह कैसे काम करता है। उन्होंने कोशिकाओं के भीतर झाँका जब वे जाग रही थीं और पाया कि डिचाएटे सारा भारी काम अकेले नहीं कर रहा था। इसने तीन अन्य प्रोटीनों की एक विशिष्ट टीम को सक्रिय करने के लिए स्विच दबाया: एस्कारगोट (Escargot), मेलस्ट्रोम (Maelstrom), और अनपेयर्ड1 (Unpaired1)।
डिचाएटे को एक ऑर्केस्ट्रा के कंडक्टर के रूप में सोचें। वह हर वाद्य यंत्र नहीं बजाता, बल्कि वह इन तीन विशिष्ट संगीतकारों को बताता है कि उन्हें कब शुरू करना है।
- एस्कारगोट और मेलस्ट्रोम "टीम को लचीला बनाए रखने वाले" दल की तरह हैं, जो कोशिकाओं को याद दिलाते हैं कि वे अभी भी अपना मन बदल सकती हैं।
- अनपेयर्ड1 "गो-गो-गो" (तेजी से आगे बढ़ने का) संकेत है, जो कोशिकाओं को तेजी से विभाजित होने और निर्माण करने के लिए कहता है।
जब वैज्ञानिकों ने इसका परीक्षण किया, तो उन्होंने पाया कि यदि वे इन तीन में से केवल एक या दो को चालू करते, तो कुछ नहीं होता। लेकिन जब उन्होंने तीनों को एक साथ चालू किया, तो वे लगभग उतनी ही सटीकता से नया पंख बना सके जितना कि डिचाएटे ने किया था। वास्तव में, आपको पूरे ऑर्केस्ट्रा की आवश्यकता नहीं है; आपको बस इस विशिष्ट त्रय की आवश्यकता है ताकि शो शुरू हो सके।
खेल के नियम
शोधकर्ताओं ने बहुत सावधानी से यह स्पष्ट किया कि यह क्या नहीं है।
- यह कोई गलती नहीं है: कभी-कभी, यदि आप कोशिकाओं के साथ छेड़छाड़ करते हैं, तो वे गलत चीज़ में बदल जाती हैं (जैसे कि जहाँ आँख होनी चाहिए वहाँ पंख उग आना)। यहाँ ऐसा नहीं हुआ। नए अंग हमेशा जानते थे कि उन्हें वास्तव में क्या होना चाहिए।
- यह केवल क्षति की मरम्मत नहीं है: आमतौर पर, जानवर केवल तभी नए अंग उगाते हैं जब वे घायल होते हैं। वैज्ञानिकों ने साबित किया कि डिचाएटे स्वस्थ मक्खी में भी इस विकास को प्रेरित कर सकता है।
- यह कहीं से भी आया हुआ जादू नहीं है: नए पंख हवा से नहीं आए। वे विशेष रूप से मक्खी की पीठ पर उस विशिष्ट "संवेदनशील स्थान" की कोशिकाओं से आए थे। कोशिकाएं शरीर के अन्य हिस्सों से नहीं आईं; उन्होंने बस वहीं अपना विचार बदल लिया जहाँ वे खड़ी थीं।
हम कितने आश्वस्त हैं?
वैज्ञानिक मुख्य घटना के बारे में बहुत आश्वस्त हैं: उन्होंने दिखाया कि डिचाएटे जीवित मक्खियों में पूरे नए पंख और अन्य संरचनाओं को प्रेरित कर सकता है। उन्होंने विकास को मापा, कोशिकाओं को गिना, और दिन-प्रतिदिन पैटर्न बनते हुए देखा। उन्होंने यह भी सिद्ध किया कि चूहे का प्रोटीन संस्करण (Sox2) भी ऐसा ही कर सकता है, जिससे पता चलता है कि यह ट्रिक विभिन्न प्रजातियों में काम करती है।
हालाँकि, वे अभी भी विशिष्ट स्थानों के पीछे के "क्यों" को समझने की कोशिश कर रहे हैं। वे सुझाव देते हैं कि उन संवेदनशील स्थानों में कुछ छिपे हुए सहायक हो सकते हैं जो डिचाएटे के साथ मिलकर काम करते हैं, लेकिन उन्होंने अभी तक उनकी पहचान नहीं की है। वे यह भी प्रस्ताव करते हैं कि यह प्रक्रिया कोशिकाओं को पहले एक सामान्य "स्टेम सेल" अवस्था में बदलने के चरण को छोड़ सकती है, जो एक बड़ी बात है, लेकिन वे स्वीकार करते हैं कि सटीक तंत्र के बारे में 100% निश्चित होने के लिए उन्हें और अधिक शोध की आवश्यकता है।
बड़ी तस्वीर
यह अध्ययन एक रिमोट कंट्रोल खोजने जैसा है जो एक तैयार इमारत को फिर से निर्माण स्थल में रीबूट कर सकता है। हालाँकि हम लैब में नए मानव हाथ नहीं उगा रहे हैं, लेकिन यह शोध एक द्वार खोलता है। यह सुझाव देता है कि सही कारकों के संयोजन के साथ, हम भविष्य में क्षतिग्रस्त अंगों को बदलने के लिए अपने स्वयं के ऊतकों की सुप्त क्षमता को जगा सकेंगे, वह भी बिना किसी चोट के। फिलहाल के लिए, फल मक्खी ने हमें ब्लूप्रिंट दिखा दिया है; बाकी सब भविष्य के खोजकर्ताओं पर निर्भर है।
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