समुद्री कीड़े शरीर के खोए हुए अंगों को कैसे पुनर्जीवित करते हैं?

पुनर्जनन की कुंजी के रूप में कोशिकाओं की स्टेम सेल जैसी स्थिति में वापसी

कई जीवित जीव क्षतिग्रस्त या खोए हुए ऊतकों को पुनर्जीवित करने में सक्षम हैं, लेकिन क्यों कुछ इसमें विशेष रूप से अच्छे हैं और अन्य नहीं, यह पूरी तरह से समझा नहीं गया है। वियना विश्वविद्यालय में मैक्स पेरुट्ज़ लैब्स के आणविक जीवविज्ञानी अलेक्जेंडर स्टॉकिंगर, लियोनी एडेलमैन और फ्लोरियन रायबल ने अब एक नए अध्ययन में इस प्रश्न को स्पष्ट करने में महत्वपूर्ण योगदान दिया है। इसमें, वे समुद्री कीड़ों में पुनर्जनन के आणविक तंत्र की व्याख्या करते हैं और इस प्रकार कोशिकाओं की प्राकृतिक रीप्रोग्रामिंग क्षमता की बेहतर समझ पैदा करते हैं। यह अध्ययन हाल ही में प्रसिद्ध जर्नल नेचर कम्युनिकेशंस में प्रकाशित हुआ है।

पुनर्जीवित करने की क्षमता – व्यक्तिगत कोशिका प्रकारों से लेकर संपूर्ण अंगों या जटिल ऊतकों तक – सभी जीवित प्रजातियों के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। मानव शरीर भी पुनर्जीवित होता है, संक्षेप में, मृत कोशिकाओं को नव निर्मित कोशिकाओं द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। उदाहरण के लिए, मनुष्यों में, आंतों के म्यूकोसा या यकृत में यही स्थिति होती है। हालाँकि, अन्य प्राणियों में पुनर्योजी क्षमताएँ अधिक मजबूत होती हैं। उदाहरण के लिए, प्लैटिनेरिस डुमेरिली जैसे एनेलिड्स चोट के बाद अपने पिछले शरीर के पूरे हिस्सों को पुनर्जीवित कर सकते हैं। इस प्रक्रिया को नियंत्रित करने वाले आणविक तंत्र अब तक शायद ही ज्ञात थे। वियना विश्वविद्यालय में मैक्स पेरुट्ज़ लैब्स के आणविक जीवविज्ञानी फ्लोरियन रायबल के नेतृत्व में एक नए अध्ययन ने अब नई अंतर्दृष्टि प्रदान की है। वैज्ञानिक न केवल सामान्य रूप से जीव विज्ञान की बेहतर समझ हासिल कर रहे हैं, बल्कि कोशिकाओं की प्राकृतिक रीप्रोग्रामिंग क्षमता की भी समझ हासिल कर रहे हैं।

समुद्री कीड़ों में नए खंडों (शरीर के अंगों) की वृद्धि को एक विशेष विकास क्षेत्र द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जिसमें विशेष स्टेम कोशिकाएं स्थित होती हैं। फिर इन कोशिकाओं के विभाजन से नये खंड उभरते हैं। लेकिन क्या होता है अगर चोट के कारण यह विशेष विकास क्षेत्र खो जाता है' अपने नए अध्ययन में, पहले लेखक अलेक्जेंडर स्टॉकिंगर और लियोनी एडेलमैन, रायबल प्रयोगशाला की टीम के साथ मिलकर दिखाते हैं कि खोए हुए विकास क्षेत्र को नवीनीकृत करने के लिए कौन से आणविक तंत्र का उपयोग किया जा सकता है ताकि समुद्री कीड़े फिर से नए खंड बना सकें। प्लैटिनेरिस डुमेरिली के बारे में खास बात यह है कि, अन्य प्रजातियों के विपरीत, समुद्री कीड़ों में पुनर्जनन मौजूदा स्टेम कोशिकाओं पर निर्भर नहीं होता है। इसके बजाय, विकास क्षेत्र को हटाने के बाद विभेदित कोशिकाओं को डिडिफ़रेंशिएशन के रूप में जाना जाता है। अध्ययन के दो प्रमुख लेखकों में से एक लियोनी एडेलमैन बताते हैं, “इसका मतलब है कि ये कोशिकाएं जल्द से जल्द एक नया विकास क्षेत्र बनाने के लिए कुछ ही घंटों में स्टेम सेल जैसी स्थिति में लौटना शुरू कर देती हैं।”

शोधकर्ताओं ने यह भी पाया कि इन नवगठित स्टेम कोशिकाओं में जीन की अभिव्यक्ति वास्तव में उनकी पूर्ववर्ती कोशिकाओं से भिन्न होती है। अध्ययन के दूसरे प्रथम लेखक अलेक्जेंडर स्टॉकिंगर कहते हैं, “रोमांचक बात यह है कि प्रतिलेखन कारक Myc और Sox2 से संबंधित कारक, जिनका उपयोग आधुनिक चिकित्सा में विभेदित मानव कोशिकाओं से स्टेम सेल का उत्पादन करने के लिए भी किया जाता है, भी यहां एक भूमिका निभाते हैं।”

“डिडिफ़रेंशिएशन की अवधारणा 60 साल पहले प्रस्तावित की गई थी, लेकिन उस समय शोधकर्ताओं के पास इस विचार का परीक्षण करने के लिए उपकरणों की कमी थी। अब हमने आणविक स्तर पर डिडिफ़रेंशिएशन को समझने और कोशिकाओं के इस तथाकथित 'रिप्रोग्रामिंग' से इसकी तुलना करने के लिए उपकरण विकसित किए हैं। आधुनिक चिकित्सा में। यह भविष्य के अध्ययन के लिए एक ठोस आधार तैयार करता है,” वियना विश्वविद्यालय में कार्य समूह के प्रमुख फ्लोरियन रायबल ने संक्षेप में बताया।

वैज्ञानिकों की विशेष रणनीतियों में से एक एकल-कोशिका आरएनए अनुक्रमण की नई विधि का उपयोग करके कोशिका स्थितियों की जांच करना था। इस तकनीक ने ऊतक पुनर्जनन की जांच के लिए एक नए प्रकार का डेटा सेट प्रदान किया। “एकल-कोशिका ट्रांसक्रिपटॉमिक्स हमें कोशिका प्रकारों और उनकी अवस्थाओं की पहचान करने और यह दिखाने की अनुमति देता है कि वे व्यक्तिगत स्तर पर शरीर के अंगों के नुकसान पर कैसे प्रतिक्रिया करते हैं। हमारे अध्ययन में, हमने इस तकनीक को फ्रांसीसी सहयोगियों के डेटा के साथ भी जोड़ा, जिन्होंने कोशिकाओं के फ्लोरोसेंट लेबलिंग का उपयोग किया था यह प्रकट करने में मदद करने के लिए कि अंततः कौन से ऊतक कुछ स्टेम कोशिकाओं से उत्पन्न होते हैं,” स्टॉकिंगर बताते हैं। एडेलमैन कहते हैं, “हमने कम से कम दो अलग-अलग स्टेम सेल आबादी की खोज की – एक जो एपिडर्मिस और न्यूरॉन्स जैसे ऊतकों को पुनर्जीवित करती है, और दूसरी जो मांसपेशियों और संयोजी ऊतक बनाती है।”

मूल प्रकाशन:

स्टॉकिंगर एडब्ल्यू, एडेलमैन एल, फारेनबर्गर एम, रूटा सी, ओज़पोलाट बीडी, मिलिवोजेव एन, बालावोइन जी, रायबल एफ। एनेलिड पुनर्जनन मॉडल में स्टेम कोशिकाओं के आणविक प्रोफाइल, स्रोत और वंश प्रतिबंध। नेट कॉम्स.
डीओआई: 10.1038/एस41467'024 -54041-3

'024 -54041-3