ऑटोनॉमस यूनिवर्सिटी ऑफ मैड्रिड (यूएएम) के मेडिसिन संकाय के शोधकर्ताओं ने खुलासा किया है कि पिपोलिन, बैक्टीरिया में मौजूद मोबाइल आनुवंशिक तत्व, बैक्टीरियोफेज के खिलाफ कई रक्षा प्रणालियां हैं। अध्ययन, में प्रकाशित न्यूक्लिक एसिड अनुसंधानबैक्टीरिया के आनुवंशिक विकास में उनकी महत्वपूर्ण भूमिका की पहचान करते हुए, बैक्टीरिया जीनोम में 11,000 से अधिक पिपोलिन का विश्लेषण किया गया। परिणाम नए बैक्टीरियोफेज-आधारित रोगाणुरोधी उपचारों के विकास को प्रभावित कर सकते हैं।
बैक्टीरिया ने प्रतिकूल वातावरण में जीवित रहने के लिए जटिल रक्षा प्रणालियां विकसित की हैं, जहां मुख्य खतरों में से एक बैक्टीरियोफेज, वायरस हैं जो बैक्टीरिया को संक्रमित और नष्ट करते हैं। मोबाइल जेनेटिक एलिमेंट्स (एमजीई) डीएनए के टुकड़े हैं जो जीनोम के भीतर या उनके बीच चलते हैं, जो बैक्टीरिया के बीच रक्षा प्रणालियों के हस्तांतरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इसके अलावा, ये तत्व जीवित रहने के लिए प्रमुख जीनों के प्रसार की अनुमति देते हैं, जैसे कि एंटीबायोटिक प्रतिरोध, भारी धातु या विषाणु कारकों से संबंधित जीन।
एमजीई की विविधता के बीच, मोडेस्टो रेड्रेजो रोड्रिग्ज के नेतृत्व में ऑटोनॉमस यूनिवर्सिटी ऑफ मैड्रिड (यूएएम) के मेडिसिन संकाय के समूह ने 2017 में “पिपोलिन्स” की खोज की। ये डीएनए पोलीमरेज़, जिसे piPolB कहा जाता है, को एनकोड करके अन्य मोबाइल आनुवंशिक तत्वों से भिन्न होते हैं, जो आरंभकर्ता आरएनए या टर्मिनल प्रोटीन की आवश्यकता के बिना डीएनए प्रतिकृति की अनुमति देता है।
पिछले अध्ययनों में, समूह ने दिखाया था कि पिपोलिन में अत्यधिक परिवर्तनशील जीन सामग्री होती है, जो मुख्य रूप से डीएनए गतिशीलता और चयापचय से संबंधित होती है। लेकिन आश्चर्यजनक रूप से, उन्हें इन संरचनाओं से जुड़े कोई एंटीबायोटिक प्रतिरोध जीन या विषाणु कारक नहीं मिले, जिससे उनकी जैविक भूमिका अनिश्चित हो गई, क्योंकि यह ज्ञात नहीं था कि वे अपने मेजबान के लिए क्या चयनात्मक लाभ ला सकते हैं।
अब, एफपीआई-यूएएम कार्यक्रम के प्रीडॉक्टोरल शोधकर्ता, विक्टर माटेओ कासेरेस के नेतृत्व में हाल के शोध में, 1.1 मिलियन से अधिक जीवाणु जीनोम का विश्लेषण किया गया और 11,000 से अधिक पिपोलिन की पहचान की गई, उन्हें पहली बार प्रसिद्ध रोगजनक प्रजातियों में पाया गया जैसे कि साल्मोनेला एंटरिका, विब्रियो हैजा और स्टाफीलोकोकस ऑरीअस.
पिपोलिन्स में रक्षा तंत्र
इन एमजीई में एन्कोड किए गए जीन के विश्लेषण से शोधकर्ताओं को पता चला कि पिपोलिन में अन्य एमजीई की तुलना में बैक्टीरियोफेज के खिलाफ औसतन अधिक रक्षा जीन होते हैं, जैसे प्लास्मिड, संयुग्मक एकीकृत तत्व या उपग्रह वायरस।
पिपोलिन में मौजूद रक्षा तंत्रों में, प्रतिबंध-संशोधन प्रणालियाँ और हेलीकॉप्टर प्रमुख हैं, लेकिन शोधकर्ताओं ने हाल के वर्षों में विभिन्न प्रकार की प्रणालियाँ भी पाई हैं।
“इसके विपरीत, हमने एंटीबायोटिक प्रतिरोध जीन, विषाणु कारक या अन्य जीन की सापेक्ष अनुपस्थिति देखी जो विभिन्न अनुकूली लाभ प्रदान करते हैं। यह आश्चर्यजनक है क्योंकि एमजीई ऐसा नहीं करते हैं संभवतः एक निश्चित प्रकार के लाभकारी जीन को धारण करने में विशेषज्ञ होना होगा। किसी भी मामले में, यह अवलोकन बताता है कि पिपोलिन्स की संभावित जैविक भूमिका वायरस या अन्य एमजीई के खिलाफ जीवाणु संरक्षण में भाग लेना है जो जीवाणु में प्रवेश करने का प्रयास करते हैं,” रेड्रेजो रोड्रिग्ज कहते हैं।
अध्ययन, में प्रकाशित न्यूक्लिक एसिड अनुसंधानयह भी पता चला कि पिपोलिन में निहित कई रक्षा प्रणालियों, विशेष रूप से एंटरोबैक्टीरिया में, का हाल ही में प्लास्मिड और अन्य संयुग्मी तत्वों के साथ आदान-प्रदान किया गया है। “इससे पता चलता है कि पिपोलिन अलग-थलग काम नहीं करते हैं, बल्कि एमजीई के वैश्विक नेटवर्क में सक्रिय रूप से भाग लेते हैं जो रक्षा प्रणालियों के भंडार का प्रबंधन करता है और अन्य बैक्टीरिया में उनके स्थानांतरण की सुविधा प्रदान करता है,” माटेओ कासेरेस कहते हैं।
संक्षेप में, अध्ययन एमजीई के इस परिवार को एक जैविक भूमिका प्रदान करता है, जिसमें अब तक स्पष्ट कार्य का अभाव था। “अन्य आनुवंशिक तत्वों के साथ रक्षा प्रणालियों का आदान-प्रदान करने की क्षमता जीन स्थानांतरण तंत्र में पिपोलिन के महत्व को मजबूत करती है, जिससे बैक्टीरिया को तेजी से अनुकूलित करने की अनुमति मिलती है। यह ज्ञान बैक्टीरिया के विकास को समझने के लिए महत्वपूर्ण है और बैक्टीरियोफेज पर आधारित नए रोगाणुरोधी उपचारों के विकास में भविष्य में निहितार्थ हो सकता है। ,'' रेड्रेजो रोड्रिग्ज ने निष्कर्ष निकाला।
ग्रंथ सूची संदर्भ:
विक्टर माटेओ-कैसेरेस, मोडेस्टो रेड्रेजो-रोड्रिग्ज़। “पिपोलिन द्विमॉड्यूलर प्लेटफ़ॉर्म हैं जो विभिन्न जीवाणु आनुवंशिक मोबाइल तत्वों के साथ विनिमेय रक्षा प्रणालियों के भंडार को बनाए रखते हैं”, न्यूक्लिक एसिड अनुसंधान2024; gkae891, DOI: https://doi.org/10.1093/nar/gkae891
इस शोध को यूनिवर्सिडैड ऑटोनोमा डी मैड्रिड (एसएफपीआई/2023-00603) के एफपीआई-यूएएम कार्यक्रम द्वारा वित्त पोषित किया गया है; मैड्रिड का समुदाय (युवा डॉक्टरों के लिए सहायता, V PRICIT योजना): SI3/PJI/2021-00271, और MCIN/AEI/10.13039/501100011033 और “फेडर ए वे टू मेक यूरोप” (PID-2013) द्वारा वित्त पोषित एक ज्ञान सृजन परियोजना -2014 -I00).
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