विकिरण-प्रतिरोधी 'एक्सट्रीमोफाइल' सूक्ष्म जीव जिसे 'कॉनन द बैक्टीरिया' कहा जाता है, नए एंटीऑक्सीडेंट को प्रेरित करता है
अद्वितीय बैक्टीरिया विकिरण से होने वाले नुकसान का विरोध कैसे करते हैं, इसकी नई अंतर्दृष्टि से पृथ्वी और सितारों दोनों पर मनुष्यों के लिए बेहतर सुरक्षा हो सकती है।
डाइनोकोकस रेडियोड्यूरन्स एक अतिप्रेमीएक जीवाणु जो उन परिस्थितियों का सामना कर सकता है जो अधिकांश जीवन-रूपों को मार डालेंगे। डी. रेडियोड्यूरन्स'विकिरण का विरोध करने की क्षमता हजारों गुना मजबूत मनुष्यों के लिए घातक खुराक की तुलना में सूक्ष्म जीव को “कॉनन द बैक्टीरिया” उपनाम मिला है।
“आयोनाइजिंग विकिरण – जैसे एक्स-रे, गामा किरणेंसौर प्रोटॉन और गैलेक्टिक कॉस्मिक विकिरण – बैक्टीरिया और मनुष्यों दोनों के लिए अत्यधिक जहरीला है,” माइकल डेलीएक आनुवंशिकीविद् और डी. रेडियोड्यूरन्स मैरीलैंड में यूनिफ़ॉर्मड सर्विसेज यूनिवर्सिटी के विशेषज्ञ ने लाइव साइंस को बताया।
“बैक्टीरिया में, विकिरण डीएनए क्षति, प्रोटीन ऑक्सीकरण और झिल्ली व्यवधान का कारण बन सकता है, जिससे कोशिका मृत्यु हो सकती है,” उन्होंने समझाया। “मनुष्यों में, विकिरण के संपर्क में आने से परिणाम हो सकते हैं तीव्र विकिरण सिंड्रोमकैंसर का ख़तरा बढ़ गया, और ऊतकों और अंगों को क्षति पहुँची।”
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आयनकारी विकिरण परमाणुओं से इलेक्ट्रॉनों को हटा देता है। इसके परिणामस्वरूप प्रतिक्रियाशील अणु कहलाते हैं मुक्त कणजो अस्थिर हैं, और काफी बड़ी संख्या में हो सकते हैं डीएनए, प्रोटीन और कोशिकाओं को नुकसान पहुंचाता है.
डी. रेडियोड्यूरन्स'इस क्षति का विरोध करने की क्षमता आती है a से कारकों का अनोखा संयोजन: एक सुरक्षात्मक कोशिका दीवार, विकिरण-प्रेरित डीएनए क्षति को ठीक करने के लिए कुशल मरम्मत तंत्र, और का एक संग्रह एंटीऑक्सीडेंट जो मुक्त कणों को फैलाते हैं।
12 दिसंबर को जर्नल में प्रकाशित एक नए अध्ययन में पीएनएएसडेली और उनके सहयोगियों ने बनाए गए एक शक्तिशाली एंटीऑक्सीडेंट से प्रेरणा ली डी. रेडियोड्यूरन्स एंटीऑक्सीडेंट का अपना संस्करण डिजाइन करने के लिए।
बैक्टीरिया के अंदर कॉम्प्लेक्स होते हैं मैंगनीज इसके प्रोटीन को नुकसान पहुंचाने वाले मुक्त कणों को हटाकर विकिरण से बचाएं। यह उन प्रोटीनों को डीएनए मरम्मत जैसे महत्वपूर्ण सेलुलर कार्य करने के लिए स्वतंत्र छोड़ देता है। शोधकर्ताओं ने आवेशित मैंगनीज कणों या आयनों को फॉस्फेट आयन और एक विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए पेप्टाइड या छोटी श्रृंखला के साथ मिलाकर कॉम्प्लेक्स का एक प्रयोगशाला-निर्मित संस्करण बनाया। अमीनो अम्ल. पेप्टाइड अमीनो एसिड पर आधारित था जो सबसे आम है डी. रेडियोड्यूरन्स.
शोधकर्ताओं ने अपने नए एंटीऑक्सीडेंट मैंगनीज-निर्भर पेप्टाइड (एमडीपी) को डब किया।
अध्ययन के सह-लेखक ने कहा, “मैंने एक संशयवादी के रूप में शुरुआत की।” ब्रायन हॉफमैननॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी में रसायन विज्ञान और आणविक जीव विज्ञान के प्रोफेसर। “मुझे संदेह था कि एमडीपी की प्रभावकारिता 'इसके भागों के योग' से अधिक कुछ नहीं थी।”
हालाँकि, हॉफमैन ने कहा कि उन्हें यह जानकर आश्चर्य हुआ कि भागों ने परस्पर क्रिया करके एक अधिक शक्तिशाली इकाई का निर्माण किया। “यह 'गुप्त सॉस' है,” उन्होंने कहा।
जिन प्रयोगों से पता चला कि कॉम्प्लेक्स के हिस्से कितनी मजबूती से एक साथ बंधे हैं, उनसे पता चला है कि अकेले मैंगनीज ने सुरक्षात्मक होने के लिए डिज़ाइन किए गए पेप्टाइड के साथ पर्याप्त मजबूत बंधन नहीं बनाया है। फॉस्फेट आयन को जोड़ने से बंधन मजबूत हुए और एक ऐसा कॉम्प्लेक्स तैयार हुआ जो आयनकारी विकिरण की मानव घातक खुराक से 12,000 गुना अधिक का सामना कर सकता है।
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अब, शोधकर्ता एमडीपी की संरचना की जांच करने के लिए विशेष तकनीकों का उपयोग कर रहे हैं, यह समझने की उम्मीद में कि इसे एक साथ कैसे रखा जाता है, यह इतनी अच्छी तरह से क्यों काम करता है, और इसे और भी अधिक प्रभावी कैसे बनाया जा सकता है। परिणामों के व्यापक अनुप्रयोग हो सकते हैं।
डेली ने कहा, “गहरे अंतरिक्ष अभियानों पर अंतरिक्ष यात्री मुख्य रूप से कॉस्मिक किरणों और सौर प्रोटॉन से उच्च स्तरीय आयनीकरण विकिरण के संपर्क में आते हैं।” “एमडीपी – एक सरल, लागत प्रभावी, गैर-विषैला और अत्यधिक प्रभावी रेडियोप्रोटेक्टर – इन अंतरिक्ष विकिरण जोखिमों को कम करने के लिए मौखिक रूप से प्रशासित किया जा सकता है।”
उन्होंने कहा कि, “मंगल ग्रह पर मानवयुक्त मिशनों के लिए, जो एक वर्ष से अधिक समय तक चल सकता है, रेडियोप्रोटेक्शन होगा चालक दल की सुरक्षा के लिए आवश्यक।”
घर के करीब, डेली और हॉफमैन पृथ्वी पर स्वास्थ्य में सुधार के लिए एमडीपी की क्षमता का पता लगाना चाहते हैं।
डेली ने कहा, “तीव्र विकिरण सिंड्रोम, जिसमें गंभीर प्रतिरक्षा संबंधी जटिलताएँ शामिल हैं, को एमडीपी से रोका जा सकता है।” “दोनों के बीच एक सुप्रसिद्ध संबंध भी है विकिरण प्रतिरोध और उम्र बढ़ना।” तो शायद एमडीपी चयापचय उम्र बढ़ने से निपटने के लिए एक संभावित उपचार हो सकता है।
हालाँकि, मनुष्यों में उपयोग के लिए एमडीपी के सुरक्षित, प्रभावी रूपों को विकसित करने के लिए अधिक शोध की आवश्यकता है। हालांकि, समय के साथ, हॉफमैन, डेली और उनके सहयोगियों ने स्वास्थ्य देखभाल से लेकर अंतरिक्ष यात्रा तक हर चीज में एमपीडी की क्षमता का अनुमान लगाया।
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