बॉन के शोधकर्ताओं ने क्रायो-इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके जमावट कारक XIII की संरचना को समझा
रक्त प्लाज्मा जमावट कारक XIII की कमी से फाइब्रिन, रक्त जमावट में “गोंद” के क्रॉस-लिंकिंग में व्यवधान होता है। इसलिए एंजाइम रक्त के थक्के जमने में एक आवश्यक भूमिका निभाता है। यूनिवर्सिटी हॉस्पिटल बॉन (यूकेबी) और बॉन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने नीदरलैंड में थर्मो फिशर साइंटिफिक के साथ मिलकर क्रायो-इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (क्रायो-ईएम) का उपयोग करके परमाणु स्तर पर भी फैक्टर XIII कॉम्प्लेक्स की पहले से अज्ञात संरचना को समझा। . इससे उन्हें जमावट परिसर की संरचना में रोग पैदा करने वाले, चिकित्सकीय रूप से प्रासंगिक कारक XIII उत्परिवर्तन के प्रभावों की कल्पना करने में सक्षम बनाया गया। उनके परिणाम अब “ब्लड” पत्रिका के प्रिंट संस्करण में प्रकाशित किए गए हैं।
एक चोट एक कैस्केड जैसी प्रक्रिया को ट्रिगर करती है जो रक्त के थक्के के गठन के साथ समाप्त होती है, जिसे थ्रोम्बस भी कहा जाता है। फ़ाइब्रिन जम जाता है – सक्रिय कारक XIII द्वारा ट्रिगर होता है, जो एक एंजाइम है जो इसके लिए आवश्यक क्रॉस-लिंक के गठन को उत्प्रेरित करता है। इस जमाव कारक की जन्मजात या अधिग्रहित कमी घाव भरने के लिए आवश्यक फ़ाइब्रिन क्रॉस-लिंकिंग को बाधित करती है और प्रभावित लोगों में रक्तस्राव संबंधी काफी जटिलताएँ पैदा कर सकती है। संबंधित लेखक पीडी डॉ. का कहना है, “कारक XIII की संरचना की हमारी खोज इस जमावट कारक की हल्की कमी में विषमयुग्मजी FXIII उत्परिवर्तन से जुड़े आणविक स्तर पर रोग पैदा करने वाले तंत्र को उजागर करने के लिए एक दशक लंबी शोध यात्रा की परिणति का प्रतीक है।” अरिजीत बिस्वास, यूकेबी में इंस्टीट्यूट ऑफ एक्सपेरिमेंटल हेमेटोलॉजी एंड ट्रांसफ्यूजन मेडिसिन (आईएचटी) में अनुसंधान समूह के नेता। आईएचटी के निदेशक और बॉन विश्वविद्यालय में क्लस्टर ऑफ एक्सीलेंस इम्यूनोसेंसेशन2 के सदस्य जोहान्स ओल्डेनबर्ग कहते हैं: “हमने जो संरचनात्मक निष्कर्ष खोजे हैं, वे इन उत्परिवर्तन के नैदानिक प्रभावों की पुष्टि करते हैं।”
हेटरोटेट्रामर एक “मुकुट जैसी” व्यवस्था बनाता है
क्रायो-ईएम का उपयोग प्रोटीन को उनके प्राकृतिक वातावरण में शॉक-फ्रोजन अवस्था में देखने के लिए किया जा सकता है। इस अपेक्षाकृत नई तकनीक का उपयोग करके, बॉन शोधकर्ता जमावट कारक XIII की पहले से अस्पष्टीकृत संरचना को ट्रैक करने में सक्षम थे, अर्थात् लगभग 0.24 नैनोमीटर के उच्च रिज़ॉल्यूशन पर मानव रक्त प्लाज्मा से प्राप्त एक देशी हेटरोटेट्रामेरिक कॉम्प्लेक्स। दो उत्प्रेरक FXIII-A और दो सुरक्षात्मक FXIII-B सबयूनिट “मुकुट जैसी” व्यवस्था के साथ एक कॉम्प्लेक्स बनाते हैं। बी सबयूनिट्स रक्तप्रवाह में ए सबयूनिट्स को स्थिर करती हैं और फाइब्रिन क्रॉस-लिंकिंग को उत्प्रेरित करने के लिए उनके कैल्शियम-निर्भर सक्रियण में मध्यस्थता करती हैं। यूकेबी के आईएचटी में बॉन विश्वविद्यालय की पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता, पहली लेखिका डॉ. स्नेहा सिंह कहती हैं, “संरचना हमें कारक XIII सबयूनिट्स के इंटरेक्शन इंटरफेस के बारे में विस्तृत जानकारी प्रदान करती है, क्योंकि वे प्लाज्मा में दृढ़ता से बातचीत करते हैं।” उच्च रिज़ॉल्यूशन में देशी जमावट परिसर की जैव-भौतिकीय संरचना का स्पष्टीकरण अद्वितीय है, क्योंकि यह सीधे मानव प्लाज्मा से प्रोटीन का उपयोग करता है।”
जमावट विकारों के लिए नए उपचारों का अवसर
प्रोफेसर ओल्डेनबर्ग कहते हैं, “हमने जो संरचना समझी है, वह यह समझाने का आधार है कि कैसे विषमयुग्मजी वेरिएंट भी एफएक्सIII की कमी की अभिव्यक्ति का कारण बनते हैं, जो अन्यथा एक दुर्लभ, ऑटोसोमल जमावट दोष है, यानी लिंग से स्वतंत्र रूप से विरासत में मिला है।” अध्ययन इस बात का व्यावहारिक उदाहरण भी प्रदान करता है कि नई संरचनात्मक जानकारी का उपयोग कैसे किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक जीन में चार नए उत्परिवर्तन पाए गए जो गंभीर कारक XIII की कमी वाले रोगियों में कारक XIII-A सबयूनिट के लिए कोड करते हैं। प्रोफेसर ओल्डेनबर्ग कहते हैं, “कारक XIII प्लाज्मा कॉम्प्लेक्स की संरचना को समझना न केवल उत्परिवर्तन की पहचान के लिए महत्वपूर्ण है, बल्कि चिकित्सीय विकास के लिए नए रास्ते भी खोलता है और भविष्य में कारक XIII से जुड़े रक्तस्राव विकारों के उपचार को बदल सकता है।” .
