अप्रत्याशित कोलेजन संरचना की खोज बायोमेडिकल अनुसंधान को नया रूप दे सकती है: Study
Texas टेक्सास : कोलेजन, शरीर का सबसे प्रचुर प्रोटीन, लंबे समय से ऊतकों का एक पूर्वानुमानित संरचनात्मक घटक माना जाता रहा है। हालांकि, राइस यूनिवर्सिटी के जेफ़री हार्टगेरिंक और ट्रेसी यू के नेतृत्व में एक नया अध्ययन, वर्जीनिया विश्वविद्यालय (यूवीए) में मार्क क्रेट्ज़बर्गर और एडवर्ड एगेलमैन के साथ मिलकर, उस धारणा को चुनौती देता है, कोलेजन संरचना में एक अप्रत्याशित पुष्टि पाता है जो बायोमेडिकल अनुसंधान को मौलिक रूप से नया रूप देने की क्षमता रखता है।
शोधकर्ताओं ने पैक्ड कोलेजन असेंबली की परमाणु संरचना को निर्धारित करने के लिए उन्नत क्रायो-इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (क्रायो-ईएम) का उपयोग किया जो पारंपरिक रूप से स्वीकृत दाएं हाथ के सुपरहेलिकल ट्विस्ट से विचलित होता है। 3 फरवरी को एसीएस सेंट्रल साइंस में प्रकाशित, अध्ययन से पता चलता है कि कोलेजन की संरचनात्मक विविधता पहले की तुलना में अधिक हो सकती है।
रसायन विज्ञान और बायोइंजीनियरिंग के प्रोफेसर हार्टगेरिंक ने कहा, "यह काम कोलेजन के बारे में हमारी सोच को मौलिक रूप से बदल देता है।" "दशकों से, हमने यह मान लिया है कि कोलेजन ट्रिपल हेलिक्स हमेशा एक सख्त संरचनात्मक प्रतिमान का पालन करते हैं। हमारे निष्कर्ष बताते हैं कि कोलेजन असेंबली पहले की तुलना में अधिक व्यापक रूप से अनुरूपता अपना सकती है।" परमाणु स्तर पर कोलेजन असेंबली का पता लगाने के लिए, शोध दल ने C1q के कोलेजन-जैसे क्षेत्र, एक प्रमुख प्रतिरक्षा प्रोटीन पर आधारित स्व-संयोजन पेप्टाइड्स की एक प्रणाली तैयार की। फिर उन्होंने क्रायो-ईएम का उपयोग किया, एक ऐसी तकनीक जो वैज्ञानिकों को अभूतपूर्व विस्तार से बायोमोलेक्यूल्स को देखने की अनुमति देती है, ताकि इकट्ठे पेप्टाइड्स की संरचना का विश्लेषण किया जा सके।
परिणामी मॉडल ने कैनोनिकल राइट-हैंडेड सुपरहेलिकल ट्विस्ट से विचलन का खुलासा किया। यह अप्रत्याशित अनुरूपता अद्वितीय आणविक अंतःक्रियाओं को सक्षम बनाती है, जिसमें आसन्न हेलिक्स के बीच हाइड्रॉक्सीप्रोलाइन स्टैकिंग और एक सममित हाइड्रोफोबिक गुहा का निर्माण शामिल है। ऐसी विशेषताएं बताती हैं कि कोलेजनस असेंबली पहले की तुलना में संरचनात्मक रूप से कहीं अधिक विविध हो सकती हैं। हार्टगेरिंक के पूर्व स्नातक छात्र यू ने कहा, "सुपरहेलिकल ट्विस्ट की अनुपस्थिति कोलेजन में पहले नहीं देखी गई आणविक अंतःक्रियाओं को अनुमति देती है, जो अब वाशिंगटन विश्वविद्यालय में पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता हैं।" इस अध्ययन के पहले लेखक क्रेट्ज़बर्गर ने कहा कि यह खोज वास्तव में पिछली मान्यताओं पर सवाल उठाती है।
क्रेट्ज़बर्गर ने कहा, "यह कोलेजन संरचना के बारे में लंबे समय से चली आ रही धारणा को चुनौती देता है और इसकी जैविक भूमिकाओं की फिर से जांच करने का द्वार खोलता है।" इस खोज के निहितार्थ मौलिक जीव विज्ञान से परे हो सकते हैं। कोलेजन केवल एक संरचनात्मक प्रोटीन नहीं है - यह सेल सिग्नलिंग, प्रतिरक्षा कार्य और ऊतक मरम्मत में आवश्यक भूमिका निभाता है। कोलेजन की संरचनात्मक परिवर्तनशीलता की गहरी समझ हासिल करके, शोधकर्ता उन बीमारियों के बारे में नई जानकारी प्राप्त कर सकते हैं जहाँ कोलेजन असेंबली से समझौता किया जाता है, जिसमें एहलर्स-डानलोस सिंड्रोम, फाइब्रोसिस और कुछ कैंसर शामिल हैं। इसके अतिरिक्त, यह कार्य बायोमटेरियल और पुनर्योजी चिकित्सा में नवाचारों की नींव रखता है। इस नए पहचाने गए कोलेजन संरचना के अद्वितीय संरचनात्मक गुणों का उपयोग करके, वैज्ञानिक घाव भरने, ऊतक इंजीनियरिंग और दवा वितरण के लिए नई सामग्री डिजाइन कर सकते हैं।
मानव जीव विज्ञान में कोलेजन की सर्वव्यापकता के बावजूद, उच्च रिज़ॉल्यूशन पर इसकी उच्च-क्रम संरचनाओं का अध्ययन करना एक चुनौती रही है। एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी और फाइबर विवर्तन जैसी पारंपरिक तकनीकों ने मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान की है, लेकिन जटिल संयोजनों में कोलेजन पैकिंग को कैप्चर नहीं कर सकीं। हालाँकि, क्रायो-ईएम ने इन सीमाओं को पार कर लिया है, जिससे शोध दल को कोलेजन की जटिल वास्तुकला को नए विवरण में देखने की अनुमति मिली है।
अध्ययन के सह-लेखक एगेलमैन ने कहा, "हमारा शोध कोलेजन के बारे में हमारी समझ को परिष्कृत करता है और अन्य जैविक संरचनाओं की फिर से जांच करने के महत्व को उजागर करता है, जिन्हें पहले अच्छी तरह से समझा जाता था।" (एएनआई)