वैज्ञानिक माइटोकॉन्ड्रिया का अध्ययन करने के लिए नई तकनीक विकसित करते हैं

वाशिंगटन (एएनआई): स्क्रिप्स रिसर्च में वैज्ञानिकों की एक उन्नत इमेजिंग-आधारित विधि माइटोकॉन्ड्रिया का अध्ययन करने का एक नया तरीका प्रदान करती है, जिसे कोशिकाओं के "पावरहाउस" के रूप में जाना जाता है।

जर्नल ऑफ़ सेल बायोलॉजी में अपनी रिपोर्ट में, वैज्ञानिकों ने तकनीकों के एक सेट का वर्णन किया है जो माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर सूक्ष्म संरचनात्मक परिवर्तनों की इमेजिंग और मात्रा का ठहराव करने में सक्षम बनाता है, और कोशिकाओं में चल रही अन्य प्रक्रियाओं के साथ उन परिवर्तनों का संबंध है।

माइटोकॉन्ड्रिया न केवल ऊर्जा उत्पादन में शामिल हैं, बल्कि कई अन्य महत्वपूर्ण सेलुलर कार्यों में भी शामिल हैं, जिनमें कोशिका विभाजन और विभिन्न प्रकार के तनावों के लिए कोशिका-संरक्षण प्रतिक्रियाएं शामिल हैं। अल्जाइमर, पार्किंसंस रोग और विभिन्न कैंसर सहित कई बीमारियों में माइटोकॉन्ड्रियल डिसफंक्शन देखा गया है, और शोधकर्ता उन उपचारों को विकसित करने के लिए उत्सुक हैं जो इन शिथिलताओं को उलट सकते हैं। लेकिन माइटोकॉन्ड्रिया संरचना के बारीक विवरण का अध्ययन करने के लिए वैज्ञानिक उपकरण सीमित हैं।

इंटीग्रेटिव स्ट्रक्चरल विभाग में सहायक प्रोफेसर पीएचडी के वरिष्ठ लेखक डेनियल ग्रोटजाहन कहते हैं, "अब हमारे पास संरचनात्मक, और इस प्रकार कार्यात्मक, माइटोकॉन्ड्रिया में मतभेदों का पता लगाने और मापने के लिए एक शक्तिशाली नया टूलकिट है - उदाहरण के लिए, रोगग्रस्त बनाम स्वस्थ राज्यों में।" और स्क्रिप्स रिसर्च में कम्प्यूटेशनल बायोलॉजी।

अध्ययन के सह-प्रथम लेखक ग्रॉटजह्न लैब के सदस्य बेंजामिन बाराड, पीएचडी, एक पोस्टडॉक्टोरल रिसर्च एसोसिएट, और माइकेला मदीना, पीएचडी उम्मीदवार थे।

माइटोकॉन्ड्रिया कई झिल्ली-बद्ध आणविक मशीनों या "ऑर्गेनेल" में से एक हैं, जो पौधों और जानवरों की कोशिकाओं के भीतर रहते हैं। आमतौर पर प्रति कोशिका सैकड़ों से हजारों की संख्या में, माइटोकॉन्ड्रिया के अपने छोटे जीनोम होते हैं और एक बाहरी झिल्ली के साथ एक विशिष्ट संरचना होती है और एक लहरदार आंतरिक झिल्ली होती है जहां प्रमुख जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं।

वैज्ञानिकों को पता है कि माइटोकॉन्ड्रियल संरचनाओं की उपस्थिति माइटोकॉन्ड्रियन क्या कर रही है, या सेल में मौजूद तनाव के आधार पर नाटकीय रूप से बदल सकती है। इसलिए ये संरचनात्मक परिवर्तन सेल स्थितियों के अत्यधिक उपयोगी मार्कर हो सकते हैं, हालांकि अब तक उनका पता लगाने और उनकी मात्रा निर्धारित करने का कोई अच्छा तरीका नहीं रहा है।

अध्ययन में, ग्रोटजह्न की टीम ने क्रायो-इलेक्ट्रॉन टोमोग्राफी (क्रायो-ईटी) नामक एक माइक्रोस्कोपी तकनीक से इमेजिंग डेटा को संसाधित करने के लिए एक कम्प्यूटेशनल टूलकिट को एक साथ रखा - जो अनिवार्य रूप से प्रकाश के बजाय इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करके तीन आयामों में जैविक नमूनों की छवि बनाता है। शोधकर्त्ता'

"सरफेस मॉर्फोमेट्रिक्स टूलकिट," जैसा कि वे इसे कहते हैं, व्यक्तिगत माइटोकॉन्ड्रिया के संरचनात्मक तत्वों की विस्तृत मैपिंग और माप को सक्षम बनाता है। इसमें आंतरिक झिल्ली के मोड़ और झिल्ली के बीच अंतराल शामिल हैं - महत्वपूर्ण माइटोकॉन्ड्रियल और सेलुलर घटनाओं के सभी संभावित उपयोगी मार्कर।

"यह हमें अनिवार्य रूप से माइटोकॉन्ड्रिया की सुंदर 3-डी तस्वीरों को चालू करने की अनुमति देता है जिसे हम क्रायो-ईटी से संवेदनशील, मात्रात्मक माप में प्राप्त कर सकते हैं - जिसका उपयोग हम संभावित रूप से रोगों के विस्तृत तंत्र की पहचान करने में मदद करने के लिए कर सकते हैं," बरद कहते हैं।

टीम ने टूलकिट का उपयोग माइटोकॉन्ड्रिया पर संरचनात्मक विवरणों को मैप करने के लिए किया जब उनकी कोशिकाएं एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम तनाव के अधीन होती हैं - एक प्रकार का सेल तनाव जो अक्सर न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों में देखा जाता है। उन्होंने देखा कि आंतरिक झिल्ली की वक्रता, या आंतरिक और बाहरी झिल्लियों के बीच की न्यूनतम दूरी जैसी प्रमुख संरचनात्मक विशेषताएं इस तनाव के दौरान औसत रूप से बदल गईं।

नए टूलकिट के अपने सफल, प्रूफ-ऑफ-थ्योरी प्रदर्शनों के साथ, ग्रोटजह्न लैब अब इसका अधिक विस्तार से अध्ययन करने के लिए उपयोग करेगी कि कैसे माइटोकॉन्ड्रिया सेलुलर तनाव या बीमारियों, विषाक्त पदार्थों, संक्रमणों और यहां तक कि फार्मास्यूटिकल्स से प्रेरित अन्य परिवर्तनों पर प्रतिक्रिया करता है।

"हम अनुपचारित माइटोकॉन्ड्रिया पर प्रभाव बनाम एक दवा के साथ इलाज किए गए कोशिकाओं में माइटोकॉन्ड्रिया पर प्रभाव की तुलना कर सकते हैं," मदीना कहते हैं। "और यह दृष्टिकोण माइटोकॉन्ड्रिया तक ही सीमित नहीं है - हम इसका उपयोग कोशिकाओं के भीतर अन्य जीवों का अध्ययन करने के लिए भी कर सकते हैं।" (एएनआई)