वैज्ञानिकों ने कोशिका नाभिक नियंत्रित करने वाला आणविक 'पासपोर्ट' खोजा

Jerusalem [Israel] जेरूसलम [इज़राइल], 23 अक्टूबर इज़राइली और अमेरिकी वैज्ञानिकों ने पता लगाया है कि मानव कोशिकाओं में मौजूद सूक्ष्म द्वार कोशिका के केंद्रक में क्या प्रवेश करता है और क्या बाहर निकलता है, इसे कैसे नियंत्रित करते हैं। इस खोज ने शोधकर्ताओं को उलझाए रखने वाले एक रहस्य को सुलझाया है और कैंसर, अल्ज़ाइमर और एएलएस पर नई रोशनी डाल सकता है, जेरूसलम के हिब्रू विश्वविद्यालय ने घोषणा की। जेरूसलम के हिब्रू विश्वविद्यालय, कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय, सैन फ़्रांसिस्को के क्वांटिटेटिव बायोसाइंसेज़ इंस्टीट्यूट (क्यूबीआई), रॉकफेलर विश्वविद्यालय और अल्बर्ट आइंस्टीन कॉलेज ऑफ़ मेडिसिन की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने पाया कि ये द्वार अणुओं को तेज़ी से और सटीक रूप से स्थानांतरित करने के लिए एक लचीले प्रोटीन नेटवर्क और विशेष आणविक "पासपोर्ट" का उपयोग करते हैं।

ये द्वार, जिन्हें न्यूक्लियर पोर कॉम्प्लेक्स (एनपीसी) कहा जाता है, सूक्ष्म संरचनाएँ हैं - प्रत्येक मानव बाल की चौड़ाई का लगभग पाँच सौवाँ हिस्सा - जो कोशिका के केंद्रक के अंदर और बाहर सभी आवागमन को नियंत्रित करते हैं। "हमारा मॉडल किसी ऐसी चीज़ के लिए एक 'वर्चुअल माइक्रोस्कोप' की तरह काम करता है जो आज की किसी भी तकनीक से सीधे देखने के लिए बहुत छोटी और बहुत तेज़ है। कई स्वतंत्र प्रयोगों को एक साथ जोड़कर और कंप्यूटर सिमुलेशन चलाकर, हम आखिरकार कंप्यूटर पर देख सकते हैं कि यह गेट पल-पल कैसे काम करता है," अध्ययन के प्रमुख लेखक, हिब्रू विश्वविद्यालय के डॉ. बराक रवेह ने इज़राइल की प्रेस सेवा को बताया। रवेह ने समझाया, "एनपीसी को छोटे, अत्यधिक परिष्कृत सुरक्षा चौकियों के रूप में सोचें। हालाँकि प्रत्येक बहुत छोटा है, यह हर मिनट लाखों अणुओं को गुजरने देता है और गलत अणुओं को उल्लेखनीय सटीकता के साथ बाहर रखता है।"

दशकों तक, वैज्ञानिक यह नहीं समझ पाए थे कि एनपीसी कैसे तेज़ और चयनात्मक दोनों हो सकते हैं। उनका छोटा आकार उन्हें सीधे देखना लगभग असंभव बना देता है। पिछले मॉडलों में कठोर गेट या स्पंज जैसी छलनी की कल्पना की गई थी, लेकिन वे यह नहीं समझा सके कि एनपीसी अत्यधिक चयनात्मक रहते हुए बड़े अणुओं को भी कैसे गुजरने देते हैं। नया मॉडल प्रायोगिक डेटा और कंप्यूटर सिमुलेशन को मिलाकर दिखाता है कि मिलीसेकंड में आणविक स्तर पर क्या होता है। एनपीसी के अंदर प्रोटीन श्रृंखलाओं का एक घना, निरंतर गतिशील "वन" होता है जिसे एफजी रिपीट कहा जाता है। ये श्रृंखलाएँ एक भीड़-भाड़ वाला वातावरण बनाती हैं जो स्वाभाविक रूप से बिना अनुरक्षण वाले अणुओं को रोक देता है जबकि छोटे अणुओं को गुजरने देता है।

बड़े कार्गो अणु तब भी गुजर सकते हैं जब उनके साथ परमाणु परिवहन रिसेप्टर्स हों - आणविक "पासपोर्ट" जो एफजी श्रृंखलाओं के साथ संक्षिप्त रूप से क्रिया करके उनके कार्गो को आगे बढ़ने का मार्गदर्शन करते हैं। रॉकफेलर विश्वविद्यालय के प्रोफेसर माइकल राउट ने कहा, "चूँकि ये एफजी रिपीट चेन हमेशा गतिशील रहती हैं, इसलिए ये एक भीड़-भाड़ वाला, बेचैन वातावरण बनाती हैं।" "यह परिवहन एक पुल पर लगातार बदलते नृत्य की तरह काम करता है। केवल वे ही जो सही साथी - रिसेप्टर्स - को ले जाते हैं - आगे बढ़ सकते हैं। उनके बिना, अन्य वापस लौट जाते हैं।"

यह मॉडल एक लंबे समय से चली आ रही पहेली को सुलझाता है: एनपीसी कैसे विशाल आणविक परिसरों को गुजरने देते हैं जबकि छोटे अणुओं को बाहर रखते हैं। यूसीएसएफ में क्यूबीआई के प्रोफेसर आंद्रेज साली ने कहा, "हमारा मॉडल इस बात की पहली स्पष्ट व्याख्या प्रदान करता है कि एनपीसी इस उल्लेखनीय चयनात्मकता को कैसे प्राप्त करते हैं। यह चिकित्सा और जैव प्रौद्योगिकी के लिए नई संभावनाओं को खोलता है।" अल्बर्ट आइंस्टीन कॉलेज ऑफ मेडिसिन के प्रोफेसर डेविड काउबर्न ने कहा कि इन निष्कर्षों का "एएलएस, अल्जाइमर और कैंसर सहित उन बीमारियों को समझने में तत्काल प्रभाव पड़ेगा जिनमें परमाणु परिवहन में खराबी होती है।"

इस खोज के व्यावहारिक अनुप्रयोग भी हो सकते हैं। वैज्ञानिक इस ज्ञान का उपयोग ऐसी दवाएँ डिज़ाइन करने के लिए कर सकते हैं जो कोशिकाओं में आणविक यातायात को नियंत्रित करती हैं या ऐसे सिंथेटिक नैनोपोर बना सकते हैं जो एनपीसी की नकल करते हैं और सीधे नाभिक तक उपचार पहुँचाते हैं। ऐसी प्रणालियाँ प्रयोगशाला परीक्षणों और उच्च परिशुद्धता के साथ अणुओं का पता लगाने या उनका विश्लेषण करने वाले उपकरणों को भी बेहतर बना सकती हैं। इस मॉडल ने पहले कभी न देखे गए परिवहन व्यवहारों की सटीक भविष्यवाणी की और दिखाया कि रिसेप्टर्स और एफजी श्रृंखलाओं के बीच क्षणिक अंतःक्रियाएँ इस प्रणाली को अत्यधिक कुशल बनाती हैं। इसकी अंतर्निहित अतिरेक यह सुनिश्चित करती है कि एनपीसी तनाव में भी विश्वसनीय बने रहें, जिससे यह समझने में मदद मिलती है कि यह प्रणाली विकास में इतनी सफल क्यों रही है।