2023 लेखक: Bryan Walter | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-05-21 22:25
साइंस एडवांस के अनुसार, मनुष्यों में, भ्रूण के विकास के शुरुआती दिनों में, प्रोटीन ZNF417 और ZNF587 कोशिकाओं में व्यक्त किए जाते हैं, जिनके वंशज भविष्य के मस्तिष्क का हिस्सा बन जाएंगे। वे वयस्कों के केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के कुछ क्षेत्रों में भी सक्रिय हैं। प्राइमेट के अलावा अन्य स्तनधारियों में, ZNF417 और ZNF587 का उत्पादन नहीं होता है। सेल संस्कृतियों और मिनी-ब्रेन (ब्रेन ऑर्गेनेल) पर प्रयोगों में, इन प्रोटीनों ने कुछ नियामक डीएनए अनुक्रमों को "मफल" किया और इस तरह प्रभावित किया कि कौन से न्यूरोट्रांसमीटर न्यूरॉन्स जारी करेंगे, और इन कोशिकाओं में कई भड़काऊ प्रतिक्रियाओं को रोका।
मनुष्यों और कई अन्य जीवों के जीनोम में, बहुत सारे मोबाइल आनुवंशिक तत्व (MGE) होते हैं - डीएनए के टुकड़े जिन्हें गुणसूत्र पर एक स्थान से काटा जा सकता है और दूसरे में डाला जा सकता है या कॉपी किया जा सकता है (और फिर कॉपी को एक नए में स्थानांतरित किया जाता है) जगह, लेकिन मूल अवशेष)। कुछ एमजीई समय के साथ गतिहीन हो जाते हैं, लेकिन फिर भी "खानाबदोश" डीएनए की कई विशिष्ट विशेषताएं रखते हैं। यह, उदाहरण के लिए, प्रतिलेखन कारकों के लिए बाध्यकारी साइटों की प्रचुरता है, यानी वे साइटें जिनके साथ विभिन्न जीनों की गतिविधि को नियंत्रित करने वाले प्रोटीन परस्पर क्रिया कर सकते हैं।
एक निश्चित जीन के प्रतिलेखन की सक्रियता और उसके दमन दोनों ही कोशिकाओं और पूरे अंगों के काम में महत्वपूर्ण बदलाव ला सकते हैं, इसलिए, मोबाइल आनुवंशिक तत्वों की गतिविधि को बाहर निकालने की आवश्यकता हो सकती है। यह विशेष रूप से, जस्ता उंगलियों के साथ केआरएबी प्रोटीन द्वारा किया जाता है - एक विशेष आकार के टुकड़े जो जस्ता आयनों को बांधने की अनुमति देते हैं। इस मामले में "केआरएबी" का अर्थ है क्रुप्पेल संबंधित बॉक्स, और यह प्रोटीन अणु में संरचनात्मक रूपांकनों की किस्मों में से एक है।
जस्ता उंगलियों के साथ अध्ययन किए गए केआरएबी प्रोटीन इतनी तेजी से विकसित हुए कि वे निकट से संबंधित प्रजातियों में भी स्पष्ट रूप से भिन्न हैं। यह माना जाता है कि यह इन प्रोटीनों और एमजीई के बीच एक तीव्र "हथियारों की दौड़" के कारण है, लेकिन एक और परिकल्पना है: शायद जीन गतिविधि के ठीक प्रजाति-विशिष्ट विनियमन के लिए जस्ता उंगलियों के साथ केआरएबी प्रोटीन की आवश्यकता होती है, और इसके अलावा, इस तरह के विनियमन के लिए वे मोबाइल आनुवंशिक तत्वों के साथ सहयोग करते हैं।
लॉज़ेन इकोले पॉलीटेक्निक के डिडिएर ट्रोनो और उनके सहयोगियों ने पहले ही इस परिकल्पना की पुष्टि कर दी है: 2019 में उन्होंने दिखाया कि जस्ता उंगलियों के साथ कई केआरएबी प्रोटीन अंतर्गर्भाशयी विकास के पहले हफ्तों में मानव भ्रूण स्टेम कोशिकाओं में सक्रिय हैं: वे एम्बेडेड एन्हांसर्स के काम को दबा देते हैं। मोबाइल आनुवंशिक तत्वों में और कई "स्थिर" जीनों की अभिव्यक्ति को बढ़ाने के लिए डिज़ाइन किया गया। अब उन्हीं वैज्ञानिकों ने देखा है कि कैसे जिंक उंगलियों के साथ केआरएबी प्रोटीन वयस्क जीवों की विशेष कोशिकाओं, विशेष रूप से न्यूरॉन्स में एमजीई के साथ बातचीत करते हैं।
प्रयोग NCCIT सेल संस्कृतियों पर किए गए थे, जो एक वयस्क जापानी के टेराटोकार्सिनोमा से उत्पन्न होते हैं, और ऑर्गेनेल (मस्तिष्क के लघु जीवित मॉडल) पर होते हैं, जो मानव भ्रूण स्टेम सेल H1-hESC के वंशजों से प्राप्त किए गए थे। इन कोशिकाओं को KRAB प्रोटीन ZNF417 और ZNF587 को निष्क्रिय करने के लिए पदार्थों के साथ अंतःक्षिप्त किया गया था। तथ्य यह है कि उन्हें रोकना आवश्यक है, पिछले अध्ययनों में पाया गया है।
इन पदार्थों के अलावा, हरे रंग के फ्लोरोसेंट प्रोटीन के साथ लेंटिवायरल वैक्टर को कोशिकाओं में लॉन्च किया गया था, जो केवल "चमकते" थे, जब मोबाइल आनुवंशिक तत्वों की संरचना में कुछ बढ़ाने वाले सक्रिय होते हैं - ठीक वे जिनकी गतिविधि, पिछले प्रयोगों के अनुसार, ZNF417 को रोकता है और ZNF587. इस प्रकार, हरे रंग की प्रतिदीप्ति केवल तभी देखी जा सकती है जब वांछित केआरएबी प्रोटीन निष्क्रिय हो।
ZNF417 और ZNF587 की संरचना और व्यक्ति की उम्र और मस्तिष्क में एक विशेष न्यूरॉन की स्थिति के आधार पर उनकी गतिविधि
इसलिए उन्होंने पाया कि ZNF417 और ZNF587 सामान्य रूप से न केवल भ्रूणीय स्टेम कोशिकाओं में सक्रिय हैं, बल्कि उनके पूरी तरह से विशेष डेरिवेटिव में भी सक्रिय हैं। परिपक्व विभेदित न्यूरॉन्स में, ये जिंक फिंगर KRAB प्रोटीन प्रभावित करते हैं जो न्यूरोट्रांसमीटर कोशिका उत्पन्न कर सकते हैं और इंटरफेरॉन जैसी प्रतिक्रियाओं को रोक सकते हैं जो मोबाइल आनुवंशिक तत्वों के सक्रियण के साथ-साथ न्यूरोटॉक्सिक रेट्रोवायरल प्रोटीन की सक्रियता से उत्पन्न हो सकते हैं। तथ्य यह है कि कुछ एसएचई संरचनात्मक रूप से रेट्रोवायरस के समान होते हैं, और शायद एक बार, इसलिए, उनके कई गुण वायरल वाले के समान होते हैं, और उनके सक्रियण के लिए शरीर की प्रतिक्रिया एक एंटीवायरल प्रतिक्रिया होती है।
जस्ता उंगलियों के साथ केआरएबी प्रोटीन न केवल मोबाइल आनुवंशिक तत्वों को दबाते हैं: उनकी बातचीत का स्पेक्ट्रम व्यापक है, और ये संरचनाएं एक दूसरे के पूरक हैं। साथ में वे भ्रूण के मस्तिष्क के विकास का मार्गदर्शन करते हैं और वयस्क में इसके कामकाज को नियंत्रित करते हैं। ऑर्थोलॉग (समान कार्यों वाले प्रोटीन जो विभिन्न प्रजातियों में विकास के दौरान अलग हो गए हैं) ZNF417 और ZNF587 पुराने और नए संसार के बंदरों में पाए जाते हैं, लेकिन चूहों में नहीं। इस प्रकार, ये अणु प्राइमेट्स के मस्तिष्क में कुछ कार्य कर सकते हैं जो अन्य स्तनधारियों में कुछ भी प्रदान नहीं करते हैं, और इस तरह किसी व्यक्ति और उसके निकटतम रिश्तेदारों के तंत्रिका तंत्र को कुछ अद्वितीय गुणों के साथ प्रदान करते हैं।
यह भी दिलचस्प है कि काम में उल्लिखित एमजीई मल्टीपल और (या) एमियोट्रोफिक लेटरल स्क्लेरोसिस के विकास में भूमिका निभा सकते हैं, जिसका अर्थ है कि शोध के परिणामों का उपयोग उपचार विधियों के विकास में या कम से कम के अध्ययन में किया जा सकता है। इन रोगों।
जस्ता उंगलियों वाले प्रोटीन अक्सर प्राकृतिक परिस्थितियों और प्रयोगशाला प्रयोगों में जीनोम संपादक के रूप में कार्य करते हैं। उदाहरण के लिए, सबसे चतुर मोलस्क के जीनोम, सेफलोपोड्स, अन्य नरम शरीर वाले मोलस्क के डीएनए से भिन्न होते हैं, मुख्य रूप से जिंक उंगलियों के साथ प्रोटीन को कूटने वाले जीन, जो तंत्रिका तंत्र में सक्रिय होते हैं। इस मामले में, सेफलोपोड्स अक्सर अपने डीएनए को संपादित करते हैं और आरएनए को फिर से लिखते हैं (लेकिन जरूरी नहीं कि जेडएफपी की भागीदारी के साथ)। और चिकित्सा में, जस्ता उंगलियों वाले प्रोटीन को म्यूकोपॉलीसेकेराइडोसिस के रूपों में से एक के इलाज के लिए इस्तेमाल करने की कोशिश की गई थी: उन्होंने सामान्य लोगों के साथ इडुरोनेट-2-सल्फेटस जीन की दोषपूर्ण प्रतियों को बदल दिया।
