2023 लेखक: Bryan Walter | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-05-21 22:25
जीवविज्ञानियों ने समझाया है कि नग्न तिल चूहों को सुनने में बहुत मुश्किल क्यों होती है। श्रवण रिसेप्टर्स के बालों को बांधने वाले प्रोटीन में उत्परिवर्तन के कारण उनके कानों में कोई ध्वनि प्रवर्धन नहीं होता है। ये उत्परिवर्तन प्राकृतिक चयन द्वारा समर्थित थे, जो उनके लाभों का संकेत दे सकते हैं। करंट बायोलॉजी जर्नल में प्रकाशित एक अध्ययन में यह बात कही गई है।
कशेरुकी कान के सबसे महत्वपूर्ण तत्वों में से एक कोक्लीअ, एक सर्पिल हड्डी नहर है। इसके अंदर एक ध्वनि-धारण करने वाला उपकरण होता है, जिसमें रिसेप्टर बाल और सहायक कोशिकाएं होती हैं। प्रत्येक बाल कोशिका के शीर्ष पर स्टिरियोसिलिया (बाल) का एक बंडल होता है, जो प्रोटीन स्ट्रैंड द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं। जब ध्वनि कंपन स्टिरियोसिलिया तक पहुँचती है, तो वे एक साथ अपनी मूल स्थिति से विचलित हो जाती हैं, उनके बीच की डोरियाँ खिंच जाती हैं, और बाल झिल्ली पर चैनल खुल जाते हैं। उनके माध्यम से, सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कैल्शियम आयन कोशिका में प्रवेश करते हैं, यह श्रवण तंत्रिका के न्यूरॉन्स को एक संकेत को विध्रुवित और प्रसारित करता है।
कोक्लीअ की आंतरिक और बाहरी बाल कोशिकाएं
कोक्लीअ और कार्यों में उनके स्थान के अनुसार, बालों की कोशिकाओं को दो समूहों में विभाजित किया जाता है - आंतरिक और बाहरी। बाहरी बंडलों में जुड़े हुए हैं (मुख्य रूप से पड़ोसियों के साथ स्टीरियोसिलिया के संबंध के कारण) और एक कर्णावर्त एम्पलीफायर के रूप में कार्य करते हैं - वे चुनिंदा रूप से शांत ध्वनियों को बढ़ाने में सक्षम होते हैं और इस तरह स्तनधारियों की सुनने की संवेदनशीलता को बढ़ाते हैं। जब ध्वनि तरंग बाहरी बालों की कोशिकाओं तक पहुँचती है, तो वे समकालिक रूप से दोलन करना शुरू कर देती हैं, लंबी हो जाती हैं, और यह ध्वनि को कोक्लीअ में गहराई तक ले जाती है।
नग्न तिल चूहों हेटेरोसेफालस ग्लैबर और उनके युवा द्वारा की गई ध्वनियों के व्यापक प्रदर्शनों के बावजूद, वे बहुत खराब सुनते हैं। अन्य निकट संबंधी प्रजातियों के लिए भी यही सच है। यह पता लगाने के लिए कि ऐसा क्यों हो रहा है, यूनिवर्सिटी मेडिकल सेंटर ऑफ ग्रोनिंगन के शोधकर्ताओं ने सोनजा प्योट के नेतृत्व में तिल चूहों पर कई प्रयोग किए - नग्न मोल चूहा और दमारन सैंडवॉर्म फुकोमिस डैमरेन्सिस। चूंकि संवेदी प्रणाली के विभिन्न स्तरों पर श्रवण हानि हो सकती है, वैज्ञानिकों ने तिल चूहों के बाहरी बाल कोशिका बंडलों, और इन कोशिकाओं के स्टीरियोसिलिया, और श्रवण प्रणाली के मार्गों की स्थिति की जांच की।
जीवविज्ञानियों ने मस्तिष्क स्टेम न्यूरॉन्स की प्रतिक्रिया की ताकत को कृन्तकों में विभिन्न आवृत्तियों की आवाज़ के साथ-साथ ओटोकॉस्टिक उत्सर्जन - कंपन को मापा है जो एक कर्णावर्त एम्पलीफायर का प्रभाव प्रकट होने पर होता है। बाहरी बालों की कोशिकाओं की संरचना का अध्ययन करने के लिए, जीवविज्ञानियों ने स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग किया है।
लेखकों ने प्रोटीन प्रीस्टिन के लिए जीन की संरचना का भी विश्लेषण किया, जो इन रिसेप्टर्स के विस्तार के लिए जिम्मेदार है। इस जीन में उत्परिवर्तन तिल चूहों में सुनवाई हानि का कारण हो सकता है। यह भी ज्ञात है कि कुछ प्रोटीनों में उत्परिवर्तन जो मानव बाल कोशिकाओं को बंडलों में बांधते हैं, बहरेपन से जुड़े होते हैं। शोधकर्ताओं ने सुझाव दिया कि इस तरह के उत्परिवर्तन तिल चूहों में भी मौजूद हैं, और संबंधित प्रोटीन हेटेरोसेफालस ग्लैबर और फुकोमीस डैमरेन्सिस की एमिनो एसिड संरचना का परीक्षण किया और इसकी तुलना अन्य स्तनधारियों के साथ की।
घोंघे के विभिन्न भागों में नग्न और डामर तिल चूहों के बाल कोशिका बंडलों की तस्वीर
यह पता चला कि नग्न और दमार तिल चूहों में, श्रवण संवेदनशीलता की दहलीज चूहों की तुलना में बहुत अधिक है। मोल चूहों में बाहरी बालों की कोशिकाओं के गुच्छे कोक्लीअ के कुछ हिस्सों में अनुपस्थित थे, जहां वे अन्य प्रजातियों में हैं, और कई मौजूदा चूहों की तुलना में अलग तरीके से व्यवस्थित किए गए थे। नग्न तिल चूहों में ऐसे बीमों के बीच का कोण −30.5 से 34.5 डिग्री और दमार में - −39 से 37 डिग्री तक होता है। हाउस चूहों, जो अच्छी तरह से सुनते हैं, के समान कोण -6.5 से 3.5 डिग्री के बीच होते हैं।
उसी समय, तिल चूहों के बाहरी बालों की कोशिकाओं ने, जाहिरा तौर पर, लंबा करने की क्षमता को बरकरार रखा: वैज्ञानिकों ने प्रेस्टिन जीन में महत्वपूर्ण उत्परिवर्तन की पहचान नहीं की है।लेकिन उन्होंने 12 प्रोटीनों में 78 ऐसे उत्परिवर्तन पाए जो बालों की कोशिकाओं को बांधते हैं (उदाहरण के लिए, ADGRV1, CDH23, CEACAM16)। अधिकांश दो प्रजातियों में से एक के लिए अद्वितीय थे, लेकिन कुछ दोनों खुदाई करने वालों में मौजूद थे। यह इन अणुओं के एक निर्देशित विकास का संकेत दे सकता है।
शोधकर्ताओं ने इन प्रोटीनों के जीन में सभी न्यूक्लियोटाइड प्रतिस्थापनों की तुलना की और पाया कि उनमें से पांच के लिए गैर-पर्यायवाची प्रतिस्थापन का अनुपात समानार्थक लोगों के अनुपात से अधिक है। इसका मतलब यह है कि उत्परिवर्तन जो एडीजीआरवी 1 की संरचना को बदलते हैं और काम में विचार किए गए अन्य लोग प्रोटीन को बरकरार रखने वाले लोगों की तुलना में तिल चूहों के जीनोम में अधिक आम हैं। प्रोटीन के विकास का अध्ययन करने के लिए प्रतिस्थापन के अनुपात की तुलना का उपयोग किया जाता है: यदि काफी अधिक गैर-समानार्थी उत्परिवर्तन हैं, तो यह तर्क दिया जा सकता है कि वे सकारात्मक चयन के अधीन थे और उनके वाहकों को जीवित रहने और अधिक सफलतापूर्वक पुन: उत्पन्न करने की अनुमति दी गई थी। इन आंकड़ों के आधार पर, वैज्ञानिकों का सुझाव है कि बहरापन मोल चूहों के लिए फायदेमंद हो सकता है।
हाल ही में, यह पाया गया कि नग्न तिल चूहों में एंजाइम हेक्सोकाइनेज चूहों की तुलना में बहुत अधिक मात्रा में माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली से बांधता है, जिसमें वयस्कता और बुढ़ापे में, इस पदार्थ के अधिकांश अणु साइटोप्लाज्म में एक स्वतंत्र अवस्था में होते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया के साथ संयोजन में, हेक्सोकाइनेज श्वसन के दौरान बनने वाले मुक्त कणों की मात्रा को कम करता है और कोशिका को ऑक्सीडेटिव तनाव से बचाता है - और इस प्रकार, शायद, उम्र बढ़ने से। हमारा लेख इस बारे में बताता है।
