खमीर कालोनियों को एक अगर प्लेट पर उगाया जा रहा है। | फोटो क्रेडिट: रेनिस वेंटा (सीसी बाय-एसए)

अमेरिका में एमोरी यूनिवर्सिटी और यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्सास हेल्थ साइंस सेंटर के शोधकर्ताओं ने पाया है कि म्यूटेशन का एक वर्ग जो मानव शिशुओं में गंभीर विकासात्मक विकलांगता की ओर जाता है, नवोदित खमीर, एक सरल जीव में समान प्रभाव पड़ता है। निष्कर्ष इन स्थितियों के अध्ययन में एक प्रमुख कदम का प्रतिनिधित्व करते हैं क्योंकि वे इस बात पर प्रकाश डालते हैं कि उन्हें कैसे अध्ययन किया जाना चाहिए।

चूंकि खमीर प्रयोगशालाओं में अध्ययन करना आसान है, वे पहले खमीर में इन स्थितियों का इलाज करने के लिए दवाओं का जल्दी से परीक्षण करने की संभावना भी बढ़ाते हैं।

आरएनए एक्सोसोमोपैथिस

पोंटोकेरबेलर हाइपोप्लासिया टाइप 1 (PCH1) एक गंभीर चिकित्सा स्थिति है जो जन्म के समय प्रस्तुत करती है। इसके साथ पैदा हुए शिशुओं ने दो मस्तिष्क क्षेत्रों, पोंस और सेरिबैलम का विकास बिगड़ा है। PCH1 के रोगी विलंबित विकास, कमजोरी कमजोरी, आंदोलन के साथ समस्याओं और बौद्धिक विकलांगता को दिखाते हैं। अधिकांश बचपन या बचपन से परे नहीं बचते हैं।

2012 में, PCH1 प्रकार B के साथ चार भाई -बहन सभी को एक जीन में उत्परिवर्तन करने के लिए पाए गए थे Exosc3जो आरएनए एक्सोसोम नामक कोशिकाओं में एक मल्टीप्रोटीन कॉम्प्लेक्स के एक प्रोटीन को एन्कोड करता है। इसने आरएनए एक्सोसोम को प्रभावित करने वाले उत्परिवर्तन के कारण होने वाले मानव रोग का पहला उदाहरण प्रदान किया।

आरएनए एक्सोसोम की खोज 1997 में नवोदित खमीर में की गई थी (सक्षयता)। इसका प्राथमिक काम सेलुलर आरएनए को संसाधित करना, निगरानी करना और टर्नओवर करना है।

अन्य न्यूरोलॉजिकल और विकासात्मक विकारों वाले रोगियों के बाद के अध्ययन ने आरएनए एक्सोसोम प्रोटीन से संबंधित कई अन्य जीनों में उत्परिवर्तन को उजागर किया। इन स्थितियों को एक साथ आरएनए एक्सोसोमोपैथी कहा जाता है।

अधिकांश आरएनए एक्सोसोमोपैथियों से मस्तिष्क के माल्डेवलपमेंट होते हैं। इन प्रोटीनों के अध्ययन में एक बड़ा सवाल यह है कि एक्सोसोमोपैथियों का नेतृत्व किस रूप में माल्डेवलपमेंट के रूप में होता है।

आरएनए एक्सोसोम

नए निष्कर्षों को इस अप्रैल में दो पत्रों में बताया गया, एक जर्नल में शाही सेना और दूसरे मेंजी 3 जीन जीनोम जेनेटिक्स।

आरएनए अणु हमारी कोशिकाओं में जीन की कामकाजी प्रति है। मास्टर कॉपी डीएनए है। एक सेल उस जीन के लिए आरएनए बनाने के लिए एक टेम्पलेट के रूप में एक जीन के अनुरूप डीएनए अनुक्रम का उपयोग करता है, फिर प्रोटीन बनाने के लिए आरएनए का उपयोग करता है। कई नए बने आरएनए को आरएनए एक्सोसोम द्वारा संसाधित किया जाता है, इससे पहले कि वे अपनी सेलुलर भूमिकाएं निभा सकें।

एक सेल में अधिकांश आरएनए आरआरएनए (राइबोसोमल आरएनए) है। अन्य प्रकार mRNA (मैसेंजर आरएनए), टीआरएनए (ट्रांसफर आरएनए), और विभिन्न गैर-कोडिंग आरएनए (एनसीआरएनए) हैं।

एमआरएनए को एक जीन से स्थानांतरित करने के बाद, यह राइबोसोम से जुड़ा होता है, सेल का प्रोटीन बनाने वाला कारखाना। कारखाने की सामग्री आपूर्तिकर्ता tRNA है।

आरएनए एक्सोसोम का एक महत्वपूर्ण कार्य कार्यात्मक राइबोसोम बनाने के लिए आवश्यक परिपक्व आरआरएनए का उत्पादन करना है। आरएनए एक्सोसोम भी हटाने के लिए चिह्नित mRNA को नीचा दिखाता है।

अद्वितीय हस्ताक्षर

शाही सेना पेपर ने जांच की कि आरएनए एक्सोसोम में अलग-अलग बीमारी पैदा करने वाले म्यूटेशन में विविध सेलुलर प्रभाव कैसे होते हैं। बीमारियों को मॉडल करने के लिए, शोधकर्ताओं ने मानव रोगों से जुड़े उत्परिवर्तन को खमीर में संबंधित चार जीनों में पेश किया।

शोधकर्ताओं ने पाया कि उत्परिवर्तन ने विशेष रूप से NCRNA, mRNA को चयापचय में शामिल किया, और राइबोसोमल प्रोटीन जीन को प्रभावित किया। वे राइबोसोम बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली प्रक्रिया कोशिकाओं में दोषों की पुष्टि करने में भी सक्षम थे।

महत्वपूर्ण रूप से, इस अध्ययन से पता चला है कि विभिन्न आरएनए एक्सोसोमोपैथी उत्परिवर्तन में अद्वितीय आणविक हस्ताक्षर होते हैं जो आरएनए निगरानी, ​​राइबोसोम उत्पादन और प्रोटीन संश्लेषण को प्रभावित करते हैं। इस विशिष्टता ने विभिन्न आरएनए एक्सोसोम म्यूटेशन वाले रोगियों में विभिन्न नैदानिक ​​परिणामों को समझाया, और स्थितियों को समझने के लिए कार्यात्मक मॉडलिंग के मूल्य को रेखांकित किया।

एक मानवीय मॉडल

में जी 3 पेपर, शोधकर्ताओं ने अपने मानव या माउस समकक्षों के साथ खमीर आरएनए एक्सोसोम के विशेष टुकड़ों को बदलकर एक ‘मानवीय खमीर मॉडल’ बनाने की सूचना दी। नौ मुख्य टुकड़ों में से, छह को इस तरह से बदला जा सकता है; इन छह में से, तीन अभी भी खमीर को लगभग सामान्य रूप से बढ़ने की अनुमति देते हैं।

तब उन्होंने मॉडल में उन जीनों को उत्परिवर्तित किया जो मनुष्यों में मस्तिष्क के मालडवलपमेंट का कारण बनते थे। मॉडल ने उन्हें सटीक आनुवंशिक वेरिएंट की पहचान करने में मदद की, जो कार्यात्मक दोषों का कारण बना, जिसमें पहले से ज्ञात उत्परिवर्तन और नए दोनों शामिल हैं।

प्रत्येक मामले में, टीम यह भी दिखाने में सक्षम थी कि म्यूटेशन ने सीधे आरएनए एक्सोसोम को बाधित किया, बजाय कुछ मध्यस्थ प्रक्रिया के ऐसा करने के।

इस अध्ययन ने स्थापित किया कि मानवीय खमीर मॉडल यह परीक्षण करने के लिए एक सुविधाजनक मंच है कि मानव आरएनए एक्सोसोम म्यूटेशन खराब हैं और कौन से नहीं हैं।

संक्षेप में, अध्ययनों से पता चला कि रोग वेरिएंट जो मनुष्यों में आरएनए एक्सोसोम को नुकसान पहुंचाते हैं, वे भी खमीर में ऐसा करते हैं। यह संभव है कि भविष्य में खमीर में क्षति को कम करने के लिए पाई जाने वाली दवाएं मनुष्यों में भी उपयोगी साबित हो सकती हैं।

डीपी कास्बेकर एक सेवानिवृत्त वैज्ञानिक हैं।