नग्न तिल चूहा (हेटेरोसेफालस ग्लैबर) पूर्वी अफ्रीका का मूल निवासी एक छोटा, बाल रहित कृंतक है, और आश्चर्यजनक रूप से लंबे समय तक जीवित रहने के लिए प्रसिद्ध है, लगभग 37 साल तक, जो समान आकार के स्तनधारियों की तुलना में लगभग 10 गुना अधिक है। वैज्ञानिकों को लंबे समय से संदेह है कि इसकी उल्लेखनीय दीर्घायु उन अनुकूलन से आती है जो इसके डीएनए को बरकरार रखते हैं।
जैसे-जैसे हमारी उम्र बढ़ती है, हमारी कोशिकाओं में डीएनए क्षति जमा होती जाती है। आम तौर पर कोशिकाएं कई आणविक मार्गों का उपयोग करके इन टूटनों की मरम्मत करती हैं, लेकिन मरम्मत में त्रुटियां या अक्षमताएं जीनोम को अस्थिर बनाती हैं और उम्र बढ़ने और बीमारी का कारण बनती हैं।
इस प्रक्रिया को प्रभावित करने के लिए जाना जाने वाला एक अणु चक्रीय जीएमपी-एएमपी सिंथेज़ (सीजीएएस) है। मनुष्यों और चूहों में, सीजीएएस विदेशी डीएनए का पता लगाने में मदद करता है, जैसे कि वायरस से, और प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर करता है। हालाँकि, यह शरीर के मुख्य डीएनए-मरम्मत प्रणालियों में से एक को भी दबा देता है, जिसे समजात पुनर्संयोजन कहा जाता है। परिणामस्वरूप, मानव सीजीएएस वास्तव में कोशिकाओं को उम्र बढ़ने और कैंसर के प्रति अधिक संवेदनशील बना सकता है।
वैज्ञानिकों ने सोचा है कि क्या, विकास के दौरान, नग्न तिल चूहे ने सीजीएएस को बदल दिया होगा ताकि यह अब डीएनए की मरम्मत में हस्तक्षेप न करे, या शायद इसमें मदद भी करे। टोंगजी विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के नेतृत्व में एक नया अध्ययन, और हाल ही में प्रकाशित हुआ विज्ञानइस विचार की जाँच करने के लिए निकल पड़े।
शोधकर्ताओं ने नग्न तिल चूहों के सीजीएएस जीन और प्रोटीन की तुलना मनुष्यों और चूहों से की। उन्होंने प्रजातियों के बीच विशिष्ट अमीनो एसिड – प्रोटीन के निर्माण खंड – को बदलने और डीएनए की मरम्मत पर प्रभावों का निरीक्षण करने के लिए आनुवंशिक इंजीनियरिंग उपकरणों का उपयोग किया। उन्होंने यह परीक्षण करने के लिए कोशिका संवर्धन, फल मक्खियों और चूहों पर भी प्रयोग किए कि ये आणविक परिवर्तन जीनोम स्थिरता, सेलुलर उम्र बढ़ने और जीवनकाल को कैसे प्रभावित करते हैं।
इस प्रकार टीम ने पाया कि मनुष्यों और चूहों में, सीजीएएस समजात पुनर्संयोजन मार्ग में हस्तक्षेप करता है – लेकिन नग्न तिल चूहों में सीजीएएस इसे बढ़ाता है। इसका कारण सीजीएएस की संरचना में चार अमीनो एसिड प्रतिस्थापन थे, जिसने नग्न तिल चूहे सीजीएएस को क्षति होने के बाद जल्दी से हटाए जाने के बजाय लंबे समय तक डीएनए से बंधे रहने की अनुमति दी। इस बंधन ने सीजीएएस को सर्वव्यापीकरण नामक प्रक्रिया द्वारा विनाश के लिए टैग किए जाने से रोका।
इसके बजाय, नग्न तिल चूहे सीजीएएस ने सजातीय पुनर्संयोजन को तेज करने और डीएनए ब्रेक को अधिक कुशलता से ठीक करने में मदद करने के लिए FANCI और RAD50 नामक दो मरम्मत प्रोटीनों को एक साथ लाया। इस संशोधित सीजीएएस वाली कोशिकाओं में तनाव-प्रेरित उम्र बढ़ने के कम लक्षण दिखाई दिए।
जब वैज्ञानिकों ने वही चार अमीनो एसिड परिवर्तन मानव सीजीएएस में डाले, तो अणु ने डीएनए की मरम्मत को नुकसान पहुंचाना बंद कर दिया।
यह खोज यह दिखाने के लिए उल्लेखनीय है कि दीर्घायु न केवल सहायक मरम्मत एंजाइमों में सुधार करके बल्कि हानिकारक नियामकों को कमजोर करके भी विकसित की जा सकती है। नग्न तिल चूहे में, विकास ने अनिवार्य रूप से सीजीएएस की भूमिका को ‘फ़्लिप’ कर दिया, जो लंबे समय से चले आ रहे विचार का समर्थन करता है कि कुशल डीएनए मरम्मत उम्र बढ़ने के खिलाफ मुख्य बचावों में से एक है।
शोधकर्ताओं ने अपने पेपर में लिखा है, “हमारा काम इस बात के लिए आणविक आधार प्रदान करता है कि नग्न तिल-चूहों में विकास के दौरान असाधारण दीर्घायु में योगदान करने के लिए डीएनए की मरम्मत कैसे सक्रिय होती है।”
स्वतंत्र विशेषज्ञों ने कहा है कि यदि वैज्ञानिक मनुष्यों सहित अन्य प्रजातियों में इस प्रभाव को सुरक्षित रूप से पुन: उत्पन्न कर सकते हैं, तो यह उम्र से संबंधित अनुसंधान और उपचार के लिए नए रास्ते खोल सकता है। उदाहरण के लिए, सीजीएएस डीएनए के साथ कैसे इंटरैक्ट करता है, इसे समायोजित करने वाली दवाएं प्रतिरक्षा प्रणाली से समझौता किए बिना कोशिकाओं को जीनोम अखंडता बनाए रखने में मदद कर सकती हैं।
