जीन विनियमन की एक नई समझ को सक्रिय करना

जीन अभिव्यक्ति का विनियमन - जीन को चालू या बंद करना, उनकी अभिव्यक्ति को बढ़ाना या घटाना - विकास के दौरान कोशिका की पहचान को परिभाषित करने और कोशिका के पूरे जीवनकाल में सेलुलर गतिविधि के समन्वय के लिए महत्वपूर्ण है. जीन विनियमन का सामान्य मॉडल कोशिका के केंद्रक को एक बड़े स्थान के रूप में कल्पना करता है जिसमें डीएनए प्रतिलेखन में शामिल अणु तब तक यादृच्छिक रूप से इधर-उधर तैरते रहते हैं जब तक कि वे डीएनए अनुक्रम या अन्य ट्रांसक्रिप्शनल मशीनरी के पार नहीं पहुंच जाते जिससे वे बंध सकते हैं।, दूसरे शब्दों में, एक अव्यवस्थित दृष्टिकोण.

इस प्रतिमान को उलटा किया जा रहा है, तथापि, जैसा कि पिछले कुछ वर्षों में शोधकर्ताओं ने पाया है कि अंतरिक्ष अनाकार होने के बजाय आकस्मिक टकरावों पर निर्भर होते हैं, कोशिकाएं वास्तव में प्रासंगिक अणुओं को एकत्रित करने के लिए अपनी प्रक्रियाओं को अलग-अलग झिल्ली रहित संरचनाओं में विभाजित करती हैं, जिससे उनकी बातचीत का बेहतर समन्वय हो सके. इस साल की शुरुआत में व्हाइटहेड इंस्टीट्यूट के सदस्य रिचर्ड यंग और अन्य की प्रयोगशाला के शोध से पता चला कि इस तरह का विभाजन महत्वपूर्ण है, जीन विनियमन का पहले से न देखा गया पहलू.

यंग की प्रयोगशाला से नवीनतम शोध, ऑनलाइन प्रकाशित पत्रिका में कोशिका, इस बारे में और गहराई से बताया गया है कि कैसे इस तरह का कंपार्टमेंटलाइज़ेशन सक्रियण डोमेन की भूमिका को प्रकट करके ट्रांसक्रिप्शनल विनियमन को व्यवस्थित करने में मदद करता है, प्रतिलेखन कारकों का एक हिस्सा पहले रहस्य में डूबा हुआ था. प्रतिलेखन कारकों का एक पक्ष, डीएनए बाइंडिंग डोमेन युक्त, एक जीन के पास डीएनए के एक क्षेत्र से जुड़ जाता है. दूसरा छोर, सक्रियण डोमेन कहा जाता है, फिर उन अणुओं को पकड़ लेता है जो जीन अभिव्यक्ति को प्रभावित करते हैं, जीन के पास उस ट्रांसक्रिप्शनल मशीनरी को स्थापित करना.

इस नवीनतम कार्य से पता चलता है कि सक्रियण डोमेन तरल बनाने के लिए अन्य प्रतिलेखन प्रोटीन के साथ जुड़कर अपना काम करते हैं अभी हाल तक यूरोपीय विशेषज्ञ - चेकिया जिन जीनों को वे नियंत्रित करते हैं उनके पास. वह प्रक्रिया जिसके द्वारा अणु कोशिका के वातावरण में एक अलग तरल डिब्बे का निर्माण करते हैं - जैसे कि सलाद ड्रेसिंग में सिरके के साथ तेल मिलाने से इनकार करना - चरण पृथक्करण कहलाता है.

जीन विनियमन की इस तरह की विकसित समझ का चिकित्सा और दवा की खोज पर व्यापक प्रभाव पड़ता है, क्योंकि जीन विनियमन में त्रुटियाँ कई बीमारियों के प्रमुख घटक हैं, कैंसर सहित. नया मॉडल इस बात पर प्रकाश डालने में मदद कर सकता है कि रोग नियामक तंत्रों को कैसे अपनाते हैं और चिकित्सीय हस्तक्षेप इस तरह के विनियमन को कैसे दूर कर सकते हैं. प्रतिलेखन कारकों को पारंपरिक रूप से चिकित्सीय रूप से लक्षित करना कठिन रहा है, और उनकी संरचना और कार्य की अधूरी समझ इसका कारण हो सकती है.

“प्रत्येक मानव कार्य के लिए ट्रांसक्रिप्शनल विनियमन महत्वपूर्ण है, कोशिका विभेदन से लेकर विकास से लेकर कोशिका रखरखाव तक,“ऐन बोइजा कहती हैं, यंग लैब में सह-प्रथम लेखक और पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता. "इस तथ्य के बावजूद कि प्रतिलेखन कारकों पर सक्रियण डोमेन की संरचना और कार्य को खराब तरीके से समझा गया है।"

अधिकांश प्रोटीन परिभाषित त्रि-आयामी संरचनाओं में बस जाते हैं और केवल अन्य अणुओं के साथ बंध सकते हैं जो उन्हें एक विशिष्ट अभिविन्यास में पूरी तरह से फिट करते हैं, ताले में चाबी की तरह. प्रतिलेखन कारक प्रोटीन के सक्रियण डोमेन, तथापि, इसमें वे शामिल हैं जिन्हें आंतरिक रूप से अव्यवस्थित क्षेत्र के रूप में जाना जाता है, जो पके हुए स्पेगेटी के धागों की तरह अधिक व्यवहार करते हैं, लचीली आकृतियों में बेतरतीब ढंग से उलझाना. यह विकार अणुओं को कई बिंदुओं पर बंधने की अनुमति देता है, ढीले कनेक्शनों का एक गतिशील नेटवर्क बनाना जो चरण पृथक्करण को तेज करता प्रतीत होता है.

“मैंने ताला-और-कुंजी संरचनाओं से प्रेरणा लेकर दशकों तक नियामक जीव विज्ञान पढ़ाया है. वे सुंदर हैं, और कल्पना करना और मॉडल बनाना आसान है, लेकिन वे पूरी कहानी नहीं बताते,“यंग कहते हैं, जो एमआईटी में जीव विज्ञान के प्रोफेसर भी हैं. "चरण पृथक्करण गायब टुकड़ा था।"

विभिन्न प्रकार के प्रतिलेखन कारकों के साथ प्रयोगों में, बोइजा और सह-प्रथम लेखक इसहाक क्लेन, यंग लैब में पोस्टडॉक और डाना-फ़ार्बर कैंसर इंस्टीट्यूट में मेडिकल ऑन्कोलॉजी फेलो, पाया गया कि प्रतिलेखन कारक मध्यस्थ के साथ मेल खाते हैं, एक अणु जो जीन को सक्रिय करने में मदद करता है, और चरण बूंदों में अलग हो गया, और यह प्रक्रिया जीन सक्रियण से जुड़ी थी. उन्होंने जिन प्रतिलेखन कारकों की जांच की उनमें OCT4 शामिल था, जो भ्रूणीय स्टेम कोशिकाओं की स्थिति को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है; एस्ट्रोजन रिसेप्टर (है), जो स्तन कैंसर में भूमिका निभाता है; और GCN4, यीस्ट में एक अच्छी तरह से अध्ययन किया गया मॉडल प्रतिलेखन कारक.

“हमें संदर्भों के व्यापक स्पेक्ट्रम में जीन सक्रियण और चरण पृथक्करण के बीच एक लिंक मिला,क्लेन कहते हैं, यह सुझाव देते हुए कि यह तंत्र ट्रांसक्रिप्शनल विनियमन की एक सामान्य विशेषता है.

इस खोज का कई बीमारियों पर प्रभाव पड़ता है, जैसे कैंसर, जिसमें कैंसर जीन अपनी अभिव्यक्ति को बढ़ाने में मदद के लिए चरणबद्ध रूप से अलग की गई बूंदों का उपयोग कर सकते हैं. नए चिकित्सीय दृष्टिकोण बूंदों को घोलने पर ध्यान केंद्रित कर सकते हैं, और दवा की खोज में यह परीक्षण शामिल हो सकता है कि दवा - या लक्ष्य अणु - बूंदों के अंदर बनाम बाहर कैसे व्यवहार करती है. ट्रांसक्रिप्शन कारक कैसे कार्य करते हैं इसका यह नया मॉडल न केवल ट्रांसक्रिप्शनल विनियमन की समझ को फिर से लिख रहा है, यह दवा की खोज और चिकित्सीय दृष्टिकोण के लिए नए रास्ते खोल रहा है.

स्रोत: www.technology.org, ग्रेटा फ्रायर द्वारा