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ऑक्टोपस मूल रूप से मक्खी पर अपने स्वयं के जीन को संपादित कर सकते हैं

2021

तुम एक जटिल जीव हो। आप परिवार और दोस्तों के साथ मेलजोल करते हैं, आप पहेलियाँ सुलझाते हैं और चुनाव करते हैं। मनुष्य ग्रह पर सबसे अधिक सेरेब्रल जानवरों में से कुछ हो सकते हैं, लेकिन हम जानते हैं कि इस तरह की व्यवहारिक जटिलता होने में हम अकेले नहीं हैं। कौवे औजार का उपयोग करते हैं। प्राइमेट्स अविश्वसनीय सामाजिक संरचनाएं बनाते हैं। व्हेल मण्डली।

लेकिन इन सभी क्रिटर्स में एक बात समान है: वे कशेरुक हैं। हमारे उपदंश के सदस्य सिर्फ रीढ़ की हड्डी से अधिक साझा करते हैं; हमारे सामान्य पूर्वज ने हमें संरचना और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के साथ उपहार दिया था जो व्यवहार की जटिलता के लिए उधार देता है।

और फिर सेफेलोपोड हैं। वे जटिल पहेलियों की एक चौंकाने वाली संख्या को हल कर सकते हैं, एक अनुभूति का सुझाव देते हैं जो कशेरुक दुनिया में पाए जाने वाले प्रतिद्वंद्वियों- भले ही वे आखिरी बार कम से कम 500 मिलियन साल पहले हमारे साथ साझा पूर्वज थे। अकशेरुकी जीवों की दुनिया में, ऑक्टोपस, स्क्विड और कटलफिश अलग-अलग हैं।

हम अंत में कुछ विचार क्यों कर सकते हैं। सेल में प्रकाशित एक अध्ययन के अनुसार इन प्राणियों में अपने डीएनए के भीतर पाए जाने वाले निर्देशों में हेरफेर करने की एक अलौकिक क्षमता होती है। आरएनए संपादन के लिए एक अभूतपूर्व पैनकेक समझा सकता है कि सेफालोपोड्स इतने उज्ज्वल और अनुकूल क्यों हैं।

आप शायद अपने हाई स्कूल जीव विज्ञान वर्ग से आरएनए को याद करते हैं। गर्भाधान के समय डीएनए हमारे लिए निर्धारित आनुवांशिक निर्देशों का एक खाका है। नाभिक में डीएनए स्थिर और अनुक्रमित (अधिकतर) होता है, जो आनुवंशिक जानकारी को अगली पीढ़ी तक इसे पारित करने के लिए सुरक्षित रखता है, जबकि इसका एकल-असहाय भाई शाही सेना उन दिशाओं को मार्चिंग आदेशों में परिवर्तित करता है। जब डीएनए कहता है "हमें इन प्रोटीनों का उत्पादन करना चाहिए इस समय आरएनए साइटोप्लाज्म की दुनिया में निकल जाता है और ऐसा होता है।

लेकिन कभी-कभी आरएनए विद्रोही। कभी-कभी एंजाइम हस्तक्षेप करते हैं, कुछ प्रोटीनों के लिए आरएनए एडेनोसिन ठिकानों को बाहर निकालते हैं और उनकी जगह इनोसिन ठिकानों की जगह लेते हैं। जब ऐसा होता है, तो डीएनए द्वारा बुलाए गए की तुलना में एक अलग प्रोटीन का उत्पादन करने के लिए आरएनए को 'संपादित' किया जा सकता है।

"लगभग 25 साल पहले, लोगों ने स्तनधारियों में आरएनए संपादन के पहले उदाहरण की पहचान की। कुछ मामले ऐसे थे जहां आप डीएनए को एक बात कहते हुए देखेंगे और फिर वास्तविक प्रोटीन को अलग-अलग कहेंगे। अध्ययन के सह-लेखक एली ईसेनबर्ग, एक बायोफिजिसिस्ट इज़राइल में तेल अवीव विश्वविद्यालय में। ईसेनबर्ग ने मरीन बायोलॉजिकल लेबोरेटरी में जोशुआ रोसेन्थल के साथ अध्ययन का सह-नेतृत्व किया, हालांकि दोनों तेल अवीव के नोआ लेस्सोविच-ब्यूअर को शोध के पीछे की प्रेरणा के रूप में इंगित करते हैं।

कुछ दशकों के लिए, ईसेनबर्ग कहते हैं, इस घटना का अध्ययन दुर्घटना से पाए गए मुट्ठी भर मामलों तक सीमित था। लेकिन हाल के वर्षों में, वैज्ञानिकों ने एक अधिक व्यवस्थित दृष्टिकोण बनाया है और पाया है कि मनुष्य कभी-कभी इस आनुवंशिक चाल का भी उपयोग करते हैं। लेकिन हमारे लिए, यह एक दुर्लभ घटना है। हमारे पास कई साइटें हैं जहां संपादन हो सकता है, लेकिन अधिकांश जीनोम के कुछ हिस्सों में 'जंक' डीएनए के साथ स्थित हैं जो किसी भी चीज़ के लिए कोड नहीं करता है। 1, 000 या तो कोडिंग साइटों में से जहां संपादन हो सकता है, केवल कुछ दर्जन ऐसी जगहों पर मौजूद हैं, जहां संपादन की संभावना एक महत्वपूर्ण प्रभाव डालती है।

स्क्विड, जिनकी जीन की संख्या समान है, इन उपयोगी साइटों में से लगभग 11, 000 हैं।

नया अध्ययन, जो सेफलोप्रोड की कई प्रजातियों में आरएनए संपादन साइटों को ट्रैक करता था, ने पहले के शोध में पाया था कि ऑक्टोपस तापमान परिवर्तन के लिए तेजी से अनुकूल होने के लिए आरएनए संपादन का उपयोग करते हैं, और यह व्यापक संपादन स्क्विड न्यूरल ऊतक में होता है। अतिरिक्त प्रजातियों की जांच करने में, शोधकर्ताओं ने निर्धारित किया कि संपादन योग्य आरएनए का यह वरदान सेफेलोपोड्स के बीच लगभग सार्वभौमिक है, जो अपवाद साबित करते हैं कि नियम कुछ आकर्षक सुराग प्रदान करते हैं।

"Coleoid" सबक्लाससक्विड, कटलफिश, ऑक्टोपस के सभी सदस्यों ने शोधकर्ताओं ने जांच की कि आरएनए संपादन में यह बढ़ावा था। लेकिन चैंबर किए गए नॉटिलस, जो अपने कोड़ा-स्मार्ट चचेरे भाई की तुलना में एक आदिम जानवर माना जाता है, के आरएनए संपादन का स्तर बहुत कम था। तुलना के लिए परीक्षण किए गए एक और भी अधिक दूर के मोलस्क चचेरे भाई (नहीं एक सेफलोपॉड) का स्तर समान था।

क्योंकि मस्तिष्क ऊतक में आरएनए संपादन का बहुत कुछ होता है, शोधकर्ताओं को लगता है कि यह सहसंबंध यह संकेत दे सकता है कि प्रक्रिया कुछ सेफेलोपोड्स को अपने स्मार्ट को देने में मदद करती है। वास्तव में यह प्रक्रिया कैसे या क्यों होती है यह भविष्य के अध्ययन के लिए एक प्रश्न है। लेकिन एक बात निश्चित है: आरएनए संपादन एक प्रजाति को अविश्वसनीय रूप से लचीला बना सकता है।

"हमारे लिए, आम तौर पर जब हमारे पास एक जीन होता है, तो उत्परिवर्तन के माध्यम से कोडिंग में सुधार किया जा सकता है। यह विकास की सामान्य तस्वीर है, जहां एक उत्परिवर्तन जीव की जरूरतों के लिए प्रोटीन को अनुकूलित करने के लिए आता है। ईसेनबर्ग कहते हैं।" लेकिन जब आप बदलते हैं। डीएनए, यह कठोर है। आप इसे बदलते हैं, और वह है। "

आरएनए संपादन की प्रक्रिया बहुत अधिक अनुकूलनीय है।

"आप एक ऊतक में आरएनए को संपादित कर सकते हैं, कहते हैं, मस्तिष्क, और दूसरे में नहीं, जैसे मांसपेशी ईसेनबर्ग बताते हैं।" आपके पास सामान्य परिस्थितियों में उत्पादित पुराना प्रोटीन हो सकता है, और एक नया जब आप तनाव में होते हैं। आप इसे अलग-अलग स्तर पर संपादित कर सकते हैं या नहीं कर सकते हैं। आपके पास एक ही सेल में संपादित और संयुक्त संस्करण हो सकते हैं, एक साथ काम कर सकते हैं। "

शोधकर्ताओं ने पहले ही देखा है कि ऑक्टोपस जिन्हें बदलते तापमान के अनुकूल होना है, वे ऐसा करने के लिए आरएनए संपादन का उपयोग करते हैं, लेकिन संभावनाएं वास्तव में अंतहीन हैं। ईसेनबर्ग और उनके सहयोगियों ने अन्य पर्यावरणीय परिवर्तनों की जांच करने की उम्मीद की - जैसे समुद्र में अम्लीकरण, जलवायु परिवर्तन के युग में एक बढ़ती चिंता - यह देखने के लिए कि किस प्रकार के अजीब अनुकूलन एक सेफलोपोड को आवश्यकतानुसार लागू कर सकते हैं।

इसलिए यदि RNA संपादन इतनी अच्छी चाल है, तो मनुष्य इसे अधिक बार क्यों नहीं करते हैं?

"यह एक ऐसा सवाल है जिसका हम अभी जवाब देना शुरू कर सकते हैं, क्योंकि अब हमारे पास ये जानवर हैं जो ईसेनबर्ग से अपनी तुलना करने के लिए हर समय ऐसा करते हैं। हम कहते हैं, " लेकिन हमारे पास इसकी कीमत का कुछ अंदाजा है।

ऐसा लगता है कि सेफालोपॉड्स ने एक गंभीर विकासवादी व्यापार बंद कर दिया है: व्यापक आरएनए संपादन के लचीलेपन को बनाए रखने के लिए, उन्होंने उत्परिवर्तन के माध्यम से कठोर आनुवंशिक परिवर्तन करने की क्षमता छोड़ दी हो सकती है। दूसरे शब्दों में, उनका विकास अवरुद्ध हो सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि RNA संपादन की अनुमति देने वाली संरचनाएं जटिल हैं और उन्हें जीनोम के ठीक हिस्से में बैठना चाहिए। उत्परिवर्तन के प्रकार जो मनुष्यों को पीढ़ी-दर-पीढ़ी अनुकूल बनाने और जीवित रहने में मदद करते हैं, इस तरह के एंप्लाम्ब के साथ एक मक्खी के संपादन को शुरू करने के लिए एक सेफालोपॉड की क्षमता में बाधा होगी।

"ये परिणाम पहले से ही सेफेलोपोड्स की विशेषता के साथ अच्छी तरह से फिट हैं, लेकिन अन्यथा अन्य जानवरों के बारे में जो कुछ भी हम जानते हैं उससे अनपेक्षित हैं, यह जानने के लिए कि जैविक प्रणाली कैसे काम करती है, यह जानने के लिए कई अलग-अलग जीवों के अध्ययन के महत्व पर प्रकाश डाला गया है, कैरी अल्बर्टिन, जो विश्वविद्यालय में एक शोधकर्ता हैं। शिकागो के जो नए अध्ययन में शामिल नहीं थे। अल्बर्टिन, टीम का हिस्सा जिसने पहली बार ऑक्टोपस जीनोम का अनुक्रम किया, आशा है कि परिणाम हमें अकशेरुकी दुनिया के सबसे बड़े दिमाग में अंतर्दृष्टि प्रदान करने में मदद कर सकते हैं। ये निष्कर्ष बहुत ही रोमांचक हैं। । "

तो मूल रूप से, सेफालोपॉड्स को नरक के रूप में अजीब होना जारी है। उम्मीद है कि भविष्य के अध्ययन हमें यह पता लगाने में मदद कर सकते हैं कि उन्होंने कैसे और कब इस आकर्षक विकासवादी रणनीति को अपनाया- और क्या यह वास्तव में उनकी प्रतिभा का रहस्य है।

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