जीनोमिक्स अध्ययन प्रोटीन के अनूठे सेट की पहचान करता है जो जेब्राफिश में सुनवाई को बहाल करता है: अध्ययन सेल पुनर्जनन को सुविधाजनक बनाने में प्रतिलेखन कारकों की भूमिका को दर्शाता है

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नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ के शोधकर्ताओं ने प्रोटीन के एक विशिष्ट नेटवर्क की खोज की है जो सेल पुनर्जनन के माध्यम से जेब्राफिश में सुनवाई बहाल करने के लिए आवश्यक है। राष्ट्रीय मानव जीनोम अनुसंधान संस्थान (एनएचजीआरआई) में जांचकर्ताओं के नेतृत्व में अध्ययन, मनुष्यों में सुनवाई हानि के उपचार के विकास की सूचना दे सकता है। निष्कर्ष . में प्रकाशित किए गए थे सेल जीनोमिक्स.

यद्यपि बालों की कोशिकाओं के नुकसान को मनुष्यों में बदला नहीं जा सकता है, ज़ेब्राफिश सहित कई जानवर, बालों की कोशिकाओं के पुनर्जनन के माध्यम से चोट के बाद सुनवाई बहाल कर सकते हैं। जेब्राफिश बालों की कोशिकाओं के पुनर्योजी गुणों ने शोधकर्ताओं को पुनर्जनन के कुछ मौलिक गुणों को समझने के लिए इस जानवर का उपयोग करने के लिए प्रेरित किया।

सुनवाई हानि लगभग 37.5 मिलियन अमेरिकियों को प्रभावित करती है, और ज्यादातर मामले आंतरिक कान में “बाल कोशिकाओं” के रूप में जाने वाले श्रवण रिसेप्टर्स के नुकसान से आते हैं। जब ध्वनि हमारे कानों में जाती है, तो इन सूक्ष्म बालों की कोशिकाओं से चिपके हुए ब्रिस्टल चलते हैं और झुकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप तंत्रिकाओं और हमारे दिमाग में विद्युत संकेत भेजे जाते हैं जो हमें ध्वनि को संसाधित करने की अनुमति देते हैं।

मनुष्य और जेब्राफिश दृष्टि से काफी भिन्न हैं, लेकिन जीनोमिक स्तर पर, वे अपने जीन का 70% से अधिक हिस्सा साझा करते हैं। यह जीनोमिक समानता शोधकर्ताओं को मनुष्यों को निष्कर्षों का अनुवाद करने से पहले ज़ेब्राफिश में कोशिका पुनर्जनन के जीव विज्ञान को समझने की क्षमता प्रदान करती है।

एरिन जिमेनेज, पीएच.डी., शॉन बर्गेस की प्रयोगशाला में पोस्टडॉक्टरल फेलो, पीएच.डी., राष्ट्रीय मानव जीनोम अनुसंधान संस्थान (एनएचजीआरआई) ट्रांसलेशनल और फंक्शनल जीनोमिक्स शाखा में वरिष्ठ अन्वेषक, ने शोधकर्ताओं इवान ओवचारेंको के सहयोग से अध्ययन का नेतृत्व किया। , पीएच.डी., और वी सोंग, पीएच.डी., नेशनल लाइब्रेरी ऑफ मेडिसिन के नेशनल सेंटर फॉर बायोटेक्नोलॉजी इंफॉर्मेशन में।

बर्गेस ने कहा, “मनुष्य और अन्य स्तनधारी बाल कोशिकाओं की एक निश्चित संख्या के साथ पैदा होते हैं जो उम्र बढ़ने और आघात से धीरे-धीरे खो जाते हैं। हालांकि कुछ जानवर, जैसे ज़ेब्राफिश, बालों की कोशिकाओं को पुन: उत्पन्न कर सकते हैं और चोट के बाद सुनवाई को ठीक कर सकते हैं।” “इन जानवरों में पुनर्जनन कैसे और क्यों होता है यह एक रहस्य बना हुआ है कि कई वैज्ञानिक इसे सुलझाना चाहेंगे।”

जीनोमिक तकनीकों और कम्प्यूटेशनल-आधारित मशीन लर्निंग के संयोजन का उपयोग करते हुए, जिमेनेज़ और उनके सहयोगियों ने पाया कि ज़ेब्राफिश में हेयर सेल पुनर्जनन प्रोटीन के एक नेटवर्क पर निर्भर करता है जो जीन को चालू और बंद कर सकता है, जिसे ट्रांसक्रिप्शन कारक के रूप में जाना जाता है। ठीक से पहचानने के लिए कि कौन से ट्रांसक्रिप्शन कारक चल रहे थे, शोधकर्ताओं को पहले ज़ेब्राफिश जीनोम के भीतर एन्हांसर अनुक्रमों को देखना था।

यदि ट्रांसक्रिप्शन कारकों को उन चाबियों के रूप में माना जाता है जो कार को चालू और बंद करती हैं, तो एन्हांसर सीक्वेंस कार का इग्निशन स्विच होता है। कार चलाने के लिए दोनों भागों को परस्पर क्रिया करने की आवश्यकता होती है, ठीक उसी तरह जैसे किसी जीन को व्यक्त करने के लिए प्रतिलेखन कारकों को विशिष्ट एन्हांसर अनुक्रमों से बांधने की आवश्यकता होती है।

शोधकर्ताओं ने नई जीनोमिक तकनीकों का उपयोग किया, जिन्हें एकल-कोशिका आरएनए अनुक्रमण कहा जाता है और ट्रांसपोज़ेज़-सुलभ क्रोमैटिन के लिए एकल-कोशिका परख का उपयोग अनुक्रमण का उपयोग करके बढ़ाने वाले अनुक्रमों और उनके संबंधित प्रतिलेखन कारकों की पहचान करने के लिए किया जाता है जो बाल कोशिका पुनर्जनन में भूमिका निभाते हैं।

जिमेनेज ने कहा, “हमारे अध्ययन ने ट्रांसक्रिप्शन कारकों के दो परिवारों की पहचान की जो ज़ेब्राफिश में हेयर सेल रीजनरेशन को सक्रिय करने के लिए मिलकर काम करते हैं, जिन्हें सोक्स और सिक्स ट्रांसक्रिप्शन कारक कहा जाता है।”

सबसे पहले, सॉक्स ट्रांसक्रिप्शन कारक आसपास की कोशिकाओं में पुनर्जनन प्रतिक्रिया शुरू करते हैं, जिन्हें सपोर्ट सेल कहा जाता है। इसके बाद, सॉक्स और सिक्स ट्रांसक्रिप्शन कारक उन सहायक कोशिकाओं को बालों की कोशिकाओं में बदलने में सहयोग करते हैं।

जब जेब्राफिश में बाल कोशिकाएं मर जाती हैं, तो आस-पास की सहायक कोशिकाएं प्रतिकृति बनाना शुरू कर देती हैं। ये सपोर्ट सेल स्टेम सेल की तरह होते हैं क्योंकि इनमें अन्य प्रकार की सेल बनने की क्षमता होती है। शोधकर्ताओं ने कुछ ऐसे कारकों की पहचान की थी जो सहायक कोशिकाओं को बालों की कोशिकाओं में परिवर्तित करते हैं, लेकिन यह समझ में नहीं आया कि उन कारकों को कूटने वाले जीन कैसे और कहाँ चालू होते हैं और अन्य अज्ञात कारकों के साथ समन्वयित होते हैं।

“हमने ट्रांसक्रिप्शन कारकों के एक अद्वितीय संयोजन की पहचान की है जो ज़ेब्राफिश में पुनर्जनन को ट्रिगर करता है। आगे की रेखा के नीचे, ज़ेब्राफिश ट्रांसक्रिप्शन कारकों का यह समूह एक जैविक लक्ष्य बन सकता है जो मनुष्यों में सुनवाई हानि के इलाज के लिए उपन्यास चिकित्सा के विकास का कारण बन सकता है,” जिमेनेज कहा।

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