মিউট্যান্ট স্টেম সেল বিকাশের নিয়মকে অস্বীকার করে

কল্পনা করুন আপনি একটি কেক বেক করছেন, কিন্তু আপনার লবণ ফুরিয়ে গেছে। এমনকি অনুপস্থিত উপাদানের সাথেও, ব্যাটারটি এখনও কেকের ব্যাটারের মতো দেখায়, তাই আপনি এটিকে চুলায় আটকান এবং আপনার আঙ্গুলগুলি অতিক্রম করুন, একটি সাধারণ কেকের কাছাকাছি কিছুর সাথে শেষ হওয়ার প্রত্যাশা করে। পরিবর্তে, আপনি একটি সম্পূর্ণ রান্না করা স্টেক খুঁজে পেতে এক ঘন্টা পরে ফিরে আসবেন।

এটি একটি ব্যবহারিক কৌতুকের মতো শোনাচ্ছে, কিন্তু এই ধরনের মর্মান্তিক রূপান্তরটি সত্যিই মাউস স্টেম সেলের একটি খাবারের ক্ষেত্রে ঘটেছিল যখন গ্ল্যাডস্টোন ইনস্টিটিউটের বিজ্ঞানীরা শুধুমাত্র একটি জিন সরিয়ে ফেলেন - স্টেম সেলগুলি হৃৎপিণ্ডের কোষে পরিণত হওয়ার জন্য হঠাৎ করে মস্তিষ্কের কোষগুলির পূর্বসূরীর সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ। বিজ্ঞানীদের সুযোগ পর্যবেক্ষণে তারা যা ভেবেছিল সে সম্পর্কে তারা জানত কিভাবে স্টেম সেলগুলি প্রাপ্তবয়স্ক কোষে পরিণত হয় এবং পরিণত হওয়ার সাথে সাথে তাদের পরিচয় বজায় রাখে।

গ্ল্যাডস্টোন ইনস্টিটিউট অফ কার্ডিওভাসকুলার ডিজিজের পরিচালক এবং নতুন গবেষণায় প্রকাশিত নতুন গবেষণার একজন সিনিয়র লেখক বেনোইট ব্রুনউ বলেছেন, "এটি আসলেই মৌলিক ধারণাগুলিকে চ্যালেঞ্জ করে যে কোষগুলি একবার তারা হৃদপিন্ড বা মস্তিষ্কের কোষে পরিণত হওয়ার পথে চলতে শুরু করে।" প্রকৃতি।

পেছন ফেরা নেই

ভ্রূণের স্টেম সেলগুলি প্লুরিপোটেন্ট - তাদের সম্পূর্ণরূপে গঠিত প্রাপ্তবয়স্কদের দেহে প্রতিটি ধরণের কোষে পার্থক্য করার বা রূপান্তর করার ক্ষমতা রয়েছে। কিন্তু প্রাপ্তবয়স্ক কোষের প্রকারের জন্ম দিতে স্টেম সেলের জন্য অনেক পদক্ষেপ নিতে হয়। হৃৎপিণ্ডের কোষে পরিণত হওয়ার পথে, উদাহরণস্বরূপ, ভ্রূণের স্টেম কোষগুলি প্রথমে মেসোডার্মে পার্থক্য করে, যা প্রথম দিকের ভ্রূণে পাওয়া তিনটি আদিম টিস্যুর মধ্যে একটি। পথের আরও নিচে, মেসোডার্ম কোষগুলি হাড়, পেশী, রক্তনালী এবং হৃৎপিণ্ডের কোষগুলি তৈরি করতে শাখা বন্ধ করে।

এটি সাধারণত ভালভাবে গৃহীত হয় যে একবার একটি কোষ এই পথগুলির মধ্যে একটিকে আলাদা করতে শুরু করলে, এটি একটি ভিন্ন ভাগ্য বেছে নিতে ঘুরে দাঁড়াতে পারে না।

"প্রায় প্রত্যেক বিজ্ঞানী যারা কোষের ভাগ্য নিয়ে কথা বলেন তারা ওয়াডিংটন ল্যান্ডস্কেপের একটি ছবি ব্যবহার করেন, যা দেখতে অনেকটা স্কি রিসোর্টের মতো, যেখানে বিভিন্ন স্কি ঢাল খাড়া, বিচ্ছিন্ন উপত্যকায় নেমে আসে," ব্রুনো বলেছেন, যিনি উইলিয়াম এইচ. ইয়ংগার চেয়ারও রয়েছেন৷ গ্ল্যাডস্টোনের কার্ডিওভাসকুলার রিসার্চ এবং ইউসি সান ফ্রান্সিসকো (ইউসিএসএফ) এর পেডিয়াট্রিক্সের অধ্যাপক। "যদি একটি কোষ গভীর উপত্যকায় থাকে, তবে এটি সম্পূর্ণ ভিন্ন উপত্যকায় ঝাঁপিয়ে পড়ার কোন উপায় নেই।"

এক দশক আগে, গ্ল্যাডস্টোন সিনিয়র ইনভেস্টিগেটর শিনিয়া ইয়ামানাকা, এমডি, পিএইচডি, আবিষ্কার করেছিলেন কীভাবে সম্পূর্ণরূপে আলাদা করা প্রাপ্তবয়স্ক কোষগুলিকে প্ররোচিত প্লুরিপোটেন্ট স্টেম কোষে পুনঃপ্রোগ্রাম করা যায়। যদিও এটি কোষগুলিকে উপত্যকার মধ্যে লাফ দেওয়ার ক্ষমতা দেয়নি, এটি একটি স্কি লিফটের মতো কাজ করেছে যা পার্থক্য ল্যান্ডস্কেপের শীর্ষে ফিরে আসে।

তারপর থেকে, অন্যান্য গবেষকরা আবিষ্কার করেছেন যে সঠিক রাসায়নিক সংকেতের সাহায্যে, কিছু কোষকে "ডাইরেক্ট রিপ্রোগ্রামিং" নামক একটি প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত প্রকারে রূপান্তরিত করা যেতে পারে - যেমন প্রতিবেশী স্কি ট্রেইলের মধ্যবর্তী বনের মধ্য দিয়ে একটি শর্টকাট। কিন্তু এইগুলির কোনটিতেই কোষগুলি স্বতঃস্ফূর্তভাবে ভিন্ন ভিন্ন পথের মধ্যে ঝাঁপ দিতে পারে না। বিশেষ করে, মেসোডার্ম কোষগুলি মস্তিষ্কের কোষ বা অন্ত্রের কোষের মতো দূরবর্তী ধরণের অগ্রদূত হতে পারে না।

তবুও, নতুন গবেষণায়, ব্রুনো এবং তার সহকর্মীরা দেখান যে, তাদের আশ্চর্যের জন্য, হৃৎপিণ্ডের কোষের পূর্ববর্তীরা প্রকৃতপক্ষে সরাসরি মস্তিষ্কের কোষের অগ্রদূতে রূপান্তরিত হতে পারে - যদি ব্রহ্মা নামক একটি প্রোটিন অনুপস্থিত থাকে।

একটি আশ্চর্যজনক পর্যবেক্ষণ

গবেষকরা হৃৎপিণ্ডের কোষের পার্থক্যে প্রোটিন ব্রহ্মার ভূমিকা অধ্যয়ন করছিলেন, কারণ তারা 2019 সালে আবিষ্কার করেছিলেন যে এটি হৃদপিণ্ডের গঠনের সাথে যুক্ত অন্যান্য অণুর সাথে একসাথে কাজ করে।

মাউসের ভ্রূণের স্টেম সেলের একটি থালায়, তারা CRISPR জিনোম-সম্পাদনা পদ্ধতি ব্যবহার করে জিন Brm (যেটি প্রোটিন ব্রহ্মা উৎপন্ন করে) বন্ধ করতে। এবং তারা লক্ষ্য করেছে যে কোষগুলি আর স্বাভাবিক হার্ট সেল পূর্বসূরীদের মধ্যে পার্থক্য করছে না।

"10 দিনের পার্থক্যের পরে, স্বাভাবিক কোষগুলি ছন্দময়ভাবে মারছে; তারা স্পষ্টতই হৃৎপিণ্ডের কোষ,” বলেছেন স্বেতানসু হোতা, পিএইচডি, গবেষণার প্রথম লেখক এবং ব্রুনো ল্যাবের একজন স্টাফ বিজ্ঞানী৷ “কিন্তু ব্রহ্মা ছাড়া জড় কোষের ভর ছিল মাত্র। মোটেও মারধর নয়।”

আরও বিশ্লেষণের পরে, ব্রুনোর দল বুঝতে পেরেছিল যে কোষগুলি মারছিল না কারণ ব্রহ্মাকে অপসারণ করা কেবল হৃদপিণ্ডের কোষগুলির জন্য প্রয়োজনীয় জিনগুলিকে বন্ধ করে দেয় না, তবে মস্তিষ্কের কোষগুলিতে প্রয়োজনীয় জিনগুলিকে সক্রিয় করে। হৃৎপিণ্ডের অগ্রদূত কোষগুলি এখন মস্তিষ্কের অগ্রদূত কোষ ছিল।

গবেষকরা তারপরে পার্থক্যের প্রতিটি ধাপ অনুসরণ করেছিলেন এবং অপ্রত্যাশিতভাবে আবিষ্কার করেছিলেন যে এই কোষগুলি কখনও প্লুরিপোটেন্ট অবস্থায় ফিরে আসেনি। পরিবর্তে, কোষগুলি স্টেম সেল পাথগুলির মধ্যে অনেক বড় লাফ দিয়েছিল যা আগে কখনও দেখা যায়নি।

"আমরা যা দেখেছি তা হল ওয়াডিংটন ল্যান্ডস্কেপের একটি উপত্যকার একটি সেল, সঠিক অবস্থার সাথে, প্রথমে শিখরে ফিরে লিফট না নিয়েই অন্য উপত্যকায় ঝাঁপ দিতে পারে," ব্রুনো বলেছেন৷

রোগের জন্য পাঠ

একটি ল্যাব ডিশে এবং একটি সম্পূর্ণ ভ্রূণে কোষের পরিবেশ বেশ ভিন্ন হলেও, গবেষকদের পর্যবেক্ষণগুলি কোষের স্বাস্থ্য এবং রোগ সম্পর্কে পাঠ রাখে। Brm জিনের মিউটেশনগুলি জন্মগত হৃদরোগের সাথে এবং মস্তিষ্কের কার্যকারিতা জড়িত সিন্ড্রোমের সাথে যুক্ত। জিনটি বিভিন্ন ক্যান্সারেও জড়িত।

"যদি ব্রহ্মা অপসারণ করা মেসোডার্ম কোষগুলিকে (হৃদপিণ্ডের কোষের অগ্রদূতের মতো) থালায় ইক্টোডার্ম কোষে (মস্তিষ্কের কোষের অগ্রদূতের মতো) পরিণত করতে পারে, তাহলে সম্ভবত Brm জিনের মিউটেশনগুলি কিছু ক্যান্সার কোষকে তাদের জেনেটিক প্রোগ্রামকে ব্যাপকভাবে পরিবর্তন করার ক্ষমতা দেয়।" ব্রুনো বলেছেন।

মৌলিক গবেষণার স্তরেও ফলাফলগুলি গুরুত্বপূর্ণ, তিনি যোগ করেন, কারণ তারা কীভাবে কোষগুলি তাদের চরিত্র পরিবর্তন করতে পারে, যেমন হার্ট ফেইলিওর এবং পুনর্জন্মমূলক থেরাপির বিকাশের জন্য, উদাহরণস্বরূপ নতুন হার্ট কোষগুলিকে প্ররোচিত করে তার উপর আলোকপাত করতে পারে।

"আমাদের অধ্যয়ন আমাদের বলে যে পার্থক্যের পথগুলি আমরা যা ভেবেছিলাম তার চেয়ে অনেক বেশি জটিল এবং ভঙ্গুর," ব্রুনো বলেছেন। "পার্থক্যের পথগুলির একটি ভাল জ্ঞান আমাদের জন্মগত হৃদয়-এবং অন্যান্য-ত্রুটিগুলি বুঝতে সাহায্য করতে পারে, যা ত্রুটিপূর্ণ পার্থক্যের মাধ্যমে আংশিকভাবে উদ্ভূত হয়।"