TRF2 मांसपेशी स्टेम कोशिकाओं की ऊतक की मरम्मत करने की क्षमता बनाए रखता है

संक्षेप में

• TRF2 मांसपेशी स्टेम कोशिकाओं की पहचान और ऊतक की मरम्मत करने की उनकी क्षमता बनाए रखने में मदद करता है।
• TRF2 से वंचित चूहों में, क्षतिग्रस्त मांसपेशी की जगह समय के साथ वसा और निशान ऊतक ने ले ली।
• ड्यूशेन मस्कुलर डिस्ट्रॉफी के एक मॉडल में, TRF2 हटाने से अपक्षय तेज़ हुआ और जानवरों का जीवनकाल घट गया।

गुणसूत्रों की रक्षा के लिए जाने जाने वाले प्रोटीन का अप्रत्याशित कार्य

पेन्सिल्वेनिया विश्वविद्यालय के पेरेलमैन स्कूल ऑफ़ मेडिसिन के शोधकर्ताओं ने पाया कि TRF2 प्रोटीन केवल गुणसूत्रों की रक्षा के लिए ही ज़रूरी नहीं है। यह मांसपेशी स्टेम कोशिकाओं के गुणों को बनाए रखने में भी मदद करता है—ये वे कोशिकाएँ हैं जिन पर क्षति के बाद ऊतक की मरम्मत निर्भर करती है। इस अध्ययन के नतीजे Science Advances पत्रिका में प्रकाशित हुए हैं। लेखकों का मानना है कि यह खोज मांसपेशियों के रोगों के अध्ययन के लिए नई दिशाएँ सुझा सकती है, लेकिन अपने आप में इसका अर्थ यह नहीं है कि कोई उपचार उपलब्ध हो गया है।

सामान्यतः मांसपेशियों की स्टेम कोशिकाएँ अपना अधिकांश समय निष्क्रिय अवस्था में बिताती हैं। चोट लगने के बाद वे सक्रिय होती हैं, बढ़ती हैं और क्षतिग्रस्त मांसपेशी ऊतक की जगह नए ऊतक बनाने में भाग लेती हैं। इसके बाद कुछ कोशिकाएँ फिर से विश्राम की अवस्था में लौट आती हैं और भविष्य में होने वाली क्षति के लिए अपना भंडार सुरक्षित रखती हैं। इसलिए, पुनर्प्राप्ति के दौरान कोशिकाओं की विभाजित होने की क्षमता ही नहीं, बल्कि ऐसी कोशिकाओं की आबादी को बनाए रखना भी महत्वपूर्ण है जो बाद में इस चक्र को दोहरा सके।

पहले TRF2 का अध्ययन मुख्यतः टेलोमियर की रक्षा करने वाले प्रोटीन के रूप में किया गया था। टेलोमियर गुणसूत्रों के सिरों पर मौजूद संरचनाएँ हैं, जो उन्हें टूटने और क्षतिग्रस्त डीएनए समझकर गलती से पहचाने जाने से बचाने में मदद करती हैं। नया अध्ययन इस ज्ञात भूमिका में एक और काम जोड़ता है: उन आनुवंशिक निर्देशों को बनाए रखना जो मांसपेशियों की स्टेम कोशिकाओं की पहचान तय करते हैं। प्रयोगशाला में किए गए प्रयोगों में, कोशिकाओं के विश्राम, पुनर्प्राप्ति और अपने भंडार को फिर से भरने की अवस्थाओं के बीच आने-जाने पर TRF2 का स्तर बदलता रहा।

कोशिकीय पहचान का खोना मांसपेशियों की मरम्मत में बाधा डालता है

यह जानने के लिए कि TRF2 के बिना क्या होता है, वैज्ञानिकों ने प्रयोगशाला के चूहों की मांसपेशियों की स्टेम कोशिकाओं से यह प्रोटीन हटा दिया। शुरुआत में जानवरों की मांसपेशियाँ सामान्य दिखती थीं: शोधकर्ताओं को पहले से मौजूद ऊतक को तुरंत कोई नुकसान नहीं दिखाई दिया। हालाँकि, समय के साथ कार्यशील स्टेम कोशिकाओं की संख्या घटती गई। नतीजतन, क्षति का जवाब देने की मांसपेशियों की क्षमता धीरे-धीरे कमजोर पड़ती गई, जबकि ऊतकों के शुरुआती रूप से किसी स्पष्ट समस्या का संकेत नहीं मिलता था।

शोधकर्ताओं को उम्मीद थी कि TRF2 से वंचित कोशिकाएँ मर जाएँगी: अन्य ऊतकों में इस प्रोटीन का खोना ऐसा नतीजा ला सकता है। लेकिन मांसपेशियों की स्टेम कोशिकाओं में अलग तस्वीर दिखी। कोशिकाएँ जीवित रहीं, लेकिन उन्होंने अपनी विशिष्ट भूमिका निभाने के लिए ज़रूरी आणविक संकेत खो दिए। दूसरे शब्दों में, समस्या केवल कोशिकाओं के मरने की नहीं थी, बल्कि उस जैविक कार्यक्रम के खोने की थी जो उन्हें मांसपेशियों के ऊतक को पहचानने और उसकी मरम्मत करने में सक्षम बनाता है।

मांसपेशियों को क्षति पहुँचने के बाद इसके परिणाम दिखाई देने लगे। स्वस्थ ऊतक के पुनर्निर्माण के बजाय, उसमें वसा और निशान ऊतक जमा होने लगे। इस तरह का प्रतिस्थापन मांसपेशियों को सामान्य कार्यक्षमता वापस नहीं देता, इसलिए स्टेम कोशिकाओं की पहचान खोने का संबंध पुनर्निर्माण में गंभीर गिरावट से है। अध्ययन की वरिष्ठ लेखिका फोटेनी मुरकियोटी ने कहा कि यह परिणाम TRF2 की भूमिका के बारे में हमारी समझ को बदलता है: कोशिकीय पहचान खोने से चोट के बाद पुनर्निर्माण की संभावना ही खतरे में पड़ सकती है।

ड्यूशेन मस्कुलर डिस्ट्रॉफी के मॉडल में TRF2 की भूमिका

टीम ने ड्यूशेन मस्कुलर डिस्ट्रॉफी के मॉडल में भी TRF2 के महत्व की जाँच की—यह एक गंभीर वंशानुगत बीमारी है, जिसमें मांसपेशियाँ धीरे-धीरे कमज़ोर होकर नष्ट हो जाती हैं। इस बीमारी से ग्रस्त शरीर के लिए स्वस्थ मांसपेशी ऊतक को बनाए रखना और उसका पुनर्निर्माण करना विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। चूहों के मॉडल में, मांसपेशियों की स्टेम कोशिकाओं से TRF2 हटाने के साथ ही उनकी हालत में तेज़ गिरावट देखी गई: क्षय की प्रक्रिया तेज़ हो गई और प्रभावित जानवरों का जीवनकाल कम हो गया।

ये परिणाम बताते हैं कि TRF2 उन मांसपेशियों की पुनर्योजी क्षमता बनाए रखने में मदद करता है, जो पहले से ही किसी वंशानुगत बीमारी के कारण दबाव में हैं। लेकिन यह अध्ययन साबित नहीं करता कि इस प्रोटीन का इस्तेमाल ड्यूशेन मस्कुलर डिस्ट्रॉफी के तैयार इलाज के रूप में किया जा सकता है। लेखक आगे के शोध की एक संभावित दिशा बताते हैं: यह जांचना कि क्या पहचाने गए तंत्र को प्रभावित करके स्टेम कोशिकाओं के कार्य को सहारा दिया जा सकता है। प्रस्तुत परिणामों से उपचार के रूप में इस तरीके की प्रभावशीलता स्थापित नहीं हुई है।

किए गए परीक्षण की सीमाओं को भी ध्यान में रखना ज़रूरी है: TRF2 को हटाने से जुड़े बताए गए प्रयोग चूहों पर किए गए थे, जिनमें बीमारी का एक मॉडल भी शामिल था। ये इन परिस्थितियों में प्रोटीन की कमी के प्रभाव दिखाते हैं, लेकिन यह नहीं बताते कि इसी तरह के तरीके को मनुष्यों में उपचार के रूप में पहले ही जांचा जा चुका है। यह भी स्थापित नहीं है कि ऊतकों की पुनर्बहाली के लिए TRF2 के स्तर या गतिविधि को सुरक्षित रूप से नियंत्रित किया जा सकता है या नहीं। इसलिए फिलहाल इस काम का व्यावहारिक निष्कर्ष एक जैविक तंत्र की पहचान है, न कि कोई चिकित्सकीय सिफारिश।

जीन नियमन से संबंध और आगे के अनुसंधान के प्रश्न

यह समझने के लिए कि कोई प्रोटीन यह कार्य कैसे कर सकता है, शोधकर्ताओं ने जीनोम के साथ उसकी अंतःक्रिया का अध्ययन किया। गुणसूत्रों के सिरों पर काम करने के अलावा, TRF2 जीनोम के विभिन्न क्षेत्रों में मौजूद नियामक हिस्सों से भी जुड़ता है। ये हिस्से यह नियंत्रित करने में भाग लेते हैं कि कौन-से जीन सक्रिय हों और कौन-से निष्क्रिय, और इस तरह कोशिकाओं के व्यवहार को प्रभावित करते हैं। मांसपेशियों की स्टेम कोशिकाओं के लिए जीन सक्रियता का एक विशेष पैटर्न महत्वपूर्ण है, जो उनकी पहचान और पुनर्जनन की क्षमता बनाए रखता है।

TRF2 से जुड़े डीएनए के कई हिस्सों में G-क्वाड्रुप्लेक्स नामक संरचनाएँ होती हैं। ये ग्वानिन से समृद्ध क्षेत्रों में तब बनती हैं, जब डीएनए चार परस्पर क्रिया करने वाली शृंखलाओं या खंडों से जुड़ी असामान्य संरचना में मुड़ जाता है। ये संरचनाएँ वैज्ञानिकों का ध्यान आकर्षित करती हैं, क्योंकि वे जीनों के काम करने के तरीके को प्रभावित कर सकती हैं। कैंसर के उपचार के संभावित लक्ष्यों के रूप में भी इनका अध्ययन किया जा रहा है। हालाँकि, प्रस्तुत विवरण में यह नहीं बताया गया है कि रोगियों पर इस दृष्टिकोण को आज़माया गया है।

ये अवलोकन एक व्यापक प्रश्न भी उठाते हैं: कंकाल की मांसपेशियों की पुनरुत्पादन क्षमता की तुलना इस तथ्य से कैसे की जाए कि मांसपेशी ऊतक से उत्पन्न होने वाला कैंसर अपेक्षाकृत दुर्लभ है। लेखकों का मानना है कि TRF2 पर शोध मांसपेशियों की मरम्मत और कैंसर के विकास के बीच अंतर का अध्ययन करने में मदद कर सकता है। लेकिन अभी तक के परिणाम इस अंतर को स्पष्ट नहीं करते और न ही यह दिखाते हैं कि खोजा गया तंत्र ट्यूमर को रोकता है। ऐसे निष्कर्ष के लिए और शोध की आवश्यकता होगी; फिलहाल, मांसपेशियों की स्टेम कोशिकाओं को बनाए रखने में TRF2 की भूमिका स्थापित हुई है।

स्रोत: ScienceDaily