મ્યુટન્ટ સ્ટેમ સેલ વિકાસના નિયમોનું ઉલ્લંઘન કરે છે

કલ્પના કરો કે તમે કેક બનાવી રહ્યા છો, પરંતુ તમારી પાસે મીઠું સમાપ્ત થઈ ગયું છે. ગુમ થયેલ ઘટક હોવા છતાં, સખત મારપીટ હજી પણ કેકના બેટર જેવો જ દેખાય છે, તેથી તમે તેને પકાવવાની નાની ભઠ્ઠીમાં ચોંટાડો અને તમારી આંગળીઓને પાર કરો, સામાન્ય કેકની નજીક કંઈક મેળવવાની અપેક્ષા રાખો. તેના બદલે, તમે સંપૂર્ણ રીતે રાંધેલ સ્ટીક શોધવા માટે એક કલાક પછી પાછા આવો.

તે એક વ્યવહારુ મજાક જેવું લાગે છે, પરંતુ આ પ્રકારનું આઘાતજનક પરિવર્તન ખરેખર માઉસ સ્ટેમ કોશિકાઓની વાનગીમાં થયું જ્યારે ગ્લેડસ્ટોન ઇન્સ્ટિટ્યૂટના વૈજ્ઞાનિકોએ માત્ર એક જનીન કાઢી નાખ્યું - હૃદયના કોષો બનવાનું નક્કી કરાયેલ સ્ટેમ કોષો અચાનક મગજના કોષો સાથે પૂર્વવર્તી સમાન બની ગયા. વિજ્ઞાનીઓનું તક અવલોકન એ છે કે સ્ટેમ કોશિકાઓ પુખ્ત કોષોમાં કેવી રીતે પરિવર્તિત થાય છે અને તેઓ પરિપક્વ થતાંની સાથે તેમની ઓળખ જાળવી રાખે છે તે વિશે તેઓ શું વિચારતા હતા તે અંગે તેઓ જાણતા હતા.

ગ્લેડસ્ટોન ઇન્સ્ટિટ્યુટ ઓફ કાર્ડિયોવાસ્ક્યુલર ડિસીઝના ડિરેક્ટર અને નવા અભ્યાસના વરિષ્ઠ લેખક બેનોઇટ બ્રુનેઉ કહે છે, "કોષો હૃદય અથવા મગજના કોષો બનવાના માર્ગ પર આગળ વધ્યા પછી કેવી રીતે કોષો ચાલુ રહે છે તે વિશે આ ખરેખર મૂળભૂત ખ્યાલોને પડકારે છે." કુદરત.

પાછુ વળવું નહિ

ગર્ભના સ્ટેમ કોશિકાઓ પ્લુરીપોટેન્ટ હોય છે - તેઓ સંપૂર્ણ રીતે રચાયેલા પુખ્ત શરીરમાં દરેક પ્રકારના કોષમાં ભિન્નતા અથવા રૂપાંતરિત કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. પરંતુ સ્ટેમ સેલ્સ પુખ્ત કોષોના પ્રકારોને જન્મ આપવા માટે ઘણા પગલાં લે છે. હૃદયના કોષો બનવાના તેમના માર્ગ પર, દાખલા તરીકે, ગર્ભના સ્ટેમ કોશિકાઓ પ્રથમ મેસોડર્મમાં અલગ પડે છે, જે પ્રારંભિક ગર્ભમાં જોવા મળતા ત્રણ આદિમ પેશીઓમાંથી એક છે. પાથમાં આગળ, મેસોડર્મ કોષો હાડકાં, સ્નાયુઓ, રક્તવાહિનીઓ અને ધબકારા મારતા હૃદયના કોષો બનાવવા માટે શાખાઓ બંધ કરે છે.

તે સામાન્ય રીતે સારી રીતે સ્વીકારવામાં આવે છે કે એકવાર સેલ આમાંથી કોઈ એક માર્ગને અલગ પાડવાનું શરૂ કરી દે છે, તે અલગ ભાગ્ય પસંદ કરવા માટે ફરી શકતું નથી.

વિલિયમ એચ. યંગર ચેર એવા બ્રુનેઉ કહે છે, "મોટેભાગે દરેક વૈજ્ઞાનિક જે સેલ ફેટ વિશે વાત કરે છે તે વેડિંગ્ટન લેન્ડસ્કેપના ચિત્રનો ઉપયોગ કરે છે, જે ઢાળવાળી, અલગ ખીણોમાં ઉતરતા વિવિધ સ્કી ઢોળાવ સાથેના સ્કી રિસોર્ટ જેવો દેખાય છે." ગ્લેડસ્ટોન ખાતે કાર્ડિયોવેસ્ક્યુલર સંશોધનમાં અને યુસી સાન ફ્રાન્સિસ્કો (યુસીએસએફ) ખાતે બાળરોગના પ્રોફેસર. "જો કોષ ઊંડી ખીણમાં હોય, તો તેના માટે સંપૂર્ણપણે અલગ ખીણમાં જવાનો કોઈ રસ્તો નથી."

એક દાયકા પહેલા, ગ્લેડસ્ટોન સિનિયર ઇન્વેસ્ટિગેટર શિન્યા યામાનાકા, એમડી, પીએચડી, શોધ્યું કે કેવી રીતે સંપૂર્ણપણે અલગ પુખ્ત કોષોને પ્રેરિત પ્લુરીપોટન્ટ સ્ટેમ સેલમાં ફરીથી પ્રોગ્રામ કરવું. જ્યારે આનાથી કોષોને ખીણોની વચ્ચે કૂદકો મારવાની ક્ષમતા મળતી ન હતી, તે ભિન્નતાના લેન્ડસ્કેપની ટોચ પર પાછા સ્કી લિફ્ટની જેમ કામ કરતી હતી.

ત્યારથી, અન્ય સંશોધકોએ શોધ્યું છે કે યોગ્ય રાસાયણિક સંકેતો સાથે, કેટલાક કોષોને "ડાયરેક્ટ રીપ્રોગ્રામિંગ" નામની પ્રક્રિયા દ્વારા નજીકથી સંબંધિત પ્રકારોમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે - જેમ કે પડોશી સ્કી ટ્રેલ્સ વચ્ચેના જંગલોમાંથી શોર્ટકટ. પરંતુ આમાંના કોઈપણ કિસ્સામાં કોષો સ્વયંભૂ રીતે તીવ્ર રીતે અલગ અલગ પાથ વચ્ચે કૂદી શકતા નથી. ખાસ કરીને, મેસોડર્મ કોશિકાઓ મગજના કોષો અથવા આંતરડાના કોષો જેવા દૂરના પ્રકારોના પુરોગામી બની શકતા નથી.

તેમ છતાં, નવા અભ્યાસમાં, બ્રુનેઉ અને તેમના સાથીદારો દર્શાવે છે કે, તેમના આશ્ચર્યજનક રીતે, હૃદયના કોષના પૂર્વગામી ખરેખર સીધા મગજના કોષના પૂર્વગામીમાં પરિવર્તિત થઈ શકે છે - જો બ્રહ્મા નામનું પ્રોટીન ખૂટે છે.

આશ્ચર્યજનક અવલોકન

સંશોધકો હૃદયના કોષોના ભિન્નતામાં પ્રોટીન બ્રહ્માની ભૂમિકાનો અભ્યાસ કરી રહ્યા હતા, કારણ કે તેઓએ 2019 માં શોધ્યું હતું કે તે હૃદયની રચના સાથે સંકળાયેલા અન્ય પરમાણુઓ સાથે મળીને કામ કરે છે.

માઉસ એમ્બ્રોનિક સ્ટેમ કોશિકાઓની વાનગીમાં, તેઓએ Brm જનીન (જે પ્રોટીન બ્રહ્મા ઉત્પન્ન કરે છે) ને બંધ કરવા માટે CRISPR જીનોમ-એડિટિંગ અભિગમોનો ઉપયોગ કર્યો. અને તેઓએ નોંધ્યું કે કોષો હવે સામાન્ય હૃદય કોષના પૂર્વગામીઓમાં ભિન્ન નથી.

“10 દિવસના તફાવત પછી, સામાન્ય કોષો લયબદ્ધ રીતે ધબકતા હોય છે; તેઓ સ્પષ્ટપણે હૃદયના કોષો છે,” અભ્યાસના પ્રથમ લેખક અને બ્રુનેઉ લેબના સ્ટાફ સાયન્ટિસ્ટ સ્વેતાંસુ હોટા, પીએચડી કહે છે. “પરંતુ બ્રહ્મા વિના, ત્યાં માત્ર નિષ્ક્રિય કોષોનો સમૂહ હતો. બિલકુલ માર મારવો નહીં.”

વધુ વિશ્લેષણ પછી, બ્રુનોની ટીમને સમજાયું કે કોષો ધબકતા ન હતા તેનું કારણ એ હતું કે બ્રહ્માને દૂર કરવાથી માત્ર હૃદયના કોષો માટે જરૂરી જનીનો બંધ થયા નથી, પરંતુ મગજના કોષોમાં જરૂરી જીન્સ પણ સક્રિય થયા છે. હૃદયના પુરોગામી કોષો હવે મગજના પુરોગામી કોષો હતા.

સંશોધકોએ પછી ભિન્નતાના દરેક પગલાને અનુસર્યા, અને અણધારી રીતે શોધ્યું કે આ કોષો ક્યારેય પ્લુરીપોટન્ટ સ્થિતિમાં પાછા ફર્યા નથી. તેના બદલે, કોશિકાઓએ સ્ટેમ સેલ પાથ વચ્ચે અગાઉ ક્યારેય અવલોકન કર્યું હતું તેના કરતાં ઘણી મોટી છલાંગ લગાવી હતી.

"અમે જોયું તે એ છે કે વેડિંગ્ટન લેન્ડસ્કેપની એક ખીણમાં એક કોષ, યોગ્ય પરિસ્થિતિઓ સાથે, પ્રથમ શિખર પર પાછા લિફ્ટ લીધા વિના અલગ ખીણમાં કૂદી શકે છે," બ્રુનેઉ કહે છે.

રોગ માટે પાઠ

જ્યારે પ્રયોગશાળાની વાનગીમાં અને સમગ્ર ગર્ભમાં કોષોનું વાતાવરણ તદ્દન અલગ હોય છે, સંશોધકોના અવલોકનો કોષના સ્વાસ્થ્ય અને રોગ વિશેના પાઠ ધરાવે છે. Brm જનીનમાં પરિવર્તનો જન્મજાત હૃદય રોગ સાથે અને મગજના કાર્યમાં સામેલ સિન્ડ્રોમ સાથે સંકળાયેલા છે. આ જનીન અનેક કેન્સરમાં પણ સામેલ છે.

"જો બ્રહ્માને દૂર કરવાથી મેસોડર્મ કોશિકાઓ (જેમ કે હાર્ટ સેલ પ્રિકર્સર્સ) ડિશમાં એક્ટોડર્મ કોશિકાઓ (જેમ કે મગજના કોષ પૂર્વગામી) માં ફેરવી શકે છે, તો પછી કદાચ Brm જનીનમાં પરિવર્તન એ કેટલાક કેન્સર કોષોને તેમના આનુવંશિક કાર્યક્રમમાં મોટા પાયે ફેરફાર કરવાની ક્ષમતા આપે છે." બ્રુનેઉ કહે છે.

તારણો મૂળભૂત સંશોધન સ્તરે પણ મહત્વપૂર્ણ છે, તેઓ ઉમેરે છે, કારણ કે તેઓ હૃદયની નિષ્ફળતા જેવા રોગના સેટિંગમાં કોષો તેમના પાત્રને કેવી રીતે બદલી શકે છે તેના પર પ્રકાશ પાડી શકે છે અને ઉદાહરણ તરીકે નવા હૃદય કોષોને પ્રેરિત કરીને પુનર્જીવિત ઉપચાર વિકસાવવા માટે.

બ્રુનેઉ કહે છે, "અમારો અભ્યાસ અમને એ પણ જણાવે છે કે ભિન્નતાના માર્ગો આપણે જે વિચાર્યા હતા તેના કરતાં વધુ જટિલ અને નાજુક છે." "ભિન્નતાના માર્ગોનું વધુ સારું જ્ઞાન આપણને જન્મજાત હૃદય-અને અન્ય-ક્ષતિઓને સમજવામાં પણ મદદ કરી શકે છે, જે ખામીયુક્ત ભિન્નતા દ્વારા આંશિક રીતે ઉદ્ભવે છે."