What Brain-Eating Amoebae Can Tell Us About Life on Earth and Evolutionary History

नेगलेरिया कैसे विभाजित होता है, इस बारे में नई अंतर्दृष्टि प्रदान करके, यूमास एमहर्स्ट के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक अंतरराष्ट्रीय टीम, जीवन के मौलिक ज्ञान को जोड़ती है।

मैसाचुसेट्स एमहर्स्ट विश्वविद्यालय के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने हाल ही में पत्रिका में घोषणा की वर्तमान जीवविज्ञान जिसे अमीबा कहते हैं नेगलेरिया पहले की तुलना में विशिष्ट सेलुलर प्रक्रियाओं के लिए उपयोग किए जाने वाले ट्यूबुलिन के अधिक विशिष्ट सेट विकसित हुए हैं। उनकी अंतर्दृष्टि के कई निहितार्थ हैं, जो मस्तिष्क खाने वाले संक्रमणों के लिए उपचार विकसित करने से लेकर बेहतर ढंग से समझने तक कि पृथ्वी पर जीवन इतनी विशाल विविधता कैसे विकसित हुआ है।

पृथ्वी पर जीवन का अधिकांश भाग अपनी कोशिकाओं के अंदर कार्यों की एक विस्तृत श्रृंखला को पूरा करने के लिए, ट्यूबुलिन से बने सूक्ष्मनलिकाएं नामक पॉलिमर की एक श्रृंखला पर निर्भर करता है। ये सूक्ष्मनलिकाएं कोशिका के 2×4 की तरह होती हैं और कोशिका को स्थानांतरित करने में मदद करने से लेकर कोशिका के भीतर भोजन और कचरे को ले जाने और कोशिका को संरचनात्मक समर्थन देने तक हर चीज में उपयोग की जाती हैं।

सूक्ष्मनलिकाएं समसूत्री विभाजन में भी मदद करती हैं, जो तब होती है जब एक एकल कोशिका पहले अपने गुणसूत्रों को दोहराकर दो में विभाजित होती है और फिर प्रत्येक सेट को दो में विभाजित करने से पहले कोशिका के विपरीत पक्षों तक खींचती है। माइटोसिस में महत्वपूर्ण क्षणों में से एक है जब सूक्ष्मनलिकाएं से बना एक धुरी, गुणसूत्रों को पकड़ लेता है और उन्हें दो समान सेटों में अलग करने में मदद करता है।

यहीं पर नेगलेरिया में आता है। जीवविज्ञानी पहले जानते थे कि नेगलेरिया माइटोसिस के दौरान एक विशिष्ट प्रकार के ट्यूबुलिन का उपयोग करता है। लेकिन यूमास एमहर्स्ट में जीव विज्ञान में पोस्टडॉक और पेपर के प्रमुख लेखक कैटरीना वेले के नेतृत्व में नया अध्ययन दिखाता है कि नेगलेरिया विशेष रूप से समसूत्रीविभाजन के दौरान तीन अतिरिक्त विशिष्ट ट्यूबुलिन भी नियोजित करता है। ट्यूबिलिन की एक जोड़ी का उपयोग केवल समसूत्रीविभाजन के दौरान किया जाता है, जबकि दूसरा, फ्लैगेलेट ट्यूबुलिन, कोशिकीय गति में विशेषज्ञ होता है। अध्ययन के लेखकों ने तब ट्यूबुलिन और उन संरचनाओं की तुलना की जो वे एक-दूसरे से बनाते हैं और अधिक सामान्यतः अध्ययन की जाने वाली प्रजातियों की तुलना करते हैं।

नेगलेरिया ग्रुबेरी अमीबा की कोशिका की सतह को इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा स्कैन करके देखा जाता है। श्रेय: कैटरीना वेले, फ़्रिट्ज़-लेलिन लैब, यूमास एमहर्स्ट, मरीन बायोलॉजिकल लेबोरेटरी सेंट्रल माइक्रोस्कोपी सेंटर में लिया गया

इस काम के निहितार्थ रोमांचक हैं और व्यावहारिक से लेकर सैद्धांतिक तक हैं। उदाहरण के लिए, टीम ने की एक प्रजाति का अध्ययन किया नेगलेरिया, नेगलेरिया ग्रुबेरिजो निकट से संबंधित है नेगलेरिया फाउलेरी-एक अमीबा जो आपके दिमाग को खा सकती है। “अगर हम बुनियादी जीव विज्ञान को समझ सकते हैं” नेगलेरिया,” वेले कहते हैं, “हम अमीबा के अनूठे ट्यूबुलिन को लक्षित करने वाली दवाओं को विकसित करके इसे मारना सीख सकते हैं।”

परंतु नेगलेरिया हमें उन बुनियादी नियमों को समझने में भी मदद करता है जो पृथ्वी पर जीवन को नियंत्रित करते हैं। यूमास एमहर्स्ट में जीव विज्ञान के प्रोफेसर और पेपर के एक वरिष्ठ लेखक लिलियन फ्रिट्ज-लेलिन कहते हैं, “सभी जीवों को खुद को दोहराना पड़ता है।” “हम जानते हैं कि कुछ कोशिकाओं के लिए प्रतिकृति प्रक्रिया कैसे काम करती है, लेकिन एक बड़ा सेट है जिसे हम नहीं समझते हैं। नेगलेरिया आइए हम उन नियमों का परीक्षण करें जिन्हें वैज्ञानिक यह देखने के लिए आए हैं कि क्या वे यहां हैं।”

अपने शोध का संचालन करने के लिए, टीम ने यूमास एमहर्स्ट इंस्टीट्यूट फॉर द एप्लाइड लाइफ साइंसेज (आईएएलएस) में अत्याधुनिक माइक्रोस्कोपी उपकरण पर भरोसा किया, जो अनुवाद करने के लिए यूमास एमहर्स्ट परिसर में 29 विभागों से गहरी और अंतःविषय विशेषज्ञता को जोड़ती है। मानव स्वास्थ्य और कल्याण को लाभ पहुंचाने वाले नवाचारों में मौलिक शोध। टीम बढ़ी नेगलेरिया कोशिकाओं, उन्हें विभिन्न रसायनों के साथ दाग दिया ताकि ट्यूबिलिन चमक सकें, और फिर अत्यधिक उच्च रिज़ॉल्यूशन, 3-डी तस्वीरें लीं, जिससे उन्हें विभिन्न सूक्ष्मनलिका संरचनाओं को मापने, गिनने और विश्लेषण करने की अनुमति मिली।

“मैंने अपना अधिकांश करियर स्तनधारी कोशिकाओं की तरह अधिक सामान्य कोशिकाओं के माइटोटिक स्पिंडल का अध्ययन करने में बिताया है,” पेट्रीसिया वाड्सवर्थ, यूमास एमहर्स्ट में जीव विज्ञान के प्रोफेसर और पेपर के वरिष्ठ लेखकों में से एक कहते हैं। “आधुनिक जीव विज्ञान के उपकरण हमें अधिक विविध कोशिकाओं का पता लगाने की अनुमति देते हैं, जैसे नेगलेरिया, जो कुछ मायनों में समान है, लेकिन बहुत अलग भी है।”

अनुसंधान को संस्थानों के एक प्रमुख, अंतरराष्ट्रीय समूह द्वारा समर्थित किया गया है, जिसमें राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान के एलर्जी और संक्रामक रोगों के राष्ट्रीय संस्थान, राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान के राष्ट्रीय सामान्य चिकित्सा विज्ञान संस्थान, स्मिथ फैमिली फाउंडेशन अवार्ड शामिल हैं। बायोमेडिकल साइंस में उत्कृष्टता, राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन, क्रोएशियाई विज्ञान फाउंडेशन, यूरोपीय अनुसंधान परिषद, यूरोपीय क्षेत्रीय विकास कोष- प्रतिस्पर्धात्मकता और सामंजस्य संचालन कार्यक्रम: क्वांटीएक्सली सेंटर ऑफ एक्सीलेंस और आईपीएसस्टेड, साथ ही रॉबर्ट ए। वेल्च फाउंडेशन।

“लोग अक्सर प्रौद्योगिकी ड्राइविंग विज्ञान के बारे में सोचते हैं,” फ़्रिट्ज़-लेलिन कहते हैं। “लेकिन इस मामले में, हम जिन सवालों के जवाब देने की कोशिश कर रहे हैं, वे इतने मौलिक हैं कि पृथ्वी पर जीवन कैसे संचालित होता है, और इतने सारे वैज्ञानिक विशिष्टताओं के लिए इतनी रुचि है कि हमें विभिन्न विशेषज्ञों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम को इकट्ठा करने की आवश्यकता है। इस मामले में, सहयोग, टीम वर्क और प्रभावी संचार ने विज्ञान को आगे बढ़ाया।”

संदर्भ: “नेगलेरियाकैटरीना बी. वेले, एंड्रयू एस. केनार्ड, मोनिका ट्रुपिनिक, एरियन इवेक, एंड्रयू जेएम स्वफ़ोर्ड, एमिली नोल्टन, ल्यूक एम. राइस, इवा एम. टोलिक, लिलियन द्वारा माइटोटिक स्पिंडल अद्वितीय ट्यूबुलिन और हाइलाइट कोर स्पिंडल विशेषताओं से निर्मित हैं। के. फ्रिट्ज-लेलिन और पेट्रीसिया वड्सवर्थ, 8 फरवरी 2022, वर्तमान जीवविज्ञान.
डीओआई: 10.1016/j.cub.2022.01.034