वैज्ञानिकहरूद्वारा सेलको न्युक्लियस नियन्त्रित गर्ने आणविक ‘पासपोर्ट’को खोज

जेरुसेलम । इजरायली र अमेरिकी वैज्ञानिकहरूको एक संयुक्त टोलीले मानव कोशिकाको न्युक्लियसमा प्रवेश र निर्गमन नियन्त्रित गर्ने सूक्ष्म ‘गेटवे’ प्रणालीबारे अभूतपूर्व खोज गरेको छ । उक्त खोजले क्यान्सर, अल्जाइमर र एएलएस जस्ता गम्भीर रोगहरूको अध्ययनमा नयाँ दृष्टिकोण प्रदान गर्न सक्छ । यो अनुसन्धानको घोषणा जेरुसलेमको हिब्रू विश्वविद्यालयले गरेको हो ।

यस खोजमा हिब्रू विश्वविद्यालय, क्यालिफोर्निया विश्वविद्यालय सान फ्रान्सिस्कोको क्वान्टिटेटिभ बायोसाइन्सेज इन्स्टिच्युट (क्युबिआई), द रकफेलर युनिभर्सिटी र अल्बर्ट आइन्स्टाइन कलेज अफ मेडिसिनका वैज्ञानिकहरू संलग्न थिए । टोलीले यी गेटवेहरू—जसलाई न्युक्लियर पोर कम्प्लेक्स (एनपिसी) भनिन्छ—अत्यन्त लचिलो प्रोटिन नेटवर्क र विशेष आणविक ‘पासपोर्ट’ प्रयोग गरेर अणुहरूको आवागमन नियन्त्रण गर्छन् भनी पत्ता लगाएको छ ।

एनपिसीहरू सूक्ष्म संरचना हुन्—मानव कपालको चौडाइको करिब पाँच सयौँ भाग बराबर । यसले कोशिकाको न्युक्लियसभित्र र बाहिर हुने सबै प्रकारका आणविक गतिविधि नियन्त्रित गर्छन् ।

अध्ययनका प्रमुख लेखक डा. बराक रवेह (हिब्रू विश्वविद्यालय) ले भन्नुभयो, “हाम्रो मोडेलले आजसम्मका कुनै पनि प्रविधिले प्रत्यक्ष रूपमा देख्न नसक्ने सूक्ष्म र तीव्र गतिविधिलाई कम्प्युटरमा अवलोकन गर्न सक्ने ‘भर्चुअल माइक्रोस्कोप’ का रूपमा काम गर्छ । विभिन्न स्वतन्त्र प्रयोगहरूको परिणामलाई संयोजन गरी कम्प्युटर सिमुलेसनमार्फत हामीले यी गेटहरू क्षण–क्षण कसरी सञ्चालन हुन्छन् भन्ने बुझ्न सफल भयौँ ।”

डा. रवेहले भन्नुभयो, “एनपिसीहरूलाई साना तर अत्यन्त परिष्कृत सुरक्षा चौकीहरूका रूपमा बुझ्न सकिन्छ । यी सूक्ष्म संरचनाले हरेक मिनेट लाखौँ अणुलाई छनोटपूर्वक पार गर्न दिन्छन्—उनीहरू गलत अणुहरूलाई बाहिरै रोक्छन् र सही अणुहरूलाई मात्र प्रवेश अनुमति दिन्छन् ।”

एनपिसीहरू कसरी एकैसाथ छिटो र अत्यन्त छनोटयुक्त हुन सक्छन् भन्नेबारे दशकौँदेखि वैज्ञानिकहरू बुझ्न असफल थिए । तिनीहरूको सानो आकारका कारण प्रत्यक्ष रूपमा अवलोकन गर्न सम्भव थिएन । अघिल्ला मोडेलहरूले यी गेटहरूलाई कडा फिल्टर वा स्पन्ज–जस्तो बनावटका रूपमा व्याख्या गरेका थिए, तर त्यसले ठूला अणुहरू पनि छनोटसहित प्रवेश गर्न सक्ने कारण स्पष्ट गर्न सकेको थिएन ।

नयाँ मोडेलले प्रयोगात्मक तथ्याङ्क र कम्प्युटर सिमुलेसनलाई संयोजन गर्दै मिलिसेकेन्डमा आणविक स्तरमा हुने क्रियाकलाप प्रकट गरेको छ । एनपिसीको भित्री भागमा एफजी रिपिट्स भनिने प्रोटिन चेनहरूको घना र निरन्तर गतिशील ‘वन’ हुन्छ, जसले भीडभाडयुक्त वातावरण सिर्जना गर्छ । यसले असम्बद्ध अणुहरूलाई रोक्दछ तर साना अणुहरूलाई सजिलै पार गर्न दिन्छ ।

ठूला कार्गो अणुहरू भने त्यतिबेला मात्र पार गर्न सक्छन् जब तिनीहरू आणविक यातायात रिसेप्टरहरू, अर्थात् विशेष ‘आणविक पासपोर्ट’ सहित हुन्छन् । यी रिसेप्टरहरूले एफजी चेनहरूसँग छोटो समयका लागि अन्तरक्रिया गर्दै अणुहरूलाई सही मार्गनिर्देशन गर्छन् ।

द रकफेलर युनिभर्सिटीका प्राध्यापक माइकल राउटले यस प्रक्रियालाई ‘निरन्तर बदलिने आणविक नृत्य’ भनेर व्याख्या गर्दै भन्नुभयो, “यी एफजी चेनहरू सधैँ गतिशील हुन्छन्, जसले भीडभाड र बेचैनीयुक्त वातावरण बनाउँछन् । केवल सही ‘साथी’ लिएर आउने अणुहरू—रिसेप्टरसहितका—मात्र त्यस नृत्यमा प्रवेश गर्न सक्छन्; बाँकीलाई बाहिरै रोकिएको हुन्छ ।”

एनपिसीहरूले कसरी साना अणुहरूलाई बाहिर राख्दै ठूला आणविक परिसरहरूलाई पनि छनोटसहित प्रवेश गर्न अनुमति दिन्छन् भन्नेबारे यस मोडेलले लामो समयदेखि रहेको वैज्ञानिक पहेली समाधान गरेको छ । क्युबिआईका प्राध्यापक आन्द्रेज सालीले भन्नुभयो, “यो मोडेलले पहिलो पटक स्पष्ट रूपमा देखाउँछ कि एनपिसीहरूले यस्तो अद्भुत छनोट क्षमता कसरी हासिल गर्छन् । यो खोजले औषधि र जैवप्रविधिको क्षेत्रमा नयाँ सम्भावनाहरू खोलेको छ ।”

त्यसैगरी अल्बर्ट आइन्स्टाइन कलेज अफ मेडिसिनका प्राध्यापक डेभिड काउबर्नले निष्कर्षका बारेमा भन्नुभयो, “यो अध्ययनले एएलएस, अल्जाइमर र क्यान्सर जस्ता रोगहरूमा देखिने आणविक यातायातसम्बन्धी गडबडीहरू बुझ्नमा तुरुन्तै प्रभाव पार्नेछ ।”

वैज्ञानिकहरूले यस खोजको व्यावहारिक प्रयोग पनि देखेका छन् । प्राप्त ज्ञानको आधारमा उनीहरूले कोशिकाभित्र आणविक ट्राफिक नियन्त्रण गर्न सक्षम औषधिहरू विकास गर्न सक्ने वा एनपिसीको कार्यविधि नक्कल गर्ने सिन्थेटिक नानोपोरहरू निर्माण गर्न सक्ने सम्भावना रहेको छ, जसले उपचार पदार्थहरू सिधै न्युक्लियससम्म पु¥याउन सक्छ ।

यस्ता प्रविधिहरूले प्रयोगशालामा अणुहरूको अत्यन्त सटीक पहिचान र विश्लेषणका लागि प्रयोग हुने उपकरणहरूमा पनि ठूलो सुधार ल्याउन सक्छन् । मोडेलले पहिले अवलोकन नगरिएका आणविक व्यवहारहरूको सही भविष्यवाणी गरेको छ र एफजी चेन र रिसेप्टरबीचको क्षणिक अन्तरक्रियाले प्रणालीलाई उच्च दक्षता दिन्छ भन्ने प्रमाणित गरेको छ ।

यो अनुसन्धानले एनपिसीहरूको लचिलो संरचना र पुनरावृत्त संयन्त्रले तिनीहरूलाई तनावपूर्ण अवस्थाहरूमा पनि भरपर्दो बनाउँछ भन्ने स्पष्ट रूपमा देखाएको छ । यसैले यी प्रणालीहरू विकासक्रममा यति सफल बनेका हुन् ।

यो उल्लेखनीय अध्ययनको विस्तृत विवरण प्रतिष्ठित नेशनल एकेडेमी अफ साइन्स (पिएनएएस) को सहकर्मी–समीक्षित प्रकाशनमा प्रकाशित गरिएको छ ।