ಜೀವಕೋಶದ ಜೀನ್‌ಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಪ್ರೋಟೀನ್ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ

ಅನಗತ್ಯ ಜೀನ್‌ಗಳನ್ನು ಆಫ್ ಮಾಡಲು ಪ್ರತಿ ಕೋಶಕ್ಕೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ಪ್ರೋಟೀನ್, ಜೀನ್ ನಿಗ್ರಹದಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ಮತ್ತು ರೂಪಾಂತರಗೊಂಡಾಗ ಕ್ಯಾನ್ಸರ್‌ಗೆ ಅದರ ಲಿಂಕ್‌ಗೆ ಹೆಸರುವಾಸಿಯಾಗಿದೆ. ಆದರೆ ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ, ಪ್ರೋಟೀನ್ ಜೀನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ ಖಚಿತವಾಗಿಲ್ಲ, ಆದ್ದರಿಂದ ಅವು ಆನ್ ಆಗುವುದಿಲ್ಲ.

ಹೊಸ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ, ಹಿಸ್ಟೋನ್ ಲಿಂಕರ್ H1 ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಈ ಪ್ರೊಟೀನ್ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ತನ್ನ ಗುರಿಯ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿಯೂ ಸಹ ಸ್ಪಷ್ಟವಾದ ಗುರಿಯಿಲ್ಲದೆ ಜೀವಕೋಶದೊಳಗೆ ತಿರುಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ಕಂಡುಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ: ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಸೋಮ್, ಇದು DNA ಯ ಜೋಡಣೆಗೊಂಡ ಭಾಗಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಸೋಮ್‌ನಿಂದ ಹೊರಹೊಮ್ಮುವ ಡಿಎನ್‌ಎಯ ಡಬಲ್ ಸ್ಟ್ರಾಂಡ್‌ಗಳಿಗೆ H1 ನೇರವಾಗಿ ಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಚಾಪೆರೋನ್ ಪ್ರೋಟೀನ್ ಅಲ್ಲಿಗೆ ಬರುವವರೆಗೆ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಸೋಮ್‌ಗೆ ಬಂಧಿಸಲು ಹೆಣಗಾಡುತ್ತದೆ.

ತಂಡವು ಪ್ರತ್ಯೇಕ H1 ಪ್ರೊಟೀನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಸೋಮ್ ಗುರಿಗಳನ್ನು ದೃಶ್ಯೀಕರಿಸಲು ಏಕ-ಅಣುವಿನ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ಬಳಸಿತು, H1 DNA ಮತ್ತು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಸೋಮ್‌ನ ಕೋರ್‌ಗೆ ಬಂಧಿಸುವ ಮೊದಲು, ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ನಂತರ. ಏಕ-ಅಣುವಿನ ವಿಧಾನಗಳು ಆಣ್ವಿಕ ಚಲನೆಗಳು ಮತ್ತು ಒಂದು ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಒಂದು ಅಣುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಗುರಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ನೇರ ಒಳನೋಟವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ಓಹಿಯೋ ಸ್ಟೇಟ್ ಯೂನಿವರ್ಸಿಟಿಯ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕ ಹಿರಿಯ ಲೇಖಕ ಮೈಕೆಲ್ ಪೊಯರಿಯರ್ ಹೇಳಿದರು.

“ಅನೇಕ ಪ್ರೊಟೀನ್‌ಗಳು ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕವಾಗಿವೆ, ಮತ್ತು ಡೈನಾಮಿಕ್ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯುವ ಮಾರ್ಗವು ಏಕ-ಅಣುವಿನ ಅಧ್ಯಯನಗಳ ಮೂಲಕ, ಅಲ್ಲಿ ನೀವು ನೈಜ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಅಣುಗಳು ಏನು ಮಾಡುತ್ತಿವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನೀವು ಅಕ್ಷರಶಃ ವೀಕ್ಷಿಸಬಹುದು” ಎಂದು ಪೊರಿಯರ್ ಹೇಳಿದರು.

ಜೀವಕೋಶದ ಕ್ರಿಯೆಯ ಮೇಲೆ ಪ್ರಮುಖ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುವಾಗ ಈ ಒಳನೋಟಗಳು ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಮುಖ್ಯವೆಂದು ಅವರು ಹೇಳಿದರು.

“H1 ಜೀವಕೋಶವು ಯಾವ ಜೀನ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಯಾವ ಜೀನ್‌ಗಳು ಅಲ್ಲ ಎಂಬುದಕ್ಕೆ ಪ್ರಮುಖ ನಿಯಂತ್ರಕವಾಗಿದೆ. ಜೀನ್ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿ ಇನ್ನು ಮುಂದೆ ಸರಿಯಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸದ ಕಾರಣ ರೋಗವು ಹೇಗೆ ಬೆಳವಣಿಗೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನೀವು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಬಯಸಿದರೆ, H1 ಹೇಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನೀವು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಬೇಕು. ನೀವು ಇದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಂಡಾಗ, ರೋಗದ ಕಾರಣವನ್ನು ಪ್ರತಿರೋಧಿಸುವ ಹೊಸ ಚಿಕಿತ್ಸೆಗಳ ಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ನೀವು ತೆರೆಯುತ್ತೀರಿ.”

ಮೊದಲ ಲೇಖಕ ಎಹ್ಸನ್ ಅಕ್ಬರಿ, ಪೋರಿಯರ್‌ನ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿ ಸಂಶೋಧನಾ ವಿಜ್ಞಾನಿ, ತಂಡದ ಕೆಲಸವನ್ನು ಮುನ್ನಡೆಸಿದರು. ಅಧ್ಯಯನವನ್ನು ಸೆಪ್ಟೆಂಬರ್ 22 ರಂದು ಮಾಲಿಕ್ಯುಲರ್‌ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಸಸ್ಯ, ಪ್ರಾಣಿ ಅಥವಾ ಮಾನವ ಜೀವಕೋಶವು ಜೀವಿಗಳ ಸಂಪೂರ್ಣ ಡಿಎನ್ಎಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಮಾನವ ಜೀವಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ, ನಮ್ಮ 6-ಅಡಿ ಉದ್ದದ ಜೀನೋಮ್ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್‌ನೊಳಗೆ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳಬೇಕು, ಇದು ಮಾನವ ಕೂದಲಿನ ಅಗಲಕ್ಕಿಂತ 1/10 ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಮಾಡಲು, ಗಾರ್ಡನ್ ಮೆದುಗೊಳವೆ ನಂತಹ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಸೋಮ್‌ಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಜೀನೋಮಿಕ್ ಡಿಎನ್‌ಎ ತುಣುಕುಗಳು ಹಿಸ್ಟೋನ್ ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳ ಸಂಗ್ರಹವನ್ನು ಸುತ್ತುತ್ತವೆ.

ನಂತರ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಸೋಮ್‌ಗಳು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಸುತ್ತಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕ್ರೊಮಾಟಿನ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಜೋಡಿಸುತ್ತವೆ. ಲಿಂಕರ್ ಹಿಸ್ಟೋನ್ H1 ನ ಕಾರ್ಯವು ಕ್ರೊಮಾಟಿನ್ ಅನ್ನು ಕಾಂಪ್ಯಾಕ್ಟ್ ಮಾಡಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಂಶವಾಹಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ DNA ವಿಭಾಗಗಳನ್ನು ಸುರುಳಿಯ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಜೀವಕೋಶದಿಂದ ಬಳಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಗೆ ಲಭ್ಯವಿಲ್ಲ ಎಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದು.

“ಜೀನೋಮ್‌ನ ಸಂಕೋಚನಕ್ಕೆ H1 ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ ಎಂದು ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿದೆ, ಇದು ಜೀನ್ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ” ಎಂದು ಪೊರಿಯರ್ ಹೇಳಿದರು. “ಜೀನೋಮ್‌ನಲ್ಲಿ, ಸಂಕುಚಿತವಾಗಿರುವ ಪ್ರದೇಶಗಳು ಹೆಚ್ಚು H1 ನೊಂದಿಗೆ ಲೋಡ್ ಆಗುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಹೆಚ್ಚು ತೆರೆದಿರುವ ಪ್ರದೇಶಗಳು ಕಡಿಮೆ H1 ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ.

“ನಿಮ್ಮ ಹೆಚ್ಚಿನ ಜೀನ್‌ಗಳನ್ನು ಆಫ್ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ – ನೀವು ಯಾವುದೇ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಕೋಶಕ್ಕೆ ನಿಮ್ಮ ಜೀನ್‌ಗಳ ಒಂದು ಸಣ್ಣ ಭಾಗವನ್ನು ಮಾತ್ರ ಬಳಸುತ್ತೀರಿ, ಆದ್ದರಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಜೀನ್‌ಗಳನ್ನು ಈ ನಿಗ್ರಹಿಸಲಾದ ಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಇರಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ ಇದರಿಂದ ಅವುಗಳ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿ ಆಫ್ ಆಗುತ್ತದೆ.”

ಪೋಯೆರ್ ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು ಡಿಎನ್‌ಎ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಸೋಮ್‌ನೊಂದಿಗೆ H1 ನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ದೃಶ್ಯೀಕರಿಸಲು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಟ್ವೀಜರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಏಕ-ಮಾಲಿಕ್ಯೂಲ್ ಫ್ಲೋರೊಸೆನ್ಸ್ ಅಳತೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಿದರು. ಡಿಎನ್‌ಎಗೆ ಬಂಧಿಸಿದ ನಂತರವೂ ಎಚ್1 ಚಲಿಸುವುದನ್ನು ಮುಂದುವರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಡಿಎನ್‌ಎ ಮೂಲಕ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಸೋಮ್‌ಗೆ ಲೋಡ್ ಆಗುವ ಬದಲು ಪ್ರೊಟೀನ್ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಸೋಮ್‌ನಿಂದ ದೂರ ಹೋಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಅವರು ಗಮನಿಸಿದರು.

“ಇದು ಸುತ್ತಲೂ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಸೋಮ್‌ಗೆ ಹೋಗುವುದಿಲ್ಲ, ಅದನ್ನು ನಾನು ನಂಬಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಲಿಲ್ಲ” ಎಂದು ಪೊರಿಯರ್ ಹೇಳಿದರು. ಅದಕ್ಕಾಗಿಯೇ ಗುಂಪು, ಚಾಪೆರೋನ್ ಪ್ರೋಟೀನ್ ಕಾಣೆಯಾದ ಲಿಂಕ್ ಆಗಿರಬಹುದು ಎಂದು ಊಹಿಸಿ, ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಗೆ ಮೂರು ಪ್ರಸಿದ್ಧ ಹಿಸ್ಟೋನ್ ಚಾಪೆರೋನ್ ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಿತು.

“ಆಶ್ಚರ್ಯಕರ ಸಂಗತಿಯೆಂದರೆ, H1 ಹೇಗೆ ಪರಿಚಲನೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದು ನಿಜವಾಗಿ ಹೇಗೆ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಸೋಮ್‌ಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರವೇಶಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದರ ಕುರಿತು ಸಂಶೋಧಕರು ಸಾಕಷ್ಟು ಕೆಲಸ ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ. ಮತ್ತು H1 ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಸೋಮ್ ಅನ್ನು ಹೇಗೆ ಲೋಡ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರವೇಶಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದು ಜನರಿಗೆ ಅರ್ಥವಾಗದ ಮುಖ್ಯ ಅಂಶವಾಗಿದೆ” ಎಂದು ಅವರು ಹೇಳಿದರು. “ನಾವು ಕಂಡುಕೊಂಡದ್ದೇನೆಂದರೆ, ಅದು ನಿಜವಾಗಿ ನೇರವಾಗಿ ಲೋಡ್ ಆಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಡಿಎನ್‌ಎ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಜಾರಲು ಇಷ್ಟಪಡುತ್ತದೆ – ಅದು ಹಾಗೆ ಮಾಡುತ್ತಿದೆ ಎಂದು ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿರಲಿಲ್ಲ – ಆದರೆ ಇದು ನಿಜವಾದ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಸೋಮ್‌ಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡಲು ಚಾಪೆರೋನ್ ಅಗತ್ಯವಿದೆ.”

ಈ ಕೆಲಸವು ಸಂಪೂರ್ಣ H1 ಕಥೆಯನ್ನು ಹೇಳದಿದ್ದರೂ, ಹಂತ-ಹಂತದ ದೃಶ್ಯೀಕರಣವು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಎಲ್ಲಿ ತಪ್ಪಾಗಬಹುದು ಎಂಬುದರ ಕುರಿತು ಹೊಸ ಸುಳಿವುಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. Poier’s ಪ್ರಯೋಗಾಲಯವು ಹಿಂದೆ H1 ರೂಪಾಂತರಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಕೋಶದಿಂದ ಮಾಡಿದ ನಂತರ H1 ನ ಗುರಿ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವ-ಅನುವಾದದ ನಂತರದ ಮಾರ್ಪಾಡುಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿತು.

“ಈ ರೂಪಾಂತರಗಳು, ಅನುವಾದದ ನಂತರದ ಮಾರ್ಪಾಡುಗಳು ಮತ್ತು, ಮುಖ್ಯವಾಗಿ, ಕ್ಯಾನ್ಸರ್-ಸಂಬಂಧಿತ ರೂಪಾಂತರಗಳು H1 ನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಗಳ ಮೇಲೆ ಹೇಗೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನೋಡುವುದು ನೈಸರ್ಗಿಕ ಮುಂದಿನ ಹಂತವಾಗಿದೆ, ಅದನ್ನು ನಾವು ಈಗ ಅಳೆಯುವ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರುತ್ತೇವೆ” ಎಂದು ಅವರು ಹೇಳಿದರು.

ಈ ಕೆಲಸವು ನ್ಯಾಷನಲ್ ಇನ್‌ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಹೆಲ್ತ್ ಮತ್ತು ನ್ಯಾಷನಲ್ ಸೈನ್ಸ್ ಫೌಂಡೇಶನ್‌ನಿಂದ ಧನಸಹಾಯ ಪಡೆದಿದೆ.

ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಸಹ-ಲೇಖಕರು ಓಹಿಯೋ ರಾಜ್ಯದ ನಥಾನಿಯಲ್ ಬರ್ಗ್ ಮತ್ತು ಮ್ಯಾಟಿ ವಾಲ್ಡಿಮಾರ್ಸನ್, ಅರಿತ್ರಾ ಚೌಧರಿ ಮತ್ತು ಜ್ಯೂರಿಚ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಬೆಂಜಮಿನ್ ಶುಲರ್.