न्यूयॉर्क की रॉकफेलर विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने अब तक का सबसे विस्तृत कोशिकीय उम्र बढ़ने का एटलस तैयार किया है, जिसमें चूहों के 21 अंगों से लिए गए लगभग सात मिलियन व्यक्तिगत कोशिकाओं का प्रोफाइल बनाया गया। 28 फरवरी को साइंस पत्रिका में प्रकाशित इस अध्ययन से पता चलता है कि उम्र बढ़ना यादृच्छिक जीनोमिक क्षय की प्रक्रिया नहीं है, बल्कि यह प्रणालीगत संकेतों द्वारा संचालित एक समन्वित जैविक कार्यक्रम है जो पूरे शरीर में एक साथ कोशिका आबादी को पुनर्गठित करता है। यह शोध एकल-कोशिका जीनोमिक्स और जनसंख्या गतिकी प्रयोगशाला के प्रमुख जुन्यू काओ के नेतृत्व में किया गया, जबकि डॉक्टरेट छात्र ज़ियू लू प्रमुख लेखक रहे।
टीम ने ईज़ीसाई-एटैक नामक एक अनुकूलित तकनीक का उपयोग किया, जो एकल-कोशिका क्रोमैटिन पहुंच अनुक्रमण का एक रूप है जो जांचता है कि प्रत्येक व्यक्तिगत कोशिका के अंदर डीएनए कैसे पैक किया गया है। जीनोम के कौन से क्षेत्र खुले हैं और सक्रिय रूप से पढ़े जा रहे हैं, इसका विश्लेषण करके शोधकर्ताओं ने एक महीने से 21 महीने की उम्र के 32 चूहों के तीन आयु समूहों में प्रत्येक कोशिका की कार्यात्मक स्थिति का मानचित्र तैयार किया। यह विधि उल्लेखनीय रूप से कुशल साबित हुई, काओ ने बताया कि अधिकांश बड़े पैमाने के एटलस परियोजनाओं के लिए दर्जनों प्रयोगशालाओं की आवश्यकता होती है, जबकि उनकी टीम ने एक ही प्रयोगशाला से यह काम पूरा किया।
एटलस ने 536 विशिष्ट कोशिका प्रकारों और 1,828 अधिक सूक्ष्म उप-प्रकारों की पहचान की, जिनमें से कई का पहले कभी वर्णन नहीं किया गया था। सभी कोशिका प्रकारों में से लगभग एक चौथाई ने उम्र के साथ महत्वपूर्ण जनसंख्या परिवर्तन दिखाए, जिसमें मांसपेशी, गुर्दे और फेफड़ों की कोशिकाओं में सबसे तीव्र गिरावट देखी गई। इसके विपरीत, जानवरों की उम्र बढ़ने के साथ कई अंगों में प्रतिरक्षा कोशिकाओं का नाटकीय रूप से विस्तार हुआ, जो मादा जानवरों में विशेष रूप से स्पष्ट था। शोधकर्ताओं ने पाया कि उम्र बढ़ने से जुड़े सभी कोशिकीय परिवर्तनों में से लगभग 40 प्रतिशत लिंग-निर्भर थे, जो यह समझाने में सहायक हो सकता है कि ऑटोइम्यून बीमारियां महिलाओं में अधिक प्रचलित क्यों हैं।
सबसे उल्लेखनीय खोजों में से एक यह थी कि दूर के और असंबंधित अंगों में समान कोशिकीय अवस्थाएं समानांतर रूप से प्रकट हुईं और घटीं। यह समन्वित उम्र बढ़ने का पैटर्न बताता है कि रक्त में घूमने वाले कारक, जैसे साइटोकाइन और अन्य प्रतिरक्षा संकेतन अणु, प्रत्येक अंग के स्वतंत्र रूप से बूढ़ा होने के बजाय पूरे शरीर में कोशिकीय परिवर्तनों का समन्वय करते हैं। अध्ययन ने इस पारंपरिक धारणा को भी चुनौती दी कि उम्र बढ़ना कब शुरू होता है, क्योंकि चूहों में पांच महीने की उम्र में ही कुछ कोशिका आबादी में मापनीय गिरावट दिखी, जो मनुष्यों में लगभग मध्य आयु के बराबर है।
विश्लेषित 1.3 मिलियन जीनोमिक क्षेत्रों में से लगभग 300,000 ने क्रोमैटिन पहुंच में उम्र बढ़ने से संबंधित महत्वपूर्ण परिवर्तन दिखाए। इनमें से लगभग 1,000 परिवर्तन कई कोशिका प्रकारों में लगातार दिखाई दिए, जो प्रतिरक्षा संकेतन, सूजन और स्टेम कोशिका रखरखाव से जुड़े साझा नियामक कार्यक्रमों की ओर इशारा करते हैं। पूर्ण एटलस सार्वजनिक डेटाबेस इपिएज डॉट नेट के माध्यम से वैश्विक अनुसंधान समुदाय को निःशुल्क उपलब्ध कराया गया है, और इस शोध को अमेरिकी राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थानों द्वारा वित्त पोषित किया गया था।
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