बच्चों में अनसुलझी अनुवांशिक बीमारियों पर नए सुराग

वैज्ञानिकों ने अनसुलझे मेंडेलियन रोगों की व्याख्या करने के लिए एक नया तरीका खोजा है, जो एसएमसीएचडी1 नामक प्रोटीन की विरासत का अध्ययन करके विकासशील अंडे या शुक्राणु में जीन उत्परिवर्तन के कारण माता-पिता से विरासत में मिला है, जिसे एसएमसीएचडी1 जीन द्वारा कोडित किया गया है।
जैविक विज्ञान विभाग के सहायक प्रोफेसर ज़ू शिफेंग के नेतृत्व में नेशनल यूनिवर्सिटी ऑफ़ सिंगापुर (एनयूएस) के वैज्ञानिकों की एक टीम ने विकासशील अंडे या शुक्राणु में जीन उत्परिवर्तन के कारण माता-पिता से विरासत में मिली अनसुलझी मेंडेलियन बीमारियों की व्याख्या करने का एक नया तरीका खोजा है। SMCHD1 नामक प्रोटीन के वंशानुक्रम का अध्ययन करना जिसे SMCHD1 जीन द्वारा कोडित किया जाता है।
SMCHD1 जीन में उत्परिवर्तन फेसियोस्कैपुलोहुमरल मस्कुलर डिस्ट्रॉफी (FSHD) जो एक मांसपेशी अपक्षयी विकार है, और बोस्मा अर्हिनिया माइक्रोफथाल्मिया सिंड्रोम (BAMS) जैसी बीमारियों का कारण बन सकता है जो नाक और आंखों की असामान्यता का कारण बनता है।
शोधकर्ताओं ने पाया कि माताओं से SMCHD1 संतानों में जीन के एक समूह की अभिव्यक्ति को नियंत्रित करता है, जिसे HOX जीन के रूप में जाना जाता है, जो एक भ्रूण में उसके सिर से पूंछ तक धुरी के साथ शरीर के अंगों की स्थिति निर्धारित करता है।
शोधकर्ताओं ने यह भी पाया कि मादा जेब्राफिश में एसएमसीएचडी1 की निष्क्रियता के परिणामस्वरूप एचओएक्स जीन अभिव्यक्ति में परिवर्तन होता है जिससे उनकी संतानों में कंकाल दोष होते हैं।
ए * स्टार, येल-एनयूएस और ऐक्स-मार्सिले विश्वविद्यालय के सहयोग से एनयूएस शोधकर्ताओं के नेतृत्व में अध्ययन नेचर कम्युनिकेशंस 23 जून 2022 में प्रकाशित किया गया था।
मां के जीन की विरासत और संरचनात्मक दोष
स्तनधारियों में, SMCHD1 महिलाओं में X-निष्क्रियता में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, एक ऐसी प्रक्रिया जहां X गुणसूत्र की प्रतियों में से एक को बेतरतीब ढंग से चुना और अक्षम किया जाता है।
इससे माताओं से विरासत में मिली SMCHD1 जीन की भूमिका का अध्ययन करना चुनौतीपूर्ण हो जाता है क्योंकि SMCHD1 जीन को निष्क्रिय करना महिला स्तनधारियों के लिए घातक है।
अनुसंधान दल ने जेब्राफिश का उपयोग करने का निर्णय लिया, जो आमतौर पर जैव चिकित्सा अनुसंधान में एक मॉडल जीव के रूप में उपयोग की जाने वाली कशेरुक है, इस मुद्दे को दरकिनार करने के लिए।
Zebrafish में X-निष्क्रियता का अभाव है, जिससे टीम को माताओं से विरासत में मिले SMCHD1 जीन की भूमिका का अध्ययन करने की अनुमति मिलती है।
शोधकर्ताओं ने जेब्राफिश में एसएमसीएचडी1 जीन को यह अध्ययन करने के लिए निष्क्रिय कर दिया कि यह जेब्राफिश संतानों में जीन अभिव्यक्ति और संरचनात्मक विकास को कैसे प्रभावित करेगा।
NUS के वैज्ञानिकों ने देखा कि SMCHD1 प्रोटीन को मां द्वारा अंडे में रखा जाता है।
मादा जेब्राफिश में SMCHD1 जीन की निष्क्रियता ने उनके निषेचित अंडों में HOX जीन अभिव्यक्ति में परिवर्तन किया।
HOX जीन शिशु के शरीर के विभिन्न अंगों के विशिष्ट पैटर्न और पहचान सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
SMCHD1 जीन के नुकसान के परिणामस्वरूप HOX जीन का समय से पहले सक्रियण हो गया, जिसके परिणामस्वरूप ज़ेब्राफिश संतान में कंकाल पैटर्निंग दोष हो गया।
सहायक प्रोफेसर ज़ू और उनकी टीम ने एक नई अवधारणा का प्रदर्शन किया कि मां के अंडे से प्रोटीन जैसे जीन उत्पाद विकासशील भ्रूण में होने वाली जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित कर सकते हैं।
विकासशील अंडे में मां द्वारा उत्पादित जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित करने वाले कारक अंडे के शुक्राणु के साथ निषेचित होने के बाद उचित जीन सक्रियण के लिए स्थितियां स्थापित कर सकते हैं।
आगे के प्रयोगशाला अध्ययनों के माध्यम से, टीम ने पाया कि स्तनधारियों पर भी यही सिद्धांत लागू होता है।
अनसुलझी अनुवांशिक बीमारियों की व्याख्या
अध्ययन के परिणाम अनसुलझे मेंडेलियन रोगों की व्याख्या करने के तरीके को बदल सकते हैं।
इस अध्ययन के आधार पर, माता-पिता में कुछ अनुवांशिक असामान्यताएं उनके बच्चों में प्रकट हो सकती हैं, जो उनके माता-पिता के अनुवांशिक मेकअप की जांच करके बच्चों में देखे गए जन्म दोषों को समझाने की संभावनाएं खोलती हैं।
“जब हम अनुवांशिक बीमारियों के बारे में सोचते हैं, तो हम आमतौर पर सोचते हैं कि रोगी में उत्परिवर्तन बीमारी का कारण बनता है।
हमारे अध्ययन में, हमने जेब्राफिश का उपयोग करते हुए पाया कि संतान में असामान्यताएं व्यक्ति में आनुवंशिक उत्परिवर्तन के कारण नहीं बल्कि उसकी मां में होती हैं।
यह बदलेगा कि हम अनसुलझी विरासत में मिली बीमारियों के बारे में कैसे सोचते हैं,” सहायक प्रोफेसर ज़ू ने कहा।
भविष्य की खोज
अपने वर्तमान अध्ययन के बाद, शोधकर्ता उम्मीद करते हैं कि आणविक स्तर पर, मातृ जीन जन्म के बाद भ्रूण जीन अभिव्यक्ति को कैसे नियंत्रित करते हैं।
“हम समझना चाहते हैं, आणविक रूप से, मातृ एसएमसीएचडी 1 जीन द्वारा संतान के जीनोम पर कौन से निशान छोड़े जाते हैं जो भ्रूण को प्रभावित करेंगे।
हम SMCHD1 प्रोटीन का अध्ययन करने में भी रुचि रखते हैं, इसके उत्परिवर्तन जो विभिन्न बीमारियों में शामिल हैं, साथ ही साथ यह कैसे काम करता है,” सहायक प्रोफेसर ज़ू ने साझा किया।