প্রাচীন ভাইরাল ডিএনএ ভ্রূণকে বাড়তে সাহায্য করে—আর ক্যান্সার সেই একই সুইচ দখল করে

একটি ভাইরাল ফসিল যা আমাদের কোষ কাজে লাগিয়েছে

হিউম্যান এন্ডোজেনাস রেট্রোভাইরাস, বা HERV, হলো বহু আগে ঘটে যাওয়া সংক্রমণের আণবিক অবশেষ, যখন ভাইরাসগুলো তাদের জিনগত উপাদান মানব জিনোমে ঢুকিয়ে দিয়েছিল। এই সিকোয়েন্সগুলো আর কাউকে সংক্রমিত করতে পারে না। ফ্রান্সিস ক্রিক ইনস্টিটিউটে রেট্রোভাইরাল ইমিউনোলজি ল্যাবরেটরি পরিচালনা করা জর্জ কাসিওটিস ব্যাখ্যা করেন যে, ডিএনএর এমন অংশ বিবর্তনীয় সময় জুড়ে টিকে থাকে কেবল তখনই, যখন আমাদের কোষ সেগুলোর অন্য কোনো ব্যবহার খুঁজে পায়। তাঁর দল সন্দেহ করেছিল, HERVH নামে পরিচিত এই সিকোয়েন্সগুলোর একটি নির্দিষ্ট পরিবারের ক্ষেত্রে ঠিক সেটাই ঘটেছে, যা ক্যালবাইন্ডিন নামের একটি ক্যালসিয়াম-বাইন্ডিং প্রোটিন উৎপাদনকারী জিনের জন্য একটি সুইচ হিসেবে কাজ করে।

সেই সন্দেহ পরীক্ষা করার মতো ছিল, কারণ একই সুইচ আগেই প্রাথমিক ভ্রূণ গঠনকারী কোষে দেখা গিয়েছিল। সেখানে এর উপস্থিতি ইঙ্গিত দিয়েছিল যে, মানব বিকাশের একটি সংকটপূর্ণ সময়ে এটি গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে—কেবল টিউমার জীববিজ্ঞানের একটি কৌতূহল হিসেবে নয়, বরং জীবনের প্রথম দিনগুলোর স্বাভাবিক যন্ত্রকৌশলের অংশ হিসেবে।

ক্যান্সারের টিকে থাকার এক কৌশল কেন ল্যাবকে ধাঁধায় ফেলেছিল

তিন বছর আগে কাসিওটিস ও তাঁর সহকর্মীরা একটি অপ্রত্যাশিত আবিষ্কার করেছিলেন: ক্যালবাইন্ডিন উৎপাদনের একটি নির্দিষ্ট উপায় ক্যান্সার কোষকে বার্ধক্য রোধ করে টিকে থাকতে সাহায্য করে। এই ফলাফল একটি অস্বস্তিকর প্রশ্ন তুলেছিল। যে প্রক্রিয়া টিউমার বৃদ্ধি বাড়ায়, তা আদৌ কেন বিদ্যমান থাকবে?

ক্যালসিয়ামের জীববিজ্ঞান একটি সূত্র দেয়। বেশি পরিমাণে ক্যালসিয়াম কোষের জন্য বিষাক্ত হয়ে ওঠে, তাই মাত্রা সংকীর্ণ সীমার মধ্যে রাখতে হয়। ক্যালবাইন্ডিন কোষ থেকে ক্যালসিয়াম সরিয়ে নেয়, এবং এটি সাধারণত মস্তিষ্ক ও কিডনিতে পাওয়া যায়—দুটি টিস্যু যেখানে ক্যালসিয়ামের ঘনত্ব কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা প্রয়োজন। তবুও দলটি দেখতে পেয়েছিল যে, ক্যালবাইন্ডিনের একটি নির্দিষ্ট রূপ ফুসফুস ক্যান্সার কোষে উপস্থিত ছিল, এবং তা আমাদের জিনোমে গাঁথা ভাইরাল ডিএনএর একটি অবশেষ দ্বারা চালু হয়েছিল।

সেই আবিষ্কারই এখন গবেষকরা ভ্রূণ বিকাশে যে ধাঁধার পিছনে ছুটেছেন, তার রূপরেখা তৈরি করেছে। যদি HERVH-চালিত ক্যালবাইন্ডিন সংরক্ষণের মতো যথেষ্ট উপকারী হয়, তাহলে সম্ভবত এর মূল উদ্দেশ্য টিউমারে নয়, বরং ভ্রূণে নিহিত।

মানব ভ্রূণীয় স্টেম কোষে সুইচ পরীক্ষা

তদন্ত করতে, কাসিওটিসের দলের তৎকালীন পোস্টডক্টরাল গবেষক জুডিথ পাপে ক্যাথি নিয়াকানের দলের সঙ্গে হাত মিলিয়েছিলেন। নিয়াকানের ল্যাবরেটরি মানব ভ্রূণে জিনগত সম্পাদনার পথপ্রদর্শক ছিল, যে কাজটি তারা ক্রিকে শুরু করেছিল এবং কেমব্রিজ বিশ্ববিদ্যালয়ে চালিয়ে যাচ্ছে। সেই দক্ষতা এই সহযোগিতাকে একটি সরাসরি প্রশ্ন করার সরঞ্জাম দিয়েছিল: মানব ভ্রূণীয় স্টেম কোষে বিশেষভাবে ক্যালবাইন্ডিন, বা এটি চালানো HERVH সিকোয়েন্স সরিয়ে নিলে কী হয়?

ফলাফল Science Advances জার্নালে প্রকাশিত হয়েছে। একসঙ্গে, পরীক্ষাগুলো একটি ভাইরাল অবশেষকে প্রাথমিক মানব বিকাশ সঠিক পথে রাখা কোষীয় গৃহস্থালির কাজের সঙ্গে যুক্ত করে। এই কাজটি ফ্রান্সিস ক্রিক ইনস্টিটিউটে পরিচালিত হয়েছিল এবং এতে রেট্রোভাইরাল ইমিউনোলজি ও মানব ভ্রূণ জিনতত্ত্বে বিশেষজ্ঞ গবেষকরা জড়িত ছিলেন—এমন একটি সমন্বয় যা ক্যান্সার মডেল ও স্টেম সেল সিস্টেমের মধ্যে চলাচল সম্ভব করেছিল।

জীবন্ত মডেল হিসেবে অ্যামনিওয়েড ও ব্লাস্টোসিস্ট

প্রমাণের একটি কেন্দ্রীয় অংশ আসে স্টেম সেল মডেল থেকে, যা অ্যামনিওটিক থলির বিকাশ অনুকরণ করে এবং পোস্ট-গ্যাস্ট্রুলেশন অ্যামনিওয়েড নামে পরিচিত। যখন মূল ক্যালসিয়াম-বাফারিং জিন এবং তার সঙ্গী ভাইরাল সুইচ অক্ষত থাকে, তখন এই গঠনগুলো প্রত্যাশিতভাবে তৈরি হয়। যখন জিন ও তার সুইচ অনুপস্থিত থাকে, তখন অ্যামনিওয়েডগুলো সঠিকভাবে তৈরি হতে ব্যর্থ হয়। এই বৈপরীত্যটি একটি দৃশ্যমান প্রদর্শন দেয় যে, HERVH–ক্যালবাইন্ডিন সার্কিট এই প্রাথমিক গঠনগুলোর জন্য নগণ্য নয়।

গবেষকরা HERVH-ক্যালবাইন্ডিনসহ ও ছাড়া ভ্রূণ থেকে বিকশিত মানব ব্লাস্টোসিস্টও পরীক্ষা করেছিলেন। যে ভ্রূণগুলো সুইচ ধরে রাখে তাদের সঙ্গে যেগুলোতে তা নেই তাদের তুলনা করা এই সার্কিট কীভাবে বিকাশের একেবারে প্রাথমিক পর্যায়ে প্রভাব ফেলে তার একটি জানালা দেয়, যখন কোষগুলো দ্রুত বিভাজিত হচ্ছে এবং ভাগ্য নির্ধারণের সিদ্ধান্ত নেওয়া হচ্ছে।

একই সার্কিটের দুই মুখ

একসঙ্গে বিচার করলে, ফলাফলগুলো একটি জিনগত সুইচের দ্বৈত জীবন বর্ণনা করে। ভ্রূণে, এটি অ্যামনিওটিক থলি ও অন্যান্য প্রাথমিক গঠন তৈরি করবে এমন কোষের বৃদ্ধি ও সংগঠনকে সমর্থন করে বলে মনে হয়। ফুসফুস ক্যান্সারে, সেই একই সার্কিট পুনরুদ্দেশ্যে ব্যবহৃত হয় ম্যালিগন্যান্ট কোষগুলোকে জীবিত রাখতে, বার্ধক্য প্রক্রিয়াকে বাধা দিয়ে যা অন্যথায় তাদের যাত্রা শেষ করে দিত।

এই দ্বৈততা ক্যান্সার জীববিজ্ঞানে একটি পরিচিত ধরন: টিউমারগুলো প্রায়ই বিকাশশীল টিস্যুর প্রোগ্রাম পুনরায় সক্রিয় করে, ভ্রূণীয় জীবনের বৃদ্ধি ও টিকে থাকার সংকেত ধার করে। এই ক্ষেত্রে যা অনন্য তা হলো সুইচের উৎস। এটি আমাদের পূর্বপুরুষদের শূন্য থেকে বিবর্তিত কোনো জিন নয়, বরং ভাইরাল ডিএনএর একটি টুকরো যা মানব জিনোমে শোষিত হয়েছিল এবং পরে পুনরুদ্দেশ্যে ব্যবহৃত হয়েছে।

• HERVH একটি হিউম্যান এন্ডোজেনাস রেট্রোভাইরাস—জিনোমে সংরক্ষিত একটি অ-সংক্রামক ভাইরাল অবশেষ।
• HERVH সিকোয়েন্স ক্যালবাইন্ডিন উৎপাদন চালায়, একটি প্রোটিন যা কোষ থেকে ক্যালসিয়াম সরিয়ে নেয়।
• ক্যালবাইন্ডিন সাধারণত মস্তিষ্ক ও কিডনিতে পাওয়া যায়, যেখানে ক্যালসিয়াম কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা আবশ্যক।
• ক্যালবাইন্ডিনের একটি নির্দিষ্ট রূপ আগেই ফুসফুস ক্যান্সার কোষের টিকে থাকা ও বার্ধক্য প্রতিরোধের সঙ্গে যুক্ত ছিল।
• ক্যালবাইন্ডিন, বা এটি নিয়ন্ত্রণকারী HERVH সুইচ সরিয়ে নিলে মানব ভ্রূণীয় স্টেম সেল মডেল ব্যাহত হয়।
• অ্যামনিওয়েড, যা অ্যামনিওটিক থলির বিকাশ অনুকরণ করে, জিন ও তার সুইচ ছাড়া প্রত্যাশিতভাবে তৈরি হতে ব্যর্থ হয়।

এই কাজের অর্থ কী হতে পারে

এই গবেষণাটি এন্ডোজেনাস রেট্রোভাইরাসকে নিষ্ক্রিয় আবর্জনা নয় বরং মানব জিনোমের কার্যকরী অংশ হিসেবে গড়ে ওঠা একটি ক্রমবর্ধমান চিত্রে যোগ করে। বিবর্তনীয় সময় জুড়ে, যে সিকোয়েন্সগুলো টিকে থাকে সেগুলোই তাদের স্থান অর্জন করেছে বলে মনে হয়, এবং HERVH এখন স্বাভাবিক জীববিজ্ঞানে নিয়োজিত একটি ভাইরাল অবশেষের স্পষ্ট উদাহরণ বলে দেখা যাচ্ছে।

ক্যান্সারের দিকটিও সমান গুরুত্বপূর্ণ। যদি টিউমারগুলো এমন একটি সুইচের উপর নির্ভর করে যা ভ্রূণও ব্যবহার করে, তাহলে সেই সুইচ কীভাবে চালু হয়—এবং ক্যালসিয়াম বাফারিং কীভাবে কোষকে চাপ ও বার্ধক্য থেকে রক্ষা করে—তা বোঝা শেষ পর্যন্ত রোগে তা ব্যাহত করার কৌশল সম্পর্কে ধারণা দিতে পারে। এমন যেকোনো প্রয়োগ এখনও অনেক দূরে, এবং এ পর্যন্ত গবেষণাটি চিকিৎসার বদলে মৌলিক প্রক্রিয়াগুলোর উপর কেন্দ্রীভূত।

এই কাজটি এটাও তুলে ধরে যে প্রাথমিক বিকাশ কতটা ভঙ্গুর হতে পারে। একটি প্রাচীন সংক্রমণ থেকে উত্তরাধিকারসূত্রে পাওয়া একটি একক নিয়ন্ত্রণ উপাদান মডেল গঠনগুলো সঠিকভাবে একত্রিত হবে কি না তা প্রভাবিত করে বলে মনে হয়। ভাইরাল ইতিহাস ও মানব প্রজনন জীববিজ্ঞানের মধ্যে এই সংযোগ সম্ভবত আরও অন্বেষণ করা হবে, বিশেষত যখন অ্যামনিওয়েডের মতো স্টেম সেল মডেলগুলো আরও পরিমার্জিত হচ্ছে এবং গবেষকদের এমন বিকাশের পর্যায়গুলো অধ্যয়ন করতে দিচ্ছে যা অন্যথায় পর্যবেক্ষণ করা কঠিন।

আপাতত, বার্তাটি চমকপ্রদ: প্রাচীন ভাইরাল ডিএনএর একটি টুকরো, নিরীহ এবং বহু আগেই তার সংক্রামক দিন পেরিয়ে গেছে, মানব ভ্রূণ গড়তে সাহায্য করার জন্য কাজে লাগানো হয়েছে—আর ক্যান্সার সেই একই সার্কিটকে কাজে লাগাতে শিখেছে।

এই নিবন্ধটি Medical Xpress-এর প্রতিবেদনের উপর ভিত্তি করে। মূল নিবন্ধ পড়ুন।