একটি ঝুঁকিপূর্ণ যাত্রা স্বাভাবিক মস্তিষ্ক গঠনেরই অংশ বলে মনে হচ্ছে
বিকাশমান মস্তিষ্কে নতুন নিউরনরা তাদের চূড়ান্ত গন্তব্যে ধীরে-সুস্থে পৌঁছায় না। সেরিব্রাল কর্টেক্স তৈরিতে সাহায্য করতে তাদেরকে ভিড়ভাট্টা, যান্ত্রিকভাবে কঠিন টিস্যুর মধ্যে দিয়ে এগোতে হয়, অন্যান্য কোষ ও কাঠামোগত তন্তুর ফাঁক গলে, তারপরই তারা উপলব্ধি, চলন ও চিন্তাকে সমর্থনকারী সার্কিটে যুক্ত হয়। Nature-এ প্রকাশিত নতুন এক গবেষণা অনুযায়ী, এই স্থানান্তরের সঙ্গে এক অপ্রত্যাশিত জৈবিক খরচ জড়িয়ে আছে: এদের অনেক কোষের DNA-তে ডাবল-স্ট্র্যান্ড ব্রেক তৈরি হয়, যা জেনেটিক ক্ষতির সবচেয়ে গুরুতর ধরনগুলোর একটি।
আবিষ্কারটির চমকপ্রদ দিক শুধু এই নয় যে ক্ষতি হয়, বরং তা স্বাভাবিক কর্টেক্স গঠনের সময় নিয়মিতভাবেই ঘটে বলে মনে হয়। কিয়োটো ইউনিভার্সিটির Institute for Integrated Cell-Material Sciences-এর গবেষক ও সহযোগীরা জানিয়েছেন, বিকাশমান মস্তিষ্ক এই চাপ সহ্য করতে পারে কারণ আক্রান্ত নিউরনগুলো দ্রুত ব্রেকগুলো মেরামত করে, এবং মনে হয় স্থায়ী ক্ষতি হওয়ার আগেই তা ঘটে। অন্য কথায়, যা সাধারণত একটি কোষীয় জরুরি অবস্থা হিসেবে ধরা হয়, তা প্রাথমিক মস্তিষ্ক বিকাশের অন্তর্নির্মিত বৈশিষ্ট্যও হতে পারে।
এতে বেড়ে ওঠা মস্তিষ্কে ঝুঁকিপূর্ণতা সম্পর্কে বিজ্ঞানীরা কীভাবে ভাবেন, তা নতুনভাবে সংজ্ঞায়িত হয়। DNA ডাবল-স্ট্র্যান্ড ব্রেক সাধারণত মিউটেশন, কোষমৃত্যু বা রোগের সঙ্গে যুক্ত। কিন্তু এই ক্ষেত্রে গবেষণাটি বলছে, যদি মেরামতের যন্ত্রপাতি তাল মেলাতে পারে, তাহলে সেগুলো স্বাভাবিক বিকাশ প্রক্রিয়ার উপজাত হিসেবেও দেখা দিতে পারে। এই কাজটি বলছে না যে DNA ক্ষতি নিরীহ। বরং এটি যান্ত্রিক চাপ, কোষীয় অভিযোজন এবং দ্রুত মেরামতের মধ্যে এক সূক্ষ্ম ভারসাম্যের দিকে ইঙ্গিত করে।
দলটি কীভাবে চলনকে DNA ক্ষতির সঙ্গে যুক্ত করল
গবেষকেরা সেই শারীরিক চ্যালেঞ্জের উপর নজর দেন যা ঘন টিস্যুর মধ্যে দিয়ে চলার সময় নবজাত নিউরনদের সম্মুখীন হতে হয়। এই যাত্রাটিই ক্ষতি সৃষ্টি করতে পারে কি না পরীক্ষা করতে, তারা পরীক্ষামূলকভাবে এমন পরিস্থিতি তৈরি করেন, যেখানে নিউরনগুলোকে মাইক্রোচ্যানেলের মধ্য দিয়ে চালিত করা হয়, যা বিকাশমান মস্তিষ্কের সরু ফাঁকগুলোকে অনুকরণ করার জন্য নকশা করা হয়েছিল। ফ্লুরোসেন্ট মার্কার ব্যবহার করে, তারা দেখেন কণাগুলো ওই সরু ফাঁক দিয়ে যাওয়ার সময় ডাবল-স্ট্র্যান্ড ব্রেক দেখা দেয় এবং পরে কণাগুলো বেরিয়ে এলে তা অদৃশ্য হয়ে যায়।
গবেষণা অনুযায়ী, বেশিরভাগ ক্ষতি ২৪ ঘণ্টার মধ্যেই মেরামত হয়, এবং উৎস নিবন্ধে বলা হয়েছে যে ওই সময়ে নিউরোনাল কার্যকারিতার ওপর কোনো স্থায়ী প্রভাব তারা দেখেননি। এই দ্রুত পুনরুদ্ধারই গবেষণাপত্রটির গুরুত্বের কেন্দ্রে। এটি ইঙ্গিত দেয় যে বিকাশমান মস্তিষ্ক কেবল অনিবার্য আঘাতের মুখে নেই, বরং এক গুরুত্বপূর্ণ নির্মাণ পর্যায়ে বারবার ফিরে আসা একটি বিপদ সামলানোর পথও গড়ে তুলেছে।
গবেষকেরা ব্রেকগুলোর উৎস খুঁজে পান Topoisomerase IIβ-তে, একটি এনজাইম যা সাধারণত DNA-তে সৃষ্ট টরশনাল চাপ কমাতে সাহায্য করে। দৈনন্দিন কোষীয় কর্মকাণ্ডে DNA পেঁচিয়ে যেতে পারে ও চাপের মধ্যে পড়তে পারে, আর এই এনজাইম সেই চাপ কমাতে নিয়ন্ত্রিত কাট তৈরি করে, তারপর তন্তুগুলো আবার জোড়া লাগে। তবে যান্ত্রিক চাপের মধ্যে, গবেষণায় দেখা যায় এনজাইমটি মাঝপথে আটকে যেতে পারে, ফলে পরিষ্কার মেরামত চক্র সম্পূর্ণ না করে ভাঙা DNA প্রান্ত রয়ে যায়।
এরপর সেই ভাঙা প্রান্তগুলো nonhomologous end joining নামে পরিচিত একটি মেরামত প্রক্রিয়ায় আবার যুক্ত হয়। এই পথটি এক ধরনের জরুরি পুনরুদ্ধার ব্যবস্থার মতো কাজ করে, যান্ত্রিক চাপ কেটে যাওয়ার পর প্রান্তগুলো আবার সেলাই করে দেয়। গবেষণার মূল যুক্তি হলো, এই মেরামতটি কেবল আকস্মিক নয়। এটিই স্বাভাবিক নিউরোনাল স্থানান্তরকে এমনভাবে এগোতে দেয় যাতে একটি সাধারণ বিকাশগত ঘটনা ব্যাপক ত্রুটিতে পরিণত না হয়।
এটি মৌলিক জীববিজ্ঞানের বাইরেও কেন গুরুত্বপূর্ণ
এই ফলাফলগুলো স্নায়বিক ঝুঁকি নিয়ে আরও বিস্তৃত প্রশ্ন তোলে। যদি সুস্থ বিকাশমান মস্তিষ্ক নিয়মিতভাবে গুরুতর DNA ক্ষতি তৈরি ও মেরামত করে, তাহলে সেই মেরামত ক্ষমতার সীমা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে। যে ব্যবস্থা স্বাভাবিক অবস্থায় কাজ করে, সেটিই মেরামত দেরি হলে, অসম্পূর্ণ হলে বা জিনগতভাবে বিঘ্নিত হলে অনেক বেশি তাৎপর্যপূর্ণ হয়ে উঠতে পারে।
এই কারণেই কাজটি বিকাশগত স্নায়ুবিজ্ঞানের বাইরেও প্রাসঙ্গিক হতে পারে। উৎস নিবন্ধে প্রধান গবেষক Mineko Kengaku-কে উদ্ধৃত করে বলা হয়েছে, মস্তিষ্কের সহনশীলতার সীমা এবং মেরামত অসম্পূর্ণ হলে কী ঘটে তা বোঝা বিজ্ঞানীদের নানা স্নায়বিক অবস্থাকে আরও ভালোভাবে বুঝতে সাহায্য করতে পারে। গবেষণাটি নির্দিষ্ট রোগের সঙ্গে সরাসরি সম্পর্ক স্থাপন করে না, তবে এটি এমন একটি বাস্তবসম্মত কাঠামো দেয় যার মাধ্যমে বোঝা যেতে পারে, বিকাশজনিত চাপ, DNA মেরামতের ত্রুটি বা অস্বাভাবিক টিস্যু পরিবেশ কীভাবে পরবর্তী সমস্যায় ভূমিকা রাখতে পারে।
এটি স্বাভাবিক বিকাশজনিত চাপ এবং রোগজনিত ক্ষতির মধ্যে পার্থক্যও আরও স্পষ্ট করে। একই ধরনের DNA ব্রেক প্রসঙ্গ, সময় এবং কোষের পুনরুদ্ধার ক্ষমতার উপর নির্ভর করে ভিন্ন ভিন্ন ফল দিতে পারে। বিকাশমান কর্টেক্সে, গবেষণাটি ইঙ্গিত দেয় যে স্থানান্তরের সময় সাময়িকভাবে বেড়ে যাওয়া ক্ষতি সহ্য করার জন্য নিউরনরা প্রস্তুত। অন্য জীববৈজ্ঞানিক প্রেক্ষাপটে, এমনকি ক্যান্সারের ক্ষেত্রেও, উৎস জানায় যে একই ধরনের স্থানান্তর-সম্পর্কিত ক্ষতি খুব ভিন্নভাবে ঘটতে পারে।
এই পার্থক্য গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এটি দেখায় DNA ক্ষতি একটি একক গল্প নয়। এটি এমন একটি প্রক্রিয়া যার অর্থ নির্ভর করে কী কারণে এটি ঘটেছে, এটি উল্টানো যায় কি না, এবং এরপর কী ঘটে। বিকাশমান মস্তিষ্ক এই ব্রেকগুলোকে নিজেদের গঠনের একটি নিয়ন্ত্রণযোগ্য পরিণতি হিসেবে সামলাচ্ছে বলে মনে হয়। সেই ব্যবস্থাপনা ব্যর্থ হলে রোগ শুরু হতে পারে।
বিকাশজনিত স্থিতিস্থাপকতার নতুন দৃষ্টিভঙ্গি
গবেষণার অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ তাৎপর্য ধারণাগত। মস্তিষ্ক বিকাশকে প্রায়ই নিখুঁতভাবে সমন্বিত বলা হয়, কিন্তু এই কাজটি দেখায় সেই সমন্বয় কতটা শারীরিকভাবে কঠিন হতে পারে। কোষ শুধু সুরক্ষিত পরিবেশে জেনেটিক নির্দেশ পড়ছে না। তারা সঙ্কীর্ণ জায়গার মধ্যে দিয়ে এগোচ্ছে, যান্ত্রিক বলের মুখোমুখি হচ্ছে, এবং এমন আণবিক ব্যবস্থার উপর নির্ভর করছে যেগুলো পুনরুদ্ধার হওয়ার আগে ব্যর্থতার দিকে ঠেলে দেওয়া যেতে পারে।
এতে বিকাশমান কর্টেক্স একটি স্থির নকশার চেয়ে বরং একটি সক্রিয় নির্মাণক্ষেত্রের মতো দেখায়, যেখানে ক্ষতি নিয়ন্ত্রণই কাজের অংশ। গবেষকদের মাইক্রোচ্যানেল পরীক্ষা এই বিষয়টিকে জোরদার করে, দেখিয়ে যে জ্যামিতি ও সীমাবদ্ধতাই ব্রেকগুলো শুরু করার জন্য যথেষ্ট হতে পারে। বিপদটি পথের মধ্যেই অন্তর্নিহিত।
ভবিষ্যৎ গবেষণার জন্য স্পষ্ট পরবর্তী ধাপ হলো নির্ধারণ করা কখন এই মেরামত ব্যবস্থা আর যথেষ্ট থাকে না। বিজ্ঞানীরা জানতে চাইবেন, কিছু নিউরন জনগোষ্ঠী কি অন্যদের তুলনায় বেশি ঝুঁকিতে থাকে, গর্ভকালীন সময় কি ঝুঁকি বদলায়, এবং পরিবেশগত বা জিনগত কারণগুলো কি মেরামতযোগ্য প্রক্রিয়াকে ক্ষতিকর প্রক্রিয়ায় পরিণত করতে পারে। সমান গুরুত্বপূর্ণভাবে, তারা জিজ্ঞেস করতে পারেন, মানুষের বিকাশে একই প্রক্রিয়া কি ততটাই ব্যাপকভাবে কাজ করে যতটা গবেষণার মডেল ব্যবস্থায় দেখা যাচ্ছে।
এখন পর্যন্ত, এই কাজ প্রাথমিক মস্তিষ্ক গঠনের একটি আরও তীক্ষ্ণ, সূক্ষ্ম চিত্র দেয়। নবজাত নিউরনরা গুরুতর DNA বিঘ্ন সহ্য করছে কারণ বিকাশ ভুল হয়েছে বলে নয়, বরং সঠিক জায়গায় পৌঁছানো স্বভাবগতভাবেই ঝুঁকিপূর্ণ। বিস্ময় হলো, মস্তিষ্ক যেন এই ঝুঁকির জন্য প্রস্তুত, এবং নির্মাণসূচি বজায় রাখতে ব্রেকগুলো এত দ্রুত মেরামত করছে।
এই নিবন্ধটি Medical Xpress-এর প্রতিবেদনের ভিত্তিতে। মূল নিবন্ধ পড়ুন.
Originally published on medicalxpress.com
