स्क्विड की बाल कोशिकाएं पूरे शरीर में पाई गईं, मानव श्रवण हानि के सुराग देती हैं

स्क्विड के सिर और भुजाओं पर सूक्ष्म संवेदी कोशिकाओं के समूह लंबे समय से ज्ञात हैं, जो संरचनात्मक रूप से मानव कान के भीतर गहराई में स्थित बाल कोशिकाओं से आश्चर्यजनक रूप से मिलते-जुलते हैं। केस वेस्टर्न रिज़र्व यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने अब पाया है कि ये कोशिकाएं केवल उन्हीं क्षेत्रों तक सीमित नहीं हैं। करंट बायोलॉजी के वर्तमान अंक में प्रकाशित एक अध्ययन के अनुसार, इन जानवरों में इनकी सैकड़ों अधिक संख्या है, जो उनके शरीर की पूरी सतह पर फैली हुई हैं।

यह कार्य स्क्विड पर पार्श्व रेखाओं का पहला पूर्ण-शरीर मानचित्रण है, जो बाल कोशिकाओं से बनी संवेदी श्रृंखलाएं हैं, और यह वैज्ञानिकों को यह खोजने का नया तरीका दे सकता है कि श्रवण कैसे काम करता है और मनुष्यों में यह कैसे विफल होता है।

एक संवेदी तंत्र जो पूरे जीव को कवर करता है

बाल कोशिकाएं विशेषीकृत कोशिकाएं हैं जिनके शीर्ष पर सूक्ष्म, बाल जैसी प्रवृद्धियों के गुच्छे होते हैं। जब ये गुच्छे गति से विक्षेपित होते हैं, तो कोशिका प्रतिक्रिया देती है और यांत्रिक धक्के को जैविक संकेत में बदल देती है। यह मूल तंत्र पशु जगत में संवेदी क्षमताओं की एक विस्तृत श्रृंखला का आधार है, और मनुष्यों में यह हर उस ध्वनि का प्रारंभिक बिंदु है जिसे हम सुनते हैं।

स्क्विड में ये कोशिकाएं पहले सिर और भुजाओं पर दर्ज की गई थीं। केस वेस्टर्न रिज़र्व की टीम ने खोजा कि इसी प्रकार की कोशिकाएं शरीर की सतह पर भी पाई जाती हैं, जिससे ज्ञात संख्या में सैकड़ों और जुड़ जाती हैं। केस वेस्टर्न रिज़र्व स्कूल ऑफ मेडिसिन में एसोसिएट प्रोफेसर ब्रायन मैकडरमॉट, जिन्होंने शोध टीम का नेतृत्व किया, के अनुसार स्क्विड सेफेलोपॉड हैं जिनके शरीर की सतह पर बाल कोशिकाओं की विविध आबादी होती है। उन्होंने कहा कि यह आबादी न केवल यह समझने में अंतर्दृष्टि दे सकती है कि ये जानवर जीवित रहने के लिए पानी की गति का पता कैसे लगाते हैं, बल्कि यह भी कि मनुष्यों में श्रवण और बहरेपन कैसे होते हैं।

पार्श्व रेखाओं का त्रि-आयामी मानचित्रण स्क्विड के लिए अपनी तरह का पहला है, और यह उस जानवर को, जिसका अध्ययन आमतौर पर उसके तंत्रिका तंत्र और छद्मावरण क्षमताओं के लिए किया जाता है, संवेदी जीव विज्ञान के संभावित मॉडल के रूप में भी प्रस्तुत करता है।

पूरे शरीर की इमेजिंग बिना उसे नष्ट किए

कोशिकाओं को खोजने के लिए एक ऐसी तकनीक की आवश्यकता थी जो ऊतक को फाड़े बिना उसमें झांक सके। टीम ने लाइट शीट माइक्रोस्कोपी पर भरोसा किया, जो एक अत्याधुनिक इमेजिंग विधि है जिसमें लेज़र का उपयोग करके प्रकाश की एक पतली शीट बनाई जाती है। यह एक बार में पूरे नमूने को प्रकाशित करने के बजाय एक समय में एक ही तल को रोशन करती है, और छवियों के परिणामी ढेर को विस्तृत त्रि-आयामी पुनर्निर्माण में जोड़ा जा सकता है।

चूंकि किसी भी क्षण ऊतक का केवल एक संकीर्ण टुकड़ा प्रकाश के संपर्क में आता है, इसलिए यह विधि नमूने को होने वाले नुकसान को भी कम करती है, जो तब एक महत्वपूर्ण लाभ है जब लक्ष्य किसी एक विच्छेदित क्षेत्र के बजाय पूरे जीव में नाजुक संरचनाओं का सर्वेक्षण करना हो। जिस अध्ययन में सिर से पूंछ तक कोशिकाओं की सूची बनानी हो, उसे उन विधियों से पूरा करना कठिन होगा जो चलते-चलते ऊतक को नष्ट कर देती हैं।

शोध का एक हिस्सा मैसाचुसेट्स के वुड्स होल स्थित मरीन बायोलॉजिकल लेबोरेटरी में तीन वर्षीय फेलोशिप कार्यक्रम के तहत हुआ, जो इस पर केंद्रित था कि स्क्विड कैसे सुनते हैं। एमबीएल में इमेजिंग सर्विस के एसोसिएट डायरेक्टर और इमेजिंग स्कॉलर कार्स्टन वोल्फ ने केस वेस्टर्न रिज़र्व समूह के साथ काम किया। टीम में विश्वविद्यालय के स्नातक और परास्नातक छात्र भी शामिल थे।

मानव कान में छिपी बाल कोशिकाएं

मानव श्रवण से तुलना आकस्मिक नहीं है। जब ध्वनि कंपन कान में प्रवेश करते हैं, तो वे कॉक्लिया तक पहुंचते हैं, जो आंतरिक कान में एक घोंघे के आकार का अंग है जो हजारों बाल कोशिकाओं से पंक्तिबद्ध होता है। इनमें से प्रत्येक कोशिका में सूक्ष्म, बाल जैसी संरचनाओं का गुच्छा होता है जो आने वाले कंपनों पर प्रतिक्रिया देता है और वे संकेत शुरू करता है जिन्हें मस्तिष्क ध्वनि के रूप में व्याख्यायित करता है।

ये मानव कोशिकाएं खोपड़ी के भीतर गहराई में स्थित होती हैं, हड्डी में घिरी हुई और पहुंचने में कठिन। केस वेस्टर्न रिज़र्व टीम ने जिन स्क्विड कोशिकाओं की इमेजिंग की, वे शरीर के बाहर स्थित हैं, जो जानवर की सतह पर दिखाई देती हैं। यह विरोधाभास इस अध्ययन के वादे का केंद्र है: शोधकर्ताओं का सुझाव है कि यह खोज इस बात की अभूतपूर्व खिड़की खोल सकती है कि मनुष्य अपनी श्रवण क्षमता का उपयोग कैसे करते हैं और इसे कैसे खो देते हैं। एक प्रजाति में जिस कोशिका प्रकार को देखना कठिन है, वह दूसरी प्रजाति में स्पष्ट रूप से सामने रखा हुआ निकलता है।

श्रवण शोध के लिए एक समुद्री जीव क्यों मायने रखता है

स्क्विड के लिए बाल कोशिकाएं एक उत्तरजीविता उपकरण हैं। पार्श्व रेखा श्रृंखलाएं पानी की गति का पता लगाती हैं, जिससे ये जानवर समुद्र में यात्रा करते समय अपने परिवेश को समझने, शिकार खोजने और खतरों से बचने में मदद पाते हैं। चूंकि ये श्रृंखलाएं शरीर की सतह पर फैली हुई हैं, इसलिए इनका सर्वेक्षण और अध्ययन उन तरीकों से किया जा सकता है जो मानव आंतरिक कान के लिए संभव नहीं हैं।

यही सुलभता इस खोज को समुद्री जीव विज्ञान से कहीं आगे प्रासंगिक बनाती है। यह मानचित्रण करके कि कोशिकाएं कहां स्थित हैं और श्रृंखलाओं में कैसे संगठित हैं, शोधकर्ताओं को यह पूछने के लिए एक संदर्भ प्रणाली मिलती है कि बाल कोशिकाओं के गुच्छे कैसे बनते हैं, वे एक-दूसरे के सापेक्ष कैसे व्यवस्थित होते हैं, और जब ये संरचनाएं बाधित होती हैं तो क्या होता है। ये प्रश्न उस कार्य के केंद्र के करीब हैं जिसे स्क्विड अध्ययन सूचित करना चाहता है: यह समझना कि मनुष्यों में श्रवण और बहरेपन कैसे होते हैं।

• अध्ययन स्क्विड की पूरी शरीर की सतह पर बाल कोशिकाओं का दस्तावेजीकरण करता है, न कि केवल सिर और भुजाओं पर।
• यह स्क्विड की पार्श्व रेखाओं का पहला पूर्ण मानचित्रण प्रदान करता है, जो उन कोशिकाओं द्वारा बनाई गई श्रृंखलाएं हैं।
• लाइट शीट माइक्रोस्कोपी ने त्रि-आयामी रूप में एक बार में एक तल की इमेजिंग करके पूरे शरीर के सर्वेक्षण को संभव बनाया।
• टीम का घोषित लक्ष्य स्क्विड को मानव श्रवण और बहरेपन की खिड़की के रूप में उपयोग करना है।

खुले प्रश्न और अगले कदम

पूर्ण-शरीर का नक्शा जितने उत्तर देता है उतने ही प्रश्न भी खड़े करता है। शरीर के साथ नई मिली कोशिकाएं स्क्विड के दैनिक जीवन में कैसे कार्य करती हैं, और सिर तथा भुजाओं पर स्थित सघन श्रृंखलाओं से उनका क्या संबंध है, यह अभी तय होना बाकी है। जिस तीन वर्षीय फेलोशिप कार्यक्रम ने इस काम का समर्थन किया, वह ठीक इसी जांच के लिए डिज़ाइन किया गया था कि स्क्विड कैसे सुनते हैं, इसलिए इमेजिंग सर्वेक्षण संभवतः आगे होने वाले कार्यात्मक अध्ययनों का आधार बनेगा।

यह इस बात को भी खुला छोड़ता है कि यह पैटर्न कितनी व्यापक रूप से लागू होता है। टीम की खोज स्क्विड के लिए विशिष्ट है, और इसे सेफेलोपॉड्स में बाल कोशिका संगठन के सामान्य सिद्धांतों में बदलने के लिए अन्य प्रजातियों के समान सर्वेक्षणों की आवश्यकता होगी। हालांकि, यहां उपयोग की गई विधियां ऐसी तुलनाओं को पहले की तुलना में कहीं अधिक व्यावहारिक बनाती हैं।

फिलहाल, इस अध्ययन का योगदान एक संरचनात्मक योगदान है: एक विस्तृत, त्रि-आयामी लेखा-जोखा कि ये संवेदी कोशिकाएं कहां हैं, ऐसे जानवर में जिसकी शरीर योजना उन्हें असामान्य रूप से दृश्यमान बनाती है। क्या यह दृश्यता मानव श्रवण के बारे में उत्तरों में बदलती है, यह इस पर निर्भर करेगा कि शोधकर्ता आगे क्या सीखते हैं, लेकिन यह खोज उन्हें अध्ययन के लिए उससे कहीं बड़ा कोशिका समूह सौंपती है जितना किसी ने खोजने की अपेक्षा की थी।

This article is based on reporting by Phys.org. Read the original article.