एका तळ्यातील protist ने जीवशास्त्रातील ‘सार्वत्रिक’ नियमांपैकी एक पुन्हा लिहिला

Sequencing चा एक प्रयोग पाठ्यपुस्तकातील जीवशास्त्राला आव्हान बनला

नवीन single-cell DNA sequencing pipeline वर काम करणाऱ्या संशोधकांना एक तांत्रिक चाचणी अपेक्षित होती. त्याऐवजी, त्यांना असा सूक्ष्मजीव सापडला जो genetic code चा वापर यापूर्वी नोंदवला नसावा अशा पद्धतीने करत असल्यासारखा दिसतो. Oxford University Parks मधील एका तळ्यातून गोळा केलेला हा freshwater protist, सामान्यतः stop signals म्हणून काम करणारे दोन codons पुन्हा नियुक्त करत असल्यासारखा दिसतो, ज्यामुळे प्रथिने कशी तयार होतात याच्या सूचना बदलतात.

PLOS Genetics मधील अभ्यासात आणि Earlham Institute ने संक्षेपित केलेल्या या निष्कर्षाचे महत्त्व असे की genetic code ला अनेकदा जवळपास सार्वत्रिक मानले जाते. बहुतेक जीवांमध्ये, विशिष्ट codons प्रथिन बनवणारी sequence कुठे संपली पाहिजे हे दर्शवतात. हे signal जीवनाच्या core translation machinery चा भाग आहेत, जे genetic information चे functional proteins मध्ये रूपांतर करण्यास पेशींना मदत करतात. अपवाद ज्ञात आहेत, पण ते इतके दुर्मिळ आहेत की प्रत्येक नवीन अपवाद code च्या लवचिकतेबद्दल वैज्ञानिक कसे विचार करतात, ते बदलते.

या प्रकरणात organism ची ओळख Oligohymenophorea sp. PL0344 अशी झाली, ज्याला अहवालात आधी अज्ञात species म्हणून वर्णन केले आहे. अभ्यास-सारांशानुसार, gene stopping signals शी सामान्यतः संबंधित असलेले दोन codons वेगळ्या amino acids मध्ये पुन्हा नियुक्त करण्यात आले होते, आणि असा संयोग यापूर्वी नोंदवलेला नव्हता.

हा शोध इतका अनपेक्षित का होता

संशोधन पथक सुरुवातीला molecular biology मध्ये कोणता तरी मूलभूत नवीन वळण शोधत नव्हते. व्यावहारिक उद्दिष्ट असे pipeline तपासणे होते जे अत्यल्प DNA, अगदी एका single cell मधील DNA सोबतही काम करू शकेल. अशा तांत्रिक विकासाला वाढता महत्त्व आहे, कारण अनेक microorganisms चे culture करणे, वेगळे करणे, किंवा मोठ्या प्रमाणावर अभ्यास करणे अवघड असते.

पद्धत फक्त पडताळण्याऐवजी, टीम कदाचित एका मोठ्या जैविक अपवादावरच येऊन आदळली. Earlham Institute मधील postdoctoral scientist Dr. Jamie McGowan यांनी सांगितले की हा विशिष्ट protist निवडला जाणे हे मुळात luck होते. यामुळे exploratory science ची अनिश्चितता आणि विशेषतः microscopic eukaryotes मधील जैवविविधतेचा प्रचंड विस्तार अजूनही किती कमी समजलेला आहे, हे दिसून येते.

Protists हे आश्चर्यांचे विशेषतः समृद्ध स्रोत आहेत. source text नुसार, ही category प्रचंड व्यापक असून स्पष्टपणे परिभाषित करणे कठीण आहे. यात animals, plants किंवा fungi नसलेल्या, microscopic single-celled life पासून kelp आणि slime molds सारख्या मोठ्या रूपांपर्यंत विविध eukaryotic organisms समाविष्ट आहेत. त्यांच्या विविधतेमुळे, एकच genetic किंवा physiological rule संपूर्ण गटावर लागू होतो असे गृहीत धरण्यात वैज्ञानिकांनी सावध असणे गरजेचे आहे.

Genetic code आपण समजतो त्यापेक्षा अधिक लवचिक असू शकतो

या शोधाचे सखोल महत्त्व संकल्पनात्मक आहे. जीवशास्त्र genetic code ला जीवनातील सर्वात स्थिर shared systems पैकी एक म्हणून मांडते. काही organisms आणि organelles मध्ये स्थानिक विचलने नोंदली गेली आहेत, तरी मूलभूत चौकट cellular life ची सर्वात सार्वत्रिक वैशिष्ट्ये मानली जाते. म्हणून codon reassignment चे नवे रूप फक्त एक विचित्रता जोडत नाही; ते शास्त्रज्ञांसाठी biologically possible काय मानायचे याची व्याप्ती वाढवते.

जर या protist मध्ये खरोखरच दोन stop codons पुन्हा नियुक्त केले गेले असतील, तर त्या lineage मधील translation प्रक्रिया standard models ने अपेक्षित केलेल्यापेक्षा अधिक radical दिशेने विकसित झाली असावी. यामुळे genetic code ही संकल्पना संपत नाही, पण biology मध्ये “universal” म्हणजे अनेकदा “जवळपास सार्वत्रिक, काही महत्त्वाच्या अपवादांसह” हे लक्षात राहते. हे अपवाद विशेषतः माहितीपूर्ण असतात, कारण evolutionary systems आपण गृहीत धरतो त्यापेक्षा कुठे अधिक लवचिक आहेत ते ते दाखवतात.

हा शोध भविष्यातील genome interpretation वरही परिणाम करू शकतो. अपरिचित organisms चे sequencing करताना संशोधक अनेकदा codons amino acids आणि stop signals शी कसे जुळतात हे default मानतात. काही lineages वेगळे decoding rules वापरत असतील, तर त्या धारणा genome प्रत्यक्षात काय करत आहे हे लपवू किंवा वाकवू शकतात. Alternative codes विषयी अधिक जागरूकता annotation, evolutionary analysis, आणि जीवनाच्या अस्पष्ट शाखांबद्दलची आपली समज सुधारू शकते.

किती काही अजून अज्ञात आहे, याची आठवण

source material मधील एक मजबूत थीम म्हणजे scientific humility. हा शोध alternative genetic codes शोधण्याच्या अत्यंत लक्षित मोहिमेतून नव्हे, तर freshwater मधील एका single protist वर आधारित practical methods exercise मधून आला. तेच स्वतःमध्ये उल्लेखनीय आहे. अधिक चांगली साधने उपलब्ध झाल्यास, सामान्य वातावरणांमध्येही मोठी जैविक आश्चर्ये लपलेली असू शकतात, हे ते सूचित करते.

हे काम कमी अभ्यासलेल्या organisms चा अभ्यास करण्याचे मूल्यही अधोरेखित करते. Molecular biology चा बराचसा भाग तुलनेने कमी संख्येतील model systems वर उभा आहे. ती models शक्तिशाली आहेत, पण eukaryotic life ची संपूर्ण evolutionary creativity ती पकडत नाहीत. Protists, कारण ते अतिशय विविध आणि अनेकदा दुर्लक्षित असतात, अशा गृहितकांना उघडे पाडू शकतात जे plants, animals, fungi, आणि काही laboratory favorites पर्यंत मर्यादित दृष्टीत सुरक्षित वाटतात.

Single-cell sequencing technologies ही प्रक्रिया जलद करू शकतात. पद्धती सुधारत जातील तसा, जे organisms पूर्वी विश्लेषित करणे कठीण होते त्यांचा अभ्यास संशोधक करू शकतील, कारण ते दुर्मिळ असतील, culture करता येत नसतील, किंवा फारच कमी प्रमाणात उपलब्ध असतील. प्रत्येक तांत्रिक प्रगती असामान्य biology शोधण्याची शक्यता वाढवते, आणि हा निकाल त्या गतिशीलतेचे जिवंत उदाहरण आहे.

हा शोध एका तळ्यातील जीवापलीकडे का महत्त्वाचा आहे

तात्काळ शोध एका विशिष्ट protist बद्दल आहे, पण त्याचे परिणाम व्यापक आहेत. Genetic code biotechnology, evolutionary biology, आणि life sciences च्या conceptual architecture च्या केंद्रस्थानी आहे. प्रत्येक विश्वासार्ह नवीन अपवाद evolution मूलभूत mechanisms पुन्हा कसे मांडू शकते, हे स्पष्ट करतो.

याचा अर्थ biological rulebook कोसळले आहे असा नाही. त्याचा अर्थ असा की rulebook चे margins standard teaching पेक्षा अधिक गतिमान असू शकतात. संशोधकांसाठी ते गैरसोय नाही; ती संधी आहे. अपवाद जीवनाच्या molecular systems मधील constraints आणि freedoms उघड करतात, आणि त्यामुळे ती प्रणाली सुरुवातीला कशी विकसित झाली हे समजण्यास मदत होते.

म्हणून Oxford University Parks मधील हा protist केवळ एक curiosity राहणार नाही, कदाचित त्यापेक्षा अधिक ठरेल. तो अशा case study मध्ये बदलू शकतो जिथे सुधारित methods, योगायोगाने झालेला शोध, आणि दुर्लक्षित organisms एकत्र येऊन मूलभूत विज्ञान बदलतात. जेव्हा एक routine sequencing test जीवशास्त्राच्या सर्वात खोल conventions पैकी एकासाठी नवा अपवाद उघड करतो, तेव्हा धडा स्पष्ट आहे: निसर्गाकडे अजूनही आपल्याला आश्चर्यचकित करण्यासाठी जागा आहे, अगदी तळ्याच्या पाण्याच्या थेंबातही.

हा लेख Science Daily च्या रिपोर्टिंगवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.