பழமையான வைரஸ் DNA கருவுற்ற கருக்களை வளர உதவுகிறது—மேலும் புற்றுநோய் அதே இயக்கியைக் கைப்பற்றுகிறது

நம் செல்கள் வேலைக்கு அமர்த்திய ஒரு வைரஸ் புதைபடிவம்

மனித உள்ளார்ந்த ரெட்ரோவைரஸ்கள் (HERVs) என்பவை நீண்ட காலத்திற்கு முன்பு நிகழ்ந்த தொற்றுகளின் மூலக்கூறு எச்சங்கள், அப்போது வைரஸ்கள் தங்கள் மரபணுப் பொருளை மனித மரபணுவில் செருகின. இந்த வரிசைகள் இப்போது யாரையும் தொற்ற முடியாது. பிரான்சிஸ் கிரிக் நிறுவனத்தில் ரெட்ரோவைரல் இம்யூனாலஜி ஆய்வகத்தை வழிநடத்தும் ஜார்ஜ் காசியோடிஸ், இத்தகைய DNA பகுதிகள் பரிணாமக் காலம் முழுவதும் நிலைத்திருக்கும் போக்கு, நம் செல்கள் அவற்றுக்கு வேறு ஏதேனும் பயன்பாட்டைக் கண்டறிந்தால் மட்டுமே என்பதை விளக்குகிறார். HERVH எனப்படும் இந்த வரிசைகளின் ஒரு குறிப்பிட்ட குடும்பத்தில்தான் அது நடந்திருக்கும் என்று அவரது குழு சந்தேகித்தது; அது கால்பைண்டின் எனப்படும் கால்சியம்-பிணைக்கும் புரதத்தை உற்பத்தி செய்யும் மரபணுவுக்கு ஒரு இயக்கியாக (switch) செயல்படுகிறது.

அந்தச் சந்தேகத்தைச் சோதிப்பது மதிப்புக்குரியது, ஏனெனில் அதே இயக்கி ஆரம்பகால கருவை உருவாக்கும் செல்களில் ஏற்கனவே கண்டறியப்பட்டிருந்தது. அங்கு அதன் இருப்பு, மனித வளர்ச்சியின் ஒரு முக்கியமான காலகட்டத்தில்—வெறும் கட்டி உயிரியலின் ஆர்வமாக மட்டுமல்ல, வாழ்க்கையின் முதல் நாட்களின் இயல்பான இயந்திரத்தின் ஒரு பகுதியாக—அது முக்கியமாக இருக்கலாம் என்பதைக் குறிப்பிட்டது.

புற்றுநோய் உயிர்வாழும் தந்திரம் ஆய்வகத்தை ஏன் குழப்பியது

மூன்று ஆண்டுகளுக்கு முன்பு, காசியோடிஸும் அவரது சகாக்களும் எதிர்பாராத ஒரு கண்டுபிடிப்பைச் செய்தனர்: கால்பைண்டினை உற்பத்தி செய்யும் ஒரு குறிப்பிட்ட வழி, புற்றுநோய் செல்கள் வயதாகாமல் தடுப்பதன் மூலம் உயிர்வாழ உதவியது. இந்த முடிவு ஒரு சங்கடமான கேள்வியை எழுப்பியது. கட்டி வளர்ச்சியை அதிகரிக்கும் ஒரு பொறிமுறை முதலில் ஏன் இருக்க வேண்டும்?

கால்சியத்தின் உயிரியல் ஒரு துப்பைத் தருகிறது. அதிக அளவில், கால்சியம் செல்களுக்கு நச்சுத்தன்மையுடையதாகிறது, எனவே அளவுகள் குறுகிய வரம்புகளுக்குள் வைக்கப்பட வேண்டும். கால்பைண்டின் செல்லில் இருந்து கால்சியத்தை அகற்றுகிறது, மேலும் இது பொதுவாக மூளை மற்றும் சிறுநீரகத்தில் காணப்படுகிறது—கால்சியம் செறிவுகள் இறுக்கமாகக் கட்டுப்படுத்தப்பட வேண்டிய இரண்டு திசுக்கள். ஆயினும், ஒரு குறிப்பிட்ட வடிவ கால்பைண்டின் நுரையீரல் புற்றுநோய் செல்களில் இருப்பதையும், அது நம் மரபணுவில் புதைந்திருக்கும் வைரஸ் DNA எச்சத்தால் இயக்கப்பட்டதையும் குழு கண்டறிந்தது.

அந்தக் கண்டுபிடிப்பு, ஆராய்ச்சியாளர்கள் இப்போது கரு வளர்ச்சிக்குள் பின்தொடர்ந்த புதிரை வடிவமைத்தது. HERVH-இயக்கும் கால்பைண்டின் பாதுகாக்கப்படும் அளவுக்குப் பயனுள்ளதாக இருந்தால், அதன் அசல் நோக்கம் கட்டியில் அல்லாமல் கருவில் இருக்கலாம்.

மனித கரு தண்டு செல்களில் இயக்கியைச் சோதித்தல்

இதை ஆராய, அப்போது காசியோடிஸின் குழுவில் முதுநிலை ஆய்வாளராக இருந்த ஜூடித் பாபே, கேத்தி நியாகனின் குழுவுடன் இணைந்தார். நியாகனின் ஆய்வகம் மனித கருக்களில் மரபணு திருத்தத்தில் முன்னோடியாக இருந்தது; அந்தப் பணியை கிரிக்கில் தொடங்கி கேம்பிரிட்ஜ் பல்கலைக்கழகத்தில் தொடர்கிறது. அந்த நிபுணத்துவம், கூட்டாண்மைக்கு ஒரு நேரடிக் கேள்வியைக் கேட்கும் கருவிகளைத் தந்தது: மனித கரு தண்டு செல்களில் குறிப்பாக கால்பைண்டினை அல்லது அதை இயக்கும் HERVH வரிசையை நீக்கினால் என்ன நடக்கும்?

முடிவுகள் Science Advances இதழில் வெளியிடப்பட்டுள்ளன. ஒன்றாக, சோதனைகள் ஒரு வைரஸ் எச்சத்தை ஆரம்பகால மனித வளர்ச்சியை சரியான பாதையில் வைத்திருக்கும் செல்லுலார் வீட்டு வேலைகளுடன் இணைக்கின்றன. இந்த வேலை பிரான்சிஸ் கிரிக் நிறுவனத்தில் மேற்கொள்ளப்பட்டது, மேலும் ரெட்ரோவைரல் இம்யூனாலஜி மற்றும் மனித கரு மரபியல் ஆகிய துறைகளில் நிபுணத்துவம் பெற்ற ஆராய்ச்சியாளர்கள் இதில் ஈடுபட்டனர்—இந்தக் கலவை புற்றுநோய் மாதிரிகள் மற்றும் தண்டு செல் அமைப்புகளுக்கு இடையே செல்ல முடியுமாக்கியது.

அம்னியாய்டுகள் மற்றும் பிளாஸ்டோசிஸ்ட்கள் உயிருள்ள மாதிரிகளாக

ஆதாரங்களின் ஒரு மையப் பகுதி, அம்னியோடிக் சாக்கின் வளர்ச்சியைப் பின்பற்றும் தண்டு செல் மாதிரிகளிலிருந்து வருகிறது, இவை காஸ்ட்ருலேஷனுக்குப் பிந்தைய அம்னியாய்டுகள் எனப்படும். முக்கிய கால்சியம்-இடையக மரபணுவும் அதனுடன் வரும் வைரஸ் இயக்கியும் அப்படியே இருக்கும்போது, இந்த அமைப்புகள் எதிர்பார்த்தபடி உருவாகின்றன. மரபணுவும் அதன் இயக்கியும் இல்லாதபோது, அம்னியாய்டுகள் சரியாக உருவாகத் தவறுகின்றன. இந்த மாறுபாடு, HERVH–கால்பைண்டின் சுற்றுவழி இந்த ஆரம்பகால அமைப்புகளுக்கு ஏதோ ஒன்றல்ல என்பதைக் காட்சிப்படுத்துகிறது.

HERVH-கால்பைண்டின் உள்ள மற்றும் இல்லாத கருக்களிலிருந்து வளரும் மனித பிளாஸ்டோசிஸ்ட்களையும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஆய்வு செய்தனர். இயக்கியைத் தக்கவைத்திருக்கும் கருக்களை அது இல்லாதவற்றுடன் ஒப்பிடுவது, செல்கள் வேகமாகப் பிரிந்து விதி முடிவுகள் எடுக்கப்படும் ஆரம்பகால வளர்ச்சி நிலைகளில் இந்தச் சுற்றுவழி எவ்வாறு தாக்கம் செலுத்துகிறது என்பதைப் பார்க்க ஒரு சாளரத்தைத் தருகிறது.

ஒரே சுற்றுவழியின் இரண்டு முகங்கள்

ஒன்றாகச் சேர்க்கும்போது, கண்டுபிடிப்புகள் இரட்டை வாழ்க்கை கொண்ட ஒரு மரபணு இயக்கியை விவரிக்கின்றன. கருவில், அம்னியோடிக் சாக் மற்றும் பிற ஆரம்பகால அமைப்புகளை உருவாக்கப்போகும் செல்களின் வளர்ச்சி மற்றும் ஒழுங்கமைப்பை ஆதரிப்பதாகத் தெரிகிறது. நுரையீரல் புற்றுநோயில், அதே சுற்றுவழி, தீமையான செல்களை வயதாக்கும் செயல்முறையைத் தடுப்பதன் மூலம் உயிருடன் வைத்திருக்க மறுபயன்படுத்தப்படுகிறது; இல்லையெனில் அது அவற்றின் ஓட்டத்தை முடித்திருக்கும்.

இந்த இரட்டைத்தன்மை புற்றுநோய் உயிரியலில் ஒரு பரிச்சயமான வடிவமாகும்: கட்டிகள் பெரும்பாலும் வளரும் திசுக்களுக்குச் சொந்தமான திட்டங்களை மீண்டும் செயல்படுத்துகின்றன, கரு வாழ்க்கையின் வளர்ச்சி மற்றும் உயிர்வாழ்வு சமிக்ஞைகளைக் கடன் வாங்குகின்றன. இந்த நிகழ்வைத் தனித்துவமாக்குவது இயக்கியின் மூலம்தான். இது நம் மூதாதையர்கள் புதிதாக உருவாக்கிய மரபணு அல்ல, மாறாக மனித மரபணுவில் உள்வாங்கப்பட்டு பின்னர் மறுபயன்படுத்தப்பட்ட ஒரு வைரஸ் DNA துண்டு.

• HERVH என்பது ஒரு மனித உள்ளார்ந்த ரெட்ரோவைரஸ்—மரபணுவில் தக்கவைக்கப்பட்ட தொற்றாத வைரஸ் எச்சம்.
• HERVH வரிசை கால்பைண்டின் உற்பத்தியை இயக்குகிறது, இது செல்களிலிருந்து கால்சியத்தை அகற்றும் ஒரு புரதம்.
• கால்பைண்டின் பொதுவாக மூளை மற்றும் சிறுநீரகத்தில் காணப்படுகிறது, அங்கு கால்சியம் இறுக்கமாகக் கட்டுப்படுத்தப்பட வேண்டும்.
• ஒரு குறிப்பிட்ட வடிவ கால்பைண்டின் ஏற்கனவே நுரையீரல் புற்றுநோய் செல் உயிர்வாழ்வு மற்றும் வயதாகாமை எதிர்ப்புடன் இணைக்கப்பட்டிருந்தது.
• கால்பைண்டினை அல்லது அதைக் கட்டுப்படுத்தும் HERVH இயக்கியை நீக்குவது மனித கரு தண்டு செல் மாதிரிகளைச் சீர்குலைக்கிறது.
• அம்னியோடிக் சாக் வளர்ச்சியைப் பின்பற்றும் அம்னியாய்டுகள், மரபணு மற்றும் அதன் இயக்கி இல்லாமல் எதிர்பார்த்தபடி உருவாகத் தவறுகின்றன.

இந்த வேலையின் பொருள் என்னவாக இருக்கலாம்

இந்த ஆய்வு, உள்ளார்ந்த ரெட்ரோவைரஸ்களை மனித மரபணுவின் செயலற்ற குப்பைக்குப் பதிலாக செயல்பாட்டு பகுதிகளாகக் காட்டும் வளர்ந்து வரும் படத்திற்கு சேர்க்கிறது. பரிணாமக் காலம் முழுவதும், தப்பிப் பிழைத்த வரிசைகள் தங்கள் இடத்தைப் பெற்றவையாகவே தோன்றுகின்றன, HERVH இப்போது சாதாரண உயிரியலில் சேர்க்கப்பட்ட ஒரு வைரஸ் எச்சத்திற்கான தெளிவான எடுத்துக்காட்டாகத் தெரிகிறது.

புற்றுநோய் கோணமும் சமமான முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது. கருக்களும் பயன்படுத்தும் ஒரு இயக்கியைக் கட்டிகள் சார்ந்திருந்தால், அந்த இயக்கி எவ்வாறு திருப்பப்படுகிறது—மற்றும் கால்சியம் இடையகமிடல் செல்களை அழுத்தம் மற்றும் வயதாக்கத்திலிருந்து எவ்வாறு பாதுகாக்கிறது—என்பதைப் புரிந்துகொள்வது, இறுதியில் நோயில் அதைச் சீர்குலைக்கும் உத்திகளுக்கு வழிகாட்டக்கூடும். அத்தகைய எந்தப் பயன்பாட்டும் இன்னும் வெகு தொலைவில் உள்ளது, இதுவரையிலான ஆராய்ச்சி சிகிச்சைகளை விட அடிப்படை பொறிமுறைகளில் கவனம் செலுத்துகிறது.

ஆரம்பகால வளர்ச்சி எவ்வளவு உடையக்கூடியதாக இருக்கலாம் என்பதையும் இந்த வேலை எடுத்துக்காட்டுகிறது. ஒரு பழமையான தொற்றிலிருந்து பெறப்பட்ட ஒரு ஒற்றைக் கட்டுப்பாட்டு உறுப்பு, மாதிரி அமைப்புகள் சரியாகக் கூடுகின்றனவா என்பதைத் தாக்கம் செலுத்துவதாகத் தெரிகிறது. வைரஸ் வரலாற்றுக்கும் மனித கருவுறுதல் உயிரியலுக்கும் இடையிலான அந்தத் தொடர்பு மேலும் ஆராயப்பட வாய்ப்புள்ளது, குறிப்பாக அம்னியாய்டுகள் போன்ற தண்டு செல் மாதிரிகள் மேலும் செம்மையாகி, இல்லையெனில் கவனிக்கக் கடினமான வளர்ச்சி நிலைகளை ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஆய்வு செய்ய அனுமதிக்கும்போது.

இப்போதைக்கு, செய்தி ஒரு கவனிக்கத்தக்க ஒன்று: பழமையான வைரஸ் DNA-யின் ஒரு சிறு துண்டு, பாதிப்பில்லாதது மற்றும் அதன் தொற்றுக் காலங்களை நீண்ட காலத்திற்கு முன்பே கடந்தது, மனித கருவை உருவாக்க உதவ ஒப்படைக்கப்பட்டுள்ளது—மேலும் புற்றுநோய் அதே சுற்றுவழியையே சுரண்டக் கற்றுக்கொண்டது.

இந்தக் கட்டுரை Medical Xpress-இன் செய்தியறிக்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. அசல் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.