வளர்ச்சியின் உயிரியல் பதிவேடு
வளர்ந்து வரும் சுண்டெலிக் கருவில் உள்ள உயிரணுக்களின் குடும்ப மரத்தை, கருவின் சொந்த DNA-வை அதன் வரலாற்றுப் பதிவாக மாற்றுவதன் மூலம் ஆராய்ச்சியாளர்கள் மறுகட்டமைத்துள்ளனர். இந்தப் பணியில் DNA Typewriter எனப்படும் கண்காணிப்புத் தொழில்நுட்பம் பயன்படுத்தப்பட்டது. வளர்ச்சியின் போது உயிரணுக்கள் பிரிந்து சிறப்புப் பணிகளை ஏற்றுக்கொண்டபோதும் இந்தத் தொழில்நுட்பம் அவற்றில் தொடர்ந்து இருந்தது.
கருவுற்ற முட்டை இரண்டு உயிரணுக்களாகப் பிரியும் தருணத்தில் இந்தப் பதிவு தொடங்கி, 13.5 நாள் வளர்ச்சி வரை தொடர்கிறது. அந்த நேரத்தில் சுண்டெலியின் உடலும் உறுப்புகளும் உருவம் பெற்றிருக்கும். சுண்டெலியின் முழுமையான கர்ப்பகாலம் சுமார் 19 முதல் 21 நாட்கள் வரை நீடிப்பதால், இந்தப் பரிசோதனை கருவளர்ச்சியின் உருவாக்க நிலைக்குள் வருகிறது.
Science இதழில் வெளியான இந்த ஆய்வு, வளர்ச்சி உயிரியல் துறையின் முக்கியக் கேள்வியை அணுகுகிறது: ஒரு உயிரணுவின் ஆரம்பகால மூதாதையத் தொடர்பு, பின்னர் அது ஏற்கும் பணியுடன் எவ்வாறு தொடர்புடையது? ஒவ்வொரு உறுப்பும் திசுவும் பொதுவான தோற்றத்தைப் பகிரும் உயிரணுக்களிலிருந்து தொடங்குகின்றன; ஆனால் அவை படிப்படியாகப் பிரிந்து, நகர்ந்து, சிறப்பமைகின்றன. இந்தத் தொடர்புகளைப் பெரிய அளவில் மறுகட்டமைப்பது நீண்டகாலத் தொழில்நுட்பச் சவாலாக இருந்து வந்துள்ளது.
DNA Typewriter எவ்வாறு செயல்படுகிறது
கருவுற்ற சுண்டெலி முட்டையின் மரபணுவில் மறுவடிவமைக்கப்பட்ட பதிவு “டேப்பை” குழு செலுத்தியது. கரு வளர்ந்தபோது, இந்த அமைப்பு சந்ததி உயிரணுக்களின் மரபணுப் பொருளில் தகவலைப் பாதுகாத்தது. காகிதத்தில் அல்லாமல், உயிரணுவின் சொந்த DNA-வில் எழுதும் தட்டச்சுப்பொறியே இதற்கான ஆராய்ச்சியாளர்களின் ஒப்புமை.
பதிவுக் கருவி ஒவ்வொரு உயிரணுவின் மரபணுப் பொருளுக்குள்ளேயே இருப்பதால், பின்னர் தனிப்பட்ட உயிரணுக்களிலிருந்து அதன் பதிவைப் படிக்க முடியும். இதனால், ஆரம்பகாலப் பிரிவுகளைக் கடந்து வளர்ச்சி முன்னேறிய பிறகும் உயிரணுக்களுக்கிடையிலான தொடர்புகளை ஊகிக்க முடிகிறது.
இந்த முறையின் சமீபத்திய பதிப்பு, தனிப்பட்ட உயிரணுக்களிலிருந்து பதிவை மீட்டெடுப்பதை எளிதாக்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டது. இந்த நடைமுறை முன்னேற்றம் முக்கியமானது: கருவில் உள்ள உயிரணுக்களை ஒப்பிடுவதற்காக சேமிக்கப்பட்ட வரலாற்றில் போதுமான பகுதியை ஆராய்ச்சியாளர்கள் நம்பகமாகப் படிக்க முடிந்தால்தான் ஒரு வம்சப் பதிவு அமைப்பு பயனுள்ளதாக இருக்கும்.
இந்த ஆய்வில், கருவுற்ற முட்டையின் முதல் பிரிவிலிருந்து கருவின் உடல் வடிவமைப்பும் உறுப்புகளும் உருவாகும் வரை உயிரணுக்களின் வளர்ச்சி வரலாற்றை ஆராய்ச்சியாளர்கள் பின்தொடர்ந்தனர். எனவே, இந்தப் பணி ஆரம்பகால கருவியல் நிகழ்வுகளை வளர்ச்சியின் பின்னர் காணப்படும் விளைவுகளுடன் இணைக்கிறது.
வம்சவரிசை வரைபடங்கள் ஏன் முக்கியம்
உயிரணு வம்சவரிசை என்பது வெறும் மரபுவழிப் பயிற்சி அல்ல. ஆரம்பகால மூதாதைய வேறுபாடுகள் பின்னர் உயிரணுக்கள் ஏற்கும் விதியுடன் தொடர்புடையவையா என்பதை ஆராய இது ஒரு வழியை வழங்குகிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட தருணத்தில் உயிரணு பெறும் சமிக்ஞைகள் மட்டுமல்லாமல், நீண்ட பிரிவு வரிசையில் அந்த உயிரணு அமைந்திருக்கும் இடமும் வளர்ச்சி முடிவை நிர்ணயிக்கக்கூடும்.
University of Washington School of Medicine-ஐச் சேர்ந்த டாக்டர் Jay Shendure, இந்த ஆய்வின் இணை மூத்த ஆசிரியர், ஒரு உயிரணுவின் ஆரம்பகால மூதாதையத் தொடர்பு அதன் பின்னர் உருவாகும் விதியை எவ்வாறு பாதிக்கிறது என்பதில் ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஆர்வமாக இருப்பதாகக் கூறினார். இயல்பான வளர்ச்சியைப் புரிந்துகொள்வதற்கான ஒரு வழியாக வம்சவரிசை ஆய்வை அவர் விவரித்தார்.
இதன் சாத்தியமான முக்கியத்துவம் அடிப்படை கருவியல் அறிவியலைத் தாண்டுகிறது. வளர்ச்சி வம்சவரிசையை நன்கு புரிந்துகொள்வது பிறவிக் குறைபாடுகள், நரம்பு-வளர்ச்சி நிலைகள், மரபணுக் கோளாறுகள் மற்றும் புற்றுநோய் குறித்த அறிவை எதிர்காலத்தில் முன்னேற்றக்கூடும் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் தெரிவித்தனர். இந்த ஆய்வு சுண்டெலிக் கருவில் நடத்தப்பட்ட பரிசோதனையாக இருப்பதால், இத்தகைய சாத்தியமான பயன்பாடுகள் எதிர்கால ஆராய்ச்சிக்கான திசைகளாகவே உள்ளன; நிரூபிக்கப்பட்ட மருத்துவப் பயன்பாடுகள் அல்ல.
இருப்பினும், இதன் அடிப்படை முன்வைப்பு முக்கியமானது. ஒரு முதிர்ந்த உயிரணு வகையை அதன் மூதாதைய வரலாற்றின் விரிவான பதிவுடன் விஞ்ஞானிகள் இணைக்க முடிந்தால், வளர்ச்சி பாதைகள் எப்போது பிரிகின்றன, பின்னர் ஏற்படும் அசாதாரணங்களுடன் எந்த ஆரம்ப நிகழ்வுகள் தொடர்புடையவை என்பதைக் கண்டறிய அவர்கள் சிறந்த நிலையில் இருப்பார்கள்.
வளர்ச்சியை ஆய்வு செய்வதற்கான ஒரு தளம்
DNA Typewriter-ஐ Shendure மற்றும் Junhong Choi கண்டுபிடித்தனர். Choi தற்போது Sloan Kettering Cancer Center-ல் உள்ளார். தற்போதைய பணியில் மறுவடிவமைக்கப்பட்ட மரபணு டேப்பும், Shendure மற்றும் Dartmouth College-ஐச் சேர்ந்த மூலக்கூறு மற்றும் அமைப்பு உயிரியல் நிபுணர் Chengxiang Qiu தலைமையிலான ஒத்துழைப்பும் இடம்பெற்றன.
இதன் முக்கிய சாதனை, ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்தில் உயிரணுக்களை அடையாளப்படுத்துவது மட்டுமல்ல. அவை பெருகி வேறுபடும் போதும் ஒரு வரலாற்றுப் பதிவைத் தக்கவைத்துக்கொள்வதே இதன் சிறப்பு. ஒரு செயல்முறையின் முடிவில் இருக்கும் உயிரணு வகைகளைப் பட்டியலிடுவதற்குப் பதிலாக, வரிசையையும் தொடர்பையும் புரிந்துகொள்ள வேண்டிய பரிசோதனைகளில் இந்த அணுகுமுறை மதிப்புமிக்கதாக இருக்கலாம்.
இந்தப் பரிசோதனையில் கரு ஒரு கடினமான சோதனை நிகழ்வாக இருந்தது. ஒரு கருவுற்ற முட்டையிலிருந்து வளர்ச்சி பலவகையான ஏராளமான சந்ததிகளை உருவாக்குகிறது; அதே சமயம் அந்தத் தொடர்புகளை நிறுவும் ஆரம்பகாலப் பிரிவுகள், பின்னர் உறுப்புகளும் திசுக்களும் தோன்றுவதற்கு பல நாட்களுக்கு முன்பே நடக்கின்றன. மறுகட்டமைக்கப்பட்ட குடும்ப மரம் இந்த இடைவெளியை இணைக்கிறது.
தற்போது, இந்தக் கண்டுபிடிப்புகள் சுண்டெலி மாதிரியில் கிடைத்த ஆராய்ச்சி முன்னேற்றமாக உள்ளன. ஆனால் வளர்ச்சி வரலாற்றுக்கான நீடித்த, உயிரணு-வாரியான பதிவு ஊடகமாக DNA செயல்பட முடியும் என்பதை இந்த ஆய்வு தெளிவாகக் காட்டுகிறது. ஒரே உயிரணுவிலிருந்து உயிருள்ள அமைப்புகள் தங்களை எவ்வாறு உருவாக்கிக்கொள்கின்றன என்பது குறித்து மேலும் துல்லியமான கேள்விகளை எழுப்ப இந்தத் திறன் ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு உதவக்கூடும்.
This article is based on reporting by Phys.org. Read the original article.
Originally published on phys.org
