புரதக் குவியல்கள் பெரும்பாலும் செல்களுக்குள் உள்ள சிறிய துளிகளாக விவரிக்கப்படுகின்றன: நீரில் மிதக்கும் திரவ எண்ணெய்த் துளிகளைப் போல செயல்படக்கூடிய, செறிவூட்டப்பட்ட புரதத் தொகுப்புகள். காலப்போக்கில் மாறும் அவற்றின் திறன் குறித்து அதிக கவனம் செலுத்தப்படுகிறது, ஏனெனில் அல்சைமர் நோய் மற்றும் ALS உள்ளிட்ட கோளாறுகளுடன் தொடர்புடைய சில புரதங்களும் அமிலாய்டு நார்களை உருவாக்கக்கூடும்.
அந்த மாற்றம் குறித்த பொதுவான எதிர்பார்ப்பைச் சவால் செய்யும் ஒரு செயல்முறைக்கான ஆதாரங்களை லெய்டன் பல்கலைக்கழக ஆய்வாளர்கள் தற்போது தெரிவித்துள்ளனர். முதிர்ந்து வரும் புரதத் துளிகளை கண்காணித்த பரிசோதனைகளில், நார்கள் துளிகளின் மேற்பரப்பிலிருந்து வளர்ந்து வெளிப்புறமாக நீண்டன; அவை புரதம் செறிந்த உட்பகுதிகளில் இருந்து உருவாகவில்லை. அதே நேரத்தில், துளிகள் சுருங்கி மேலும் கண்ணாடி போன்றவையாக மாறின.
Nature Physics இதழில் வெளியிடப்பட்ட இந்த ஆய்வு, நரம்புச் சிதைவு நோய்க்கான நேரடி காரணத்தை நிறுவவில்லை. இருப்பினும், நோயுடன் தொடர்புடைய புரதங்களுடன் இணைந்த நார்ச்சார் கட்டமைப்புகளை திரவம் போன்ற புரதக் குவியல்கள் எவ்வாறு உருவாக்கக்கூடும் என்பதைப் புரிந்துகொள்ள இது ஒரு புதிய இயற்பியல் மாதிரியை வழங்குகிறது.
மூன்று பரிமாணங்களில் துளிகள் முதிர்வதைப் பார்வையிடுதல்
முனைவர் பட்ட ஆய்வாளர் லிரு ஃபெங் மற்றும் உதவிப் பேராசிரியர் லூயிஸ் ஜாவெர்த் ஆகியோரின் ஒரு பகுதி தலைமையில், லெய்டன் குழு ஒரு அடிப்படை கேள்விக்கு விடை காண முயன்றது: புரதத் துளிகள் முதிரும்போது என்ன நடக்கிறது? அவர்களின் பரிசோதனைகளில் இருந்த துளிகள் சுமார் 5 மைக்ரோமீட்டர் அகலம் கொண்டவை; இது மனித முடியின் அகலத்தில் தோராயமாக பத்தில் ஒரு பங்கு.
கன்ஃபோகல் நுண்ணோக்கியைப் பயன்படுத்தி, ஆய்வாளர்கள் மாதிரிகளை 12 மணி நேரம் மூன்று பரிமாணங்களில் கண்காணித்தனர். இதன் மூலம் ஆரம்பத்தில் திரவம் போன்றிருந்த துளிகளின் இரண்டு சாத்தியமான திட நிலை முடிவுகளை—கண்ணாடி போன்ற நிலை மற்றும் நார்ச்சார் நிலை—காட்சிப்படுத்தவும் அளவிடவும் முடிந்தது.
முடிவு எதிர்பாராததாக இருந்தது. புரதங்கள் அதிகமாகச் செறிந்துள்ள உட்பகுதியில் நார்கள் தோன்றும் என்பதே நேரடியான அனுமானமாக இருக்கும். ஆனால், கவனிக்கப்பட்ட நார்கள் துளியின் எல்லையில் தொடங்கி அதிலிருந்து விலகி வெளிப்புறமாக நீண்டன.
இந்த வேறுபாடு முக்கியமானது, ஏனெனில் இது குவியலின் மேற்பரப்பை அதன் முதிர்வு செயல்முறையில் செயல்படும் இடமாக மறுபரிசீலனை செய்கிறது. ஆய்வாளர்களின் விளக்கத்தில், நார் வளர்ச்சியும் கண்ணாடி உருவாக்கமும் ஒரே நிகழ்வின் இரண்டு விளக்கங்கள் அல்ல. துளிகள் மாறக்கூடிய இரண்டு போட்டிப் பாதைகள் அவை.
நார்களுக்கான மேற்பரப்பு இயக்கப் பாதை
உயிரியல் மற்றும் இயற்பியலில் குவியல்கள் ஒரு வித்தியாசமான இடைநிலையைப் பெறலாம். அவை பாய்ந்து ஒன்றிணையக்கூடிய அளவுக்கு திரவம் போன்றவை; அதே சமயம் காலப்போக்கில் திடப்பொருள் போன்றவையாகவும் மாறலாம். அவற்றின் மாற்றம் ஒழுங்கற்ற, கண்ணாடி போன்ற பொருளையோ அல்லது மேலும் ஒழுங்கமைந்த நார்ச்சார் கட்டமைப்புகளையோ உருவாக்கக்கூடும்.
புதிய கவனிப்புகள் அந்த நிலைகளை ஒரு குறிப்பிட்ட வரிசையில் இணைக்கின்றன. நார்கள் ஒரு துளியிலிருந்து வெளியே வளர்ந்தபோது, துளி தானாகவே சிறிதாகி மேலும் கண்ணாடி போன்றதாக மாறியது. வெளிப்புற நார்களின் உருவாக்கம் துளியிலுள்ள பொருளைப் பயன்படுத்திக்கொண்டு, மீதமுள்ள பொருளின் இயற்பியல் நிலையை மாற்றக்கூடும் என்பதை இது சுட்டிக்காட்டுகிறது.
எனவே, இந்த ஆய்வின் பங்களிப்பு ஒரு குறிப்பிட்ட நோய் செயல்முறை குறித்த கூற்றாக இல்லாமல், இந்த வகை புரத அமைப்புகளில் நார் வளர்ச்சிக்கான முன்மொழியப்பட்ட புதிய முன்னுதாரணமாகும். காலப்போக்கில் அந்த செயல்முறையைத் தெளிவாகக் காட்ட, ஆய்வுக் குழு நேரடி படமெடுப்பை அளவீடு மற்றும் மாதிரியாக்கலுடன் இணைத்தது.
நுண்ணிய அளவில் புரதங்களின் நிலையை இறுதி நேரப் படத்திலிருந்து கண்டறிவது கடினமாக இருக்கும் துறையில் இந்த அணுகுமுறை முக்கியமானது. ஒரு தனிப் படம் நார்களையும் துளிகளையும் ஒன்றாகக் காட்டலாம்; ஆனால் காலவரிசை பரிசோதனை, நார்கள் துளிக்குள் உருவானதா, அதன் விளிம்பில் உருவானதா அல்லது முற்றிலும் வேறு பாதையில் உருவானதா என்பதை வெளிப்படுத்த முடியும்.
இந்தக் கண்டுபிடிப்பு ஏன் முக்கியமானது
அல்சைமர் நோய் மற்றும் ALS போன்ற நரம்புச் சிதைவு நிலைகளுடன் புரத நார் உருவாக்கம் தொடர்புடையது என்பதை விஞ்ஞானிகள் சுமார் ஒரு தசாப்தமாக அறிந்துள்ளனர். இருப்பினும், திரவம் போன்ற குவியல்களுக்கும் நார்களுக்கும் இடையிலான இயற்பியல் தொடர்பு இன்னும் தீர்க்கப்படாத கேள்வியாகவே உள்ளது.
லெய்டனின் கண்டுபிடிப்புகள் இந்தக் கேள்வியை மேலும் குறுகலாக்குகின்றன. குறைந்தபட்சம் ஆய்வு செய்யப்பட்ட அமைப்பில், புரதம் நிறைந்த துளிக்கும் அதன் சுற்றுப்புறத்திற்கும் இடையிலான இடைமுகம், நார்கள் எங்கிருந்து தோன்றும் என்பதைத் தீர்மானிக்கக்கூடும் என்பதை அவை காட்டுகின்றன. குவியல்கள் எவ்வாறு முதிர்கின்றன, எந்த நிலைகள் கண்ணாடி உருவாக்கத்தை ஆதரிக்கின்றன, எந்த நிலைகள் வெளிப்புற நார் வளர்ச்சியை ஆதரிக்கின்றன என்பதை ஆய்வு செய்யும் எதிர்காலப் பரிசோதனைகளுக்கு இந்தக் கவனிப்பு வழிகாட்டலாம்.
புரதப் பொருளின் நடத்தையை செறிவு மட்டுமே விளக்காது என்பதையும் இது வலியுறுத்துகிறது. துளியின் உட்பகுதியில் புரதச் செறிவு அதிகமாக இருந்தாலும், நார்கள் அங்கேயிருந்து தொடங்கவில்லை என்று ஆய்வாளர்கள் கண்டறிந்தனர். துளியின் மொத்தப் பகுதியிலிருந்து வேறுபட்ட பண்புகள் எல்லையில் இருப்பதாகத் தெரிகிறது.
நோய் ஆராய்ச்சிக்கான நடைமுறை மதிப்பு, அதிக உயிரியல் சிக்கலான அமைப்புகளிலும் இதே போன்ற மேற்பரப்பு இயக்க நடத்தை காணப்படுகிறதா என்பதைக் கொண்டே தீர்மானிக்கப்படும். இந்தப் பரிசோதனைகளில் வெளிப்புறமாக வளரும் நார்கள் நியூரான்களிலோ நோயாளிகளிலோ நடைபெறும் முழுமையான செயல்முறையை மீண்டும் உருவாக்குகின்றன என்று தற்போதைய அறிக்கை கூறவில்லை. ஆனால், அந்தத் தொடர்புகளை ஆராய்வதற்கான சோதிக்கக்கூடிய கட்டமைப்பை இது வழங்குகிறது.
ஆச்சரியமான கவனிப்பிலிருந்து சோதிக்கக்கூடிய மாதிரி வரை
இயற்பியல் அறிவியல் அணுகுமுறை ஒரு உயிரியல் பிரச்சினையை எவ்வாறு தெளிவுபடுத்த முடியும் என்பதை இந்த ஆய்வு காட்டுகிறது. புரதக் குவியல்கள் திரவம், கண்ணாடி போன்ற மற்றும் நார்ச்சார் நிலைகளுக்கு இடையில் மாறக்கூடிய பொருட்களாகக் கருதியதன் மூலம், முன்பு எதிர்பார்க்கப்படாத ஒரு பாதையை ஆய்வாளர்கள் அடையாளம் காண முடிந்தது.
அடுத்த கேள்விகள், அந்த முதிர்வு பாதைகளுக்கிடையிலான போட்டியை எது கட்டுப்படுத்துகிறது என்பதில் கவனம் செலுத்தக்கூடும். வெளிப்புற நிலைமைகள் அல்லது மூலக்கூறு அம்சங்கள் ஒரு துளி கண்ணாடி போன்றதாக மாறுமா, நார்களை வளர்க்குமா அல்லது இரண்டையும் செய்யுமா என்பதைத் தீர்மானித்தால், நோயுடன் தொடர்புடைய புரதங்கள் தீங்கு விளைவிக்கும் கூட்டமைப்புகளை உருவாக்கும் சூழ்நிலைகளை விஞ்ஞானிகள் சிறப்பாக வரைபடமிட முடியும்.
தற்போதைக்கு மையக் கண்டுபிடிப்பு தெளிவாக உள்ளது: அமிலாய்டு போன்ற நார்களின் வளர்ச்சி ஒரு குவியலின் அதிக புரதச் செறிவு கொண்ட பகுதியில் தொடங்க வேண்டியதில்லை. லெய்டன் பரிசோதனைகளில், அது மேற்பரப்பில் தொடங்கி வெளிப்புறமாக நகர்ந்தது; பின்னால் மீதமிருந்த துளி சிறிதாகி மேலும் கண்ணாடி போன்றதாக மாறியது.
இந்தக் கட்டுரை Phys.org வழங்கிய செய்தியறிக்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. அசல் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.
Originally published on phys.org
