ఒక చెరువులోని protist జీవశాస్త్రంలోని ‘సార్వత్రిక’ నియమాల్లో ఒకదాన్ని తిరగరాసింది

Sequencingలో జరిగిన ఒక ప్రయోగం పాఠ్యపుస్తక జీవశాస్త్రానికి సవాలుగా మారింది

కొత్త single-cell DNA sequencing pipeline‌తో పని చేస్తున్న పరిశోధకులు ఒక సాంకేతిక పరీక్షను ఆశించారు. దాని బదులు, genetic code‌ను ఇంతకు ముందు నివేదించని విధంగా ఉపయోగిస్తున్నట్లు కనిపించే ఒక సూక్ష్మజీవిని వారు కనుగొన్నారు. Oxford University Parks‌లోని ఒక చెరువులో నుండి సేకరించిన ఈ freshwater protist, సాధారణంగా stop signals‌గా పని చేసే రెండు codons‌ను మళ్లీ కేటాయిస్తున్నట్లు కనిపిస్తోంది, తద్వారా ప్రోటీన్లు ఎలా నిర్మించబడతాయో చెప్పే సూచనలను మార్చుతోంది.

PLOS Genetics అధ్యయనంలో నివేదించబడిన మరియు Earlham Institute ద్వారా సారాంశం చేసిన ఈ కనుగొత్తు ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే genetic code‌ను తరచుగా దాదాపు universal‌గా బోధిస్తారు. చాలా జీవుల్లో, నిర్దిష్ట codons ఒక protein-building sequence ఎక్కడ ముగియాలో సూచిస్తాయి. ఈ సంకేతాలు జీవితం యొక్క core translation machineryలో భాగంగా ఉండి, genetic information‌ను functional proteins‌గా మార్పడంలో కణాలకు సహాయపడతాయి. మినహాయింపులు తెలిసినవే, కానీ అవి చాలా అరుదైనవి; అందువల్ల ప్రతి కొత్త మినహాయింపు code యొక్క లవచికతను శాస్త్రవేత్తలు ఎలా ఆలోచిస్తారో మార్చుతుంది.

ఈ సందర్భంలో organism‌ను Oligohymenophorea sp. PL0344గా గుర్తించారు, దీనిని నివేదికలో ఇంతకు ముందు తెలియని species‌గా వర్ణించారు. అధ్యయన సారాంశం ప్రకారం, gene stopping signals‌తో సాధారణంగా అనుసంధానమయ్యే రెండు codons‌ను వేర్వేరు amino acids‌కు మళ్లీ కేటాయించారు; ఇది ఇంతకు ముందు నివేదించబడని కలయిక అని పరిశోధకులు చెప్పారు.

ఈ కనుగొత్తు ఎందుకు అనూహ్యంగా వచ్చింది

పరిశోధక బృందం మొదట molecular biologyలో ఒక విప్లవాత్మక కొత్త మలుపును వెతకలేదు. లక్ష్యం, చాలా తక్కువ పరిమాణంలో DNAతో, ఒక single cell DNAతో కూడా పనిచేయగల sequencing pipeline‌ను పరీక్షించడం. అటువంటి సాంకేతిక అభివృద్ధి అనేక microorganisms‌ను culture చేయడం, వేరు చేయడం లేదా పెద్ద మొత్తంలో అధ్యయనం చేయడం కష్టంగా ఉండటంతో మరింత ముఖ్యమవుతోంది.

పద్ధతిని ధృవీకరించడమే కాకుండా, బృందం అనుకోకుండా ఒక పెద్ద జీవశాస్త్రీయ మినహాయింపును కనుగొన్నట్లు కనిపిస్తుంది. Earlham Institute‌లోని postdoctoral scientist Dr. Jamie McGowan, ఈ ప్రత్యేక protist ఎంపిక కావడం మౌలికంగా luck అని చెప్పారు. ఇది exploratory science యొక్క అంచనాకు అందని స్వభావాన్ని, అలాగే ప్రత్యేకంగా microscopic eukaryotes మధ్య ఇంకా బాగా అర్థం కాని జీవ వైవిధ్యపు అపార పరిమాణాన్ని చూపిస్తోంది.

Protists ఆశ్చర్యాలకు ప్రత్యేకంగా సారవంతమైన మూలం. source text చెబుతున్నట్లుగా, ఈ వర్గం అత్యంత విస్తృతమైనది మరియు స్పష్టంగా నిర్వచించడం కష్టం. ఇందులో animals, plants, fungi కాకుండా, microscopic single-celled life నుంచి kelp మరియు slime molds వంటి పెద్ద రూపాల వరకు అనేక రకాల eukaryotic organisms ఉన్నాయి. వాటి వైవిధ్యం కారణంగా, ఒక genetic లేదా physiological rule మొత్తం గుంపుకూ వర్తిస్తుందని శాస్త్రవేత్తలు జాగ్రత్తగా అనుమానించాలి.

Genetic code మనం ఊహించిన దానికంటే మరింత లవచికంగా ఉండొచ్చు

ఈ కనుగొత్తు యొక్క లోతైన ప్రాముఖ్యత భావనాత్మకమైనది. జీవశాస్త్రం genetic code‌ను జీవితం యొక్క అత్యంత స్థిరమైన, పంచుకున్న వ్యవస్థలలో ఒకటిగా తరచూ చూపిస్తుంది. కొన్ని జీవులు మరియు organelles‌లో స్థానిక విరుద్ధతలు నమోదు చేయబడినప్పటికీ, underlying framework కణజీవితంలోని అత్యంత సార్వత్రిక లక్షణాలలో ఒకటిగానే ఉంది. కాబట్టి codon reassignment యొక్క కొత్త రూపం ఒక విచిత్రతను catalogలో చేర్చడమే కాదు; శాస్త్రవేత్తలు biologically possible అని భావించే పరిమాణాన్ని విస్తరించుతుంది.

ఈ protist‌లో నిజంగా రెండు stop codons మళ్లీ కేటాయించబడి ఉంటే, ఆ lineageలో translation ప్రక్రియ standard models ఊహించిన దానికంటే ఎక్కువ radical దిశలో పరిణామం చెంది ఉండాలి. ఇది genetic code అనే భావనను రద్దు చేయదు, కానీ జీవశాస్త్రంలో “universal” అంటే తరచూ “దాదాపు universal, కొన్ని ముఖ్యమైన మినహాయింపులతో” అని గుర్తుచేస్తుంది. ఈ మినహాయింపులు ప్రత్యేకంగా సమాచారాత్మకమైనవి, ఎందుకంటే evolutionary systems మనం ఊహించిన దానికంటే ఎక్కడ మరింత లవచికంగా ఉన్నాయో అవి చూపిస్తాయి.

ఈ కనుగొత్తు భవిష్యత్తులో genome interpretation‌ను కూడా ప్రభావితం చేయవచ్చు. తెలియని జీవులను sequence చేస్తున్నప్పుడు, పరిశోధకులు సాధారణంగా codons amino acids మరియు stop signals‌తో ఎలా సరిపోతాయో default‌గా అనుకుంటారు. కొన్ని lineages వేర్వేరు decoding rules‌ను ఉపయోగిస్తే, ఆ అనుమానాలు genome నిజంగా ఏం చేస్తుందో దాచివేయగలవు లేదా వక్రీకరించగలవు. Alternative codes‌పై మెరుగైన అవగాహన annotation, evolutionary analysis, మరియు జీవితం యొక్క అస్పష్ట శాఖలపై మన అవగాహనను మెరుగుపరచవచ్చు.

ఇంకా ఎంత తెలియదో గుర్తుచేస్తుంది

source material‌లో బలంగా కనిపించే ప్రధాన ఇతివృత్తం scientific humility. ఈ కనుగొత్తు alternative genetic codes కోసం అత్యంత లక్ష్యంగా చేసిన వేట నుంచి కాదు; freshwaterలో ఉన్న ఒక single protist‌పై చేసిన practical methods exercise నుంచి వచ్చింది. అదే స్వయంగా ఆశ్చర్యకరం. మంచి tools వచ్చినప్పుడు సాధారణ వాతావరణాల్లో కూడా పెద్ద జీవశాస్త్ర ఆశ్చర్యాలు దాగి ఉండవచ్చని ఇది సూచిస్తోంది.

ఈ పని తక్కువగా అధ్యయనం చేసిన organisms‌ను పరిశీలించడం ఎంత విలువైనదో కూడా బలపరుస్తుంది. Molecular biologyలో ఎక్కువ భాగం తక్కువ సంఖ్యలోని model systems‌పై నిర్మించబడింది. అవి శక్తివంతమైనవే, కానీ eukaryotic life యొక్క మొత్తం evolutionary creativity‌ను ప్రతిబింబించవు. Protists, అవి చాలా వైవిధ్యంగా ఉండటం మరియు తరచూ నిర్లక్ష్యం చేయబడటం వల్ల, plants, animals, fungi, మరియు కొన్ని laboratory favorites దృష్టితో మాత్రమే చూసినప్పుడు సురక్షితంగా అనిపించే అనుమానాలను బయటపెడతాయి.

Single-cell sequencing technologies ఈ ప్రక్రియను వేగవంతం చేయవచ్చు. పద్ధతులు మెరుగుపడుతున్న కొద్దీ, ఇప్పటివరకు విశ్లేషించడానికి కష్టమైన organisms‌ను పరిశోధకులు అధ్యయనం చేయగలరు, ఎందుకంటే అవి అరుదైనవై ఉండవచ్చు, culture చేయలేనివై ఉండవచ్చు, లేదా చాలా చిన్న పరిమాణంలో మాత్రమే అందుబాటులో ఉండవచ్చు. ప్రతి సాంకేతిక పురోగతీ అసాధారణ biologyని కనుగొనే అవకాశాన్ని పెంచుతుంది, మరియు ఈ ఫలితం ఆ గమనానికి vivid ఉదాహరణ.

ఈ కనుగొత్తు ఒక చెరువు జీవికి మించి ఎందుకు ముఖ్యం

తక్షణ కనుగొత్తు ఒక నిర్దిష్ట protist‌ను గురించి అయినప్పటికీ, దాని ప్రభావాలు విస్తృతమైనవి. Genetic code biotechnology, evolutionary biology, మరియు life sciences యొక్క భావనాత్మక నిర్మాణం మధ్యలో ఉంది. ప్రతి నమ్మదగిన కొత్త మినహాయింపు evolution ప్రాథమిక mechanismలను తిరిగి తీర్చిదిద్దగల సామర్థ్యం ఎంత ఉందో తెలియజేస్తుంది.

దీని అర్థం జీవశాస్త్ర నియమావళి కూలిపోయిందని కాదు. దీని అర్థం, ఆ నియమావళి margins ప్రామాణిక బోధన సూచించిన దానికంటే మరింత చురుకుగా ఉండవచ్చు. పరిశోధకులకు, అది ఇబ్బంది కాదు; అవకాశం. మినహాయింపులు జీవితంలోని molecular systems‌లోని constraints మరియు freedoms‌ను బయటపెడతాయి, అవి ఆ వ్యవస్థలు మొదట ఎలా పరిణామం చెందాయో కూడా అర్థం చేసుకోవడానికి సహాయపడతాయి.

అందుకే Oxford University Parks‌లోని ఈ protist కేవలం curiosity కంటే ఎక్కువగా మారవచ్చు. ఇది మెరుగైన methods, అనుకోని కనుగొన్లు, మరియు నిర్లక్ష్యం చేయబడిన organisms ఎలా కలిసి ప్రాథమిక శాస్త్రాన్ని మార్చుతాయో చూపించే case study‌గా మారవచ్చు. ఒక సాధారణ sequencing test జీవశాస్త్రంలోని అత్యంత లోతైన సంప్రదాయాలలో ఒకదానికి కొత్త మినహాయింపును వెలికితీసినప్పుడు, ప్రకృతి ఇంకా మనల్ని ఆశ్చర్యపరచడానికి స్థలం ఉంచుకుందనే విషయం స్పష్టంగా తెలుస్తుంది, చెరువు నీటి చుక్కలో కూడా.

ఈ వ్యాసం Science Daily నివేదికపై ఆధారపడింది. మూల వ్యాసాన్ని చదవండి.