बेसल गैंग्लिया सेल्युलर एटलस ने 21 मिलियन मानव कोशिकाओं समेत चार प्रजातियों की कोशिकाओं का मानचित्रण किया

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वैज्ञानिकों ने बेसल गैंग्लिया का पहला व्यापक क्रॉस-स्पीशीज़ कोशिकीय एटलस तैयार किया है। बेसल गैंग्लिया मस्तिष्क की आपस में जुड़ी संरचनाओं का समूह है जो गति, निर्णय लेने, भावनाओं और आदत निर्माण में शामिल होता है। सिएटल के एलन इंस्टीट्यूट की न्यूरोसाइंटिस्ट होंगकुई ज़ेंग और साल्क इंस्टीट्यूट के आणविक जीवविज्ञानी जोसेफ एकर के नेतृत्व में हुए इस शोध को गुरुवार को 'सेल' और उससे जुड़ी पत्रिकाओं में प्रकाशित दो दर्जन से अधिक अध्ययनों में प्रस्तुत किया गया। इस एटलस में मानव, चूहे, मकाक और मार्मोसेट शामिल हैं और यह 2014 में अमेरिकी राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान के सहयोग से शुरू की गई BRAIN इनिशिएटिव का हिस्सा है।

शोधकर्ताओं ने मृत मानव दाताओं के मस्तिष्क ऊतकों का उपयोग करते हुए मानव बेसल गैंग्लिया की 21 मिलियन कोशिकाओं और अन्य तीन प्रजातियों की लाखों अतिरिक्त कोशिकाओं की जांच की। एटलस में डेटा की तीन परतें शामिल हैं: हर कोशिका में कौन से जीन सक्रिय हैं, एपिजीनोम—यानी जीन गतिविधि को नियंत्रित करने वाले रासायनिक यौगिक और प्रोटीन—और स्थानिक मानचित्र जो दिखाते हैं कि ऊतक में हर प्रकार की कोशिका कहां स्थित है। इन निष्कर्षों में शोधकर्ताओं ने सिज़ोफ्रेनिया और बाइपोलर डिसऑर्डर से जुड़ी एक नई प्रकार की मस्तिष्क कोशिका की पहचान की, ऑटिज़्म में भूमिका निभा सकने वाले कोशिका-विशिष्ट आनुवंशिक बदलावों का दस्तावेजीकरण किया और उम्र बढ़ने से जुड़ी कुछ कोशिकाओं में जीन गतिविधि में बदलावों का पता लगाया।

इस एटलस को शोधकर्ताओं के लिए एक संदर्भ संसाधन के रूप में तैयार किया गया है। एकर ने कहा, "हम पार्किंसंस के एक जीन का अध्ययन कर रहे हैं और अब देख सकते हैं कि कौन सी कोशिकाएं उस जीन को सक्रिय करती हैं और उन कोशिकाओं में कौन से DNA स्विच सक्रिय होते हैं।" उन्होंने आगे कहा कि लंबी अवधि में यह एटलस जीन थेरेपी और जीन एडिटिंग के लिए कोशिका-विशिष्ट लक्ष्यों की पहचान करने और रोगग्रस्त ऊतकों की स्वस्थ ऊतकों से तुलना करने का आधार उपलब्ध करा सकता है। एकर ने यह भी कहा कि इस नए काम पर आधारित उपचार अभी वर्षों दूर हैं। ज़ेंग ने बताया कि पूरे मानव मस्तिष्क के लिए एक व्यापक, क्रॉस-स्पीशीज़ एटलस 2028 तक तैयार करने का लक्ष्य है।

बेसल गैंग्लिया क्या है और यह क्यों अहम है?

बेसल गैंग्लिया मस्तिष्क के भीतर गहराई में स्थित आपस में जुड़ी संरचनाओं का एक समूह है, जिसमें स्ट्रिएटम, ग्लोबस पैलिडस और सब्सटैंशिया नाइग्रा शामिल हैं। ये संरचनाएं गतिविधियों को चुनने और शुरू करने, आदतें बनाने, पुरस्कार से सीखने, प्रेरणा और भावनाओं में मदद करती हैं। बेसल गैंग्लिया की खराबी पार्किंसंस रोग, हंटिंगटन रोग, सिज़ोफ्रेनिया, टॉरेट सिंड्रोम, बाइपोलर डिसऑर्डर, ऑब्सेसिव-कंपल्सिव डिसऑर्डर और नशे की लत से जुड़ी है। इस क्षेत्र के बारे में पहले जो कुछ पता था और नए उपचारों के शुरुआती परीक्षण, अधिकतर चूहों और बंदरों पर शोध से आए थे, क्योंकि नैतिक कारणों से जीवित मानव मस्तिष्क पर कई अध्ययन नहीं किए जा सकते।

यह एटलस बीमारी की प्रक्रिया का पता लगाने में कैसे मदद करता है?

मस्तिष्क विकारों से जुड़े अधिकांश DNA वैरिएंट जीन के प्रोटीन बनाने वाले हिस्सों से बाहर होते हैं, अक्सर DNA के उन 'स्विच' में जो यह नियंत्रित करते हैं कि जीन कब और कहां सक्रिय होंगे। ये स्विच अक्सर खास किस्म की कोशिकाओं में ही सक्रिय होते हैं। एटलस किसी बीमारी के जोखिम वाले DNA वैरिएंट को उस विशेष प्रकार की तंत्रिका कोशिका या सहायक कोशिका तक ढूंढने में मदद करता है जहां वह असर करता है। एकर ने कहा, "यह समझने की दिशा में पहला कदम है कि वैरिएंट बीमारी में कैसे योगदान देता है और अंततः उसका इलाज कैसे किया जाए।" एटलस रोगग्रस्त ऊतकों से तुलना के लिए स्वस्थ ऊतकों का आधारभूत डेटा भी उपलब्ध कराता है।

अगले कदम क्या हैं और पूरे मस्तिष्क के एटलस की समय-सीमा क्या है?

एकर ने कहा कि एटलस से शोधकर्ताओं को जीन थेरेपी और जीन एडिटिंग के लिए कोशिका-विशिष्ट लक्ष्यों की पहचान करने में मदद मिल सकती है, लेकिन ऐसे प्रयोगों के लिए और शोध की ज़रूरत है और इन पर आधारित उपचार अभी वर्षों दूर हैं। ज़ेंग ने बताया कि यह काम पूरे मानव मस्तिष्क के लिए एक व्यापक, विस्तृत, मल्टीमॉडल और क्रॉस-स्पीशीज़ कोशिकीय एटलस बनाने के बड़े प्रयास का हिस्सा है, जिसे 2028 तक पूरा करने का लक्ष्य है।