वैज्ञानिक हड्डियों के रखरखाव के लिए महत्वपूर्ण कोशिकाओं की पीढ़ी में एक निश्चित प्रोटीन की भूमिका की व्याख्या करते हैं
पुरानी हड्डी और जोड़ों के रोग, जैसे कि ऑस्टियोपोरोसिस और रुमेटीइड गठिया, दुनिया भर में लाखों लोगों को प्रभावित करते हैं, विशेष रूप से बुजुर्ग, अपने जीवन की गुणवत्ता को कम करते हुए। इन दोनों बीमारियों में एक महत्वपूर्ण कारक अस्थि-विघटनकारी कोशिकाओं की अत्यधिक गतिविधि है जिसे ओस्टियोक्लास्ट कहा जाता है। ओस्टियोक्लास्ट्स को मैक्रोफेज नामक एक निश्चित प्रकार के प्रतिरक्षा सेल से भेदभाव के माध्यम से बनाया जाता है, जिसके बाद वे हड्डियों और जोड़ों के रखरखाव में अपनी नई भूमिका प्राप्त करते हैं: अस्थि-भंग को तोड़ने के लिए अस्थिकोरक-एक अन्य प्रकार की कोशिका की मरम्मत करने और कंकाल प्रणाली को फिर से तैयार करने के लिए। ।
मोटे तौर पर, दो अंतरकोशिकीय प्रक्रियाएँ इस विभेदीकरण में शामिल होती हैं: पहली, प्रतिलेखन - जिसमें डीएनए में आनुवंशिक जानकारी से एक मैसेंजर आरएनए (mRNA) बनाया जाता है और फिर, अनुवाद- जिसमें mRNA में जानकारी प्रोटीन उत्पन्न करने के लिए डिकोड की जाती है सेल में विशिष्ट कार्य करते हैं। ऑस्टियोक्लास्ट गठन में आरएएनसीएल नामक एक विशेष प्रोटीन की भूमिका की खोज के बाद से, वैज्ञानिकों ने पहेली के एक बड़े हिस्से को हल किया है जिसमें सेल सिग्नलिंग मार्ग और ट्रांसक्रिप्शन नेटवर्क ऑस्टियोक्लास्ट पीढ़ी को विनियमित करते हैं। फिर भी, पोस्ट-ट्रांसक्रिप्शन सेलुलर प्रक्रियाओं में शामिल होना समझा जाना चाहिए।
अब, बायोकेमिकल और बायोफिज़िकल रिसर्च कम्युनिकेशंस में प्रकाशित एक नए अध्ययन में, जापान के टोक्यो विश्वविद्यालय के विज्ञान के वैज्ञानिकों ने इस जटिल प्रक्रिया में Cpeb4 नामक एक प्रोटीन की भूमिका का खुलासा किया। Cpeb4 प्रोटीनों के "साइटोप्लाज्मिक पॉलीडेनेलाइजेशन एलीमेंट बाइंडिंग (CPEB)" का हिस्सा है, जो RNA से जुड़ता है और ट्रांसलेशनल ऐक्टिवेशन और रेप्रेशन को नियंत्रित करता है, साथ ही "ऑप्शनल स्पिलिंग" मैकेनिज्म प्रोटीन वेरिएंट का उत्पादन करता है। अध्ययन का नेतृत्व करने वाले डॉ। तदयायोशी हयाता बताते हैं: “सीपीईबी प्रोटीन को विभिन्न जैविक प्रक्रियाओं और बीमारियों, जैसे कि आटिज्म, कैंसर और लाल रक्त कोशिका के भेदभाव में फंसाया जाता है। हालांकि, ऑस्टियोक्लास्ट भेदभाव में उनके कार्यों को स्पष्ट रूप से ज्ञात नहीं है। इसलिए, हमने इस परिवार, Cpeb4 से एक प्रोटीन को चिह्नित करने के लिए कई प्रयोगों का आयोजन किया, जिसमें माउस बृहतभक्षककोशिका की सेल संस्कृतियों का उपयोग किया गया। ”
आयोजित किए गए विभिन्न सेल संस्कृति प्रयोगों में, माउस मैक्रोफेज को ऑस्टियोक्लेस्ट भेदभाव को ट्रिगर करने के लिए आरएएनसीएल के साथ उत्तेजित किया गया था और संस्कृति के विकास की निगरानी की गई थी। सबसे पहले, वैज्ञानिकों ने पाया कि Cpeb4 जीन अभिव्यक्ति, और परिणामस्वरूप Cpeb4 प्रोटीन की मात्रा, ऑस्टियोकास्ट भेदभाव के दौरान बढ़ गई। फिर, इम्यूनोफ्लोरेसेंस माइक्रोस्कोपी के माध्यम से, उन्होंने कोशिकाओं के भीतर Cpeb4 के स्थान में परिवर्तन की कल्पना की। उन्होंने पाया कि Cpeb4 साइटोप्लाज्म से नाभिक में जाता है, जबकि विशिष्ट आकार पेश करते हैं (ऑस्टियोक्लास्ट एक साथ फ्यूज होते हैं और कई नाभिक के साथ कोशिकाओं का निर्माण करते हैं)। यह इंगित करता है कि ऑस्टियोब्लास्ट भेदभाव के साथ जुड़े Cpeb4 का कार्य नाभिक के अंदर होने की संभावना है।
यह समझने के लिए कि RANKL उत्तेजना इस Cpeb4 रिलेक्लाइज़ेशन का कारण कैसे बनती है, वैज्ञानिक चुनिंदा "बाधित" होते हैं या कुछ प्रोटीनों को दबा देते हैं जो उत्तेजना से ट्रिगर होने वाले इंट्रासेल्युलर सिग्नलिंग मार्ग में "डाउनस्ट्रीम" में शामिल हो जाते हैं। उन्होंने प्रक्रिया के लिए आवश्यक दो मार्गों की पहचान की। बहरहाल, आगे होने वाले कार्यक्रमों के अनुक्रम और सभी प्रोटीनों को शामिल करने के बारे में पूरी तरह से जानने के लिए आगे के प्रयोगों की आवश्यकता होगी।
अंत में, डॉ। हयात और उनकी टीम ने प्रदर्शित किया कि Cpeb4 मैक्रोफेज संस्कृतियों का उपयोग करके ऑस्टियोक्लास्ट गठन के लिए बिल्कुल आवश्यक है जिसमें Cpeb4 सक्रिय रूप से समाप्त हो गया था। इन संस्कृतियों में कोशिकाओं ने ओस्टियोक्लास्ट बनने के लिए और भेदभाव नहीं किया।
एक साथ लिया, परिणाम ऑस्टियोक्लास्ट गठन में शामिल सेलुलर तंत्र को समझने के लिए एक कदम पत्थर हैं। डॉ। हयाता ने टिप्पणी की: "हमारा अध्ययन आरएनए-बंधनकारी प्रोटीन Cpeb4 की महत्वपूर्ण भूमिका पर प्रकाश डालता है, क्योंकि यह ओस्टियोक्लेस्ट भेदभाव के सकारात्मक" प्रभावकारक "के रूप में है। यह हमें हड्डी और संयुक्त रोगों की रोग संबंधी स्थितियों की बेहतर समझ देता है और ऑस्टियोपोरोसिस और संधिशोथ जैसे प्रमुख रोगों के लिए चिकित्सीय रणनीतियों के विकास में योगदान कर सकता है। ” उम्मीद है, इस अध्ययन से सुविधा प्राप्त ऑस्टियोक्लास्ट पीढ़ी की समझ का गहरा स्तर अंततः दर्दनाक हड्डी और संयुक्त रोगों के साथ रहने वाले लोगों के लिए जीवन की बेहतर गुणवत्ता में बदल जाएगा।
विज्ञान के टोक्यो विश्वविद्यालय के बारे में
टोक्यो यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस (TUS) एक प्रसिद्ध और सम्मानित विश्वविद्यालय है, और जापान में सबसे बड़ा विज्ञान-विशेष निजी अनुसंधान विश्वविद्यालय है, जिसमें मध्य टोक्यो और इसके उपनगरों में और होक्काइडो में चार परिसर हैं। 1881 में स्थापित, विश्वविद्यालय ने शोधकर्ताओं, तकनीशियनों और शिक्षकों में विज्ञान के प्रति प्रेम को बढ़ाने के माध्यम से विज्ञान में जापान के विकास में लगातार योगदान दिया है।
"प्रकृति, मानव और समाज के सामंजस्यपूर्ण विकास के लिए विज्ञान और प्रौद्योगिकी का निर्माण" के एक मिशन के साथ, टीयूएस ने बुनियादी से लेकर लागू विज्ञान तक अनुसंधान की एक विस्तृत श्रृंखला की है। TUS ने आज के कुछ महत्वपूर्ण क्षेत्रों में गहन अध्ययन करने और गहन अध्ययन करने के लिए एक बहु-विषयक दृष्टिकोण अपनाया है। TUS एक मेरिटोक्रेसी है जहां विज्ञान में सर्वश्रेष्ठ को मान्यता प्राप्त और पोषित किया जाता है। यह जापान का एकमात्र निजी विश्वविद्यालय है जिसने प्राकृतिक विज्ञान के क्षेत्र में नोबेल पुरस्कार विजेताओं का उत्पादन करने के लिए नोबेल पुरस्कार विजेता और एशिया में एकमात्र निजी विश्वविद्यालय का निर्माण किया है।
विज्ञान के टोक्यो विश्वविद्यालय से एसोसिएट प्रोफेसर ताडायोशी हयात के बारे में
2018 के बाद से, डॉ। तदयायोशी हयाता टोक्यो यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस में फार्माकोलॉजी विज्ञान संकाय के आणविक विभाग में एसोसिएट प्रोफेसर और प्रिंसिपल इंवेस्टिगेटर हैं। उनकी प्रयोगशाला हड्डी की चयापचय, सेलुलर भेदभाव, आणविक औषधीय विज्ञान और हड्डी और संयुक्त रोगों की प्रकृति को समझने और चिकित्सीय लक्ष्यों को खोजने के लिए इसी तरह के क्षेत्रों पर केंद्रित है। डॉ। हयात कई जापानी सोसायटी और अमेरिकन सोसायटी फॉर बोन एंड मिनरल रिसर्च से संबद्ध हैं। उन्होंने 50 से अधिक मूल लेख प्रकाशित किए हैं और अकादमिक सम्मेलनों में 150 से अधिक प्रस्तुतियाँ दी हैं। इसके अलावा, ऑस्टियोपोरोसिस पर उनके शोध ने कई बार जापानी अखबारों में इसे बनाया है।
धन की जानकारी
यह अध्ययन JSPS KAKENHI [अनुदान संख्या 18K09053] द्वारा समर्थित था; नानकेन-क्योटन, टीएमडीयू (2019); नकटोमी फाउंडेशन; एस्टेलस रिसर्च सपोर्ट; फाइजर अकादमिक योगदान; दाइची-सैंक्यो शैक्षणिक योगदान; तीजिन फार्मा अकादमिक योगदान; एली लिली जापान शैक्षणिक योगदान; ओत्सुका फार्मास्युटिकल शैक्षणिक योगदान; Shionogi शैक्षणिक योगदान; चुगाई फार्मास्युटिकल एकेडेमिक कंट्रीब्यूशन।
इस लेख से क्या सीखें:
- Since the discovery of the role of a particular protein called RANKL in osteoclast formation, scientists have solved a considerable portion of the puzzle of which cell signaling pathways and transcription networks regulate osteoclast generation.
- first, transcription—in which a messenger RNA (mRNA) is created from the genetic information in DNA—and then, translation—in which the information in the mRNA is decoded to produce proteins that perform specific functions in the cell.
- Now, in a new study published in Biochemical and Biophysical Research Communications, scientists at Tokyo University of Science, Japan, unraveled the role of a protein called Cpeb4 in this complex process.
