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अध्ययन जांच करता है कि स्टेम कोशिकाओं को मोटर न्यूरॉन्स में कैसे बदलना है

स्टेम कोशिकाएं कई अलग-अलग प्रकार की कोशिकाओं में विकसित हो सकती हैं, जैसे मांसपेशियों की कोशिकाएं, लाल रक्त कोशिकाएं या न्यूरॉन्स। उनकी विशेष पुनर्योजी क्षमता को देखते हुए, स्टेम सेल का उपयोग रोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के इलाज के लिए किया जा सकता है। शोधकर्ताओं की एक टीम स्टेम कोशिकाओं को मोटर न्यूरॉन्स में बदलने की प्रक्रिया में शामिल नए विवरणों को उजागर करती है।


नए शोध से मोटर न्यूरॉन्स में स्टेम कोशिकाओं को पुन: उत्पन्न करने में शामिल विवरण का पता चलता है।

दैहिक स्टेम कोशिकाएँ - जिन्हें वयस्क स्टेम कोशिकाएँ भी कहा जाता है - अविभाज्य कोशिकाएँ हैं जो पूरे मानव शरीर में एक ऊतक या अंग में पाई जा सकती हैं। उनकी भूमिका उस ऊतक को बनाए रखने, नवीनीकृत करने और मरम्मत करने की है जिसमें वे पाए जाते हैं।

एपिजेनेटिक रीप्रोग्रामिंग तकनीकों के माध्यम से - पहली बार 2006 में नोबेल पुरस्कार विजेता शिन्या यामानाका और उनके सहयोगियों द्वारा पेश किया गया था - इन कोशिकाओं को कृत्रिम रूप से तंत्रिका स्टेम कोशिकाओं में बदल दिया गया है।

इस प्रक्रिया में फाइब्रोब्लास्ट्स को बदलना शामिल था - संयोजी ऊतक में पाया जाने वाला एक प्रकार का सेल - पहले प्लुरिपोटेंट कोशिकाओं में, फिर तंत्रिका स्टेम कोशिकाओं में और अंत में न्यूरॉन्स में।

प्रत्यक्ष रिप्रोग्रामिंग में, हालांकि, प्लुरिपोटेंसी चरण को छोड़ दिया जाता है। यह परिवर्तन को अधिक समय पर करने के लिए अनुमति देता है, और यह नियमित रिप्रोग्रामिंग तकनीक में पाए जाने वाले ट्यूमर गठन की अन्य सीमाओं और जोखिमों को भी दरकिनार करता है।

लापता या क्षतिग्रस्त मोटर न्यूरॉन्स को पुनर्जीवित करने से पहले प्रत्यक्ष रिप्रोग्रामिंग का उपयोग किया गया है। नए अनुसंधान परिवर्तन प्रक्रिया के विवरण को उजागर करते हैं जो एक दिन में शोधकर्ताओं को नए प्रकार की कोशिकाओं को बनाने में सक्षम बना सकता है।

निष्कर्ष पत्रिका में प्रकाशित किया गया है सेल स्टेम सेल।

स्टेम कोशिकाओं के प्रत्यक्ष रिप्रोग्रामिंग का अध्ययन

शोधकर्ताओं ने प्रत्यक्ष रिप्रोग्रामिंग प्रक्रिया के दौरान कोशिकाओं में होने वाले परिवर्तनों का विश्लेषण किया।

परिवर्तन में लगभग 2 दिन लगते हैं।

प्रक्रिया में तीन प्रतिलेखन कारक शामिल हैं। ये ऐसे जीन हैं जो अन्य जीन की अभिव्यक्ति को नियंत्रित करते हैं।

परिवर्तन के पीछे सेलुलर और आनुवांशिक तंत्र को समझने के लिए, शोधकर्ताओं ने विश्लेषण किया कि ये प्रतिलेखन कारक जीनोम से कैसे बंधते हैं, जीन की अभिव्यक्ति कैसे बदलती है, और क्रोमेटिन हर 6 घंटे में कैसे बदलता है।

बर्लिन में मैक्स डेलब्रुक सेंटर फॉर मॉलिक्यूलर मेडिसिन के वरिष्ठ शोधकर्ता और अध्ययन के प्रमुख लेखकों में से एक, यूवे ओहलर बताते हैं कि शोधकर्ता इन परिवर्तनों में रुचि क्यों ले रहे थे।

"भ्रूण में एक कोशिका कई मध्यवर्ती चरणों से गुजरने से विकसित होती है। लेकिन प्रत्यक्ष प्रोग्रामिंग में हमारे पास ऐसा नहीं है: हम मध्यवर्ती चरणों के माध्यम से प्रगति के बिना, सेल के जीन प्रतिलेखन नेटवर्क को एक बार में पूरी तरह से नए के साथ बदल देते हैं। हमने पूछा।" , क्रोमेटिन परिवर्तन और प्रतिलेखन घटनाओं के समय और कैनेटीक्स क्या हैं जो सीधे अंतिम सेल भाग्य का नेतृत्व करते हैं? "

उवे ओहलर, प्रमुख लेखक

पेन स्टेट में बायोकेमिस्ट्री और आणविक जीव विज्ञान के सहायक प्रोफेसर शॉन महोनी और पेपर के प्रमुख लेखकों में से एक बताते हैं कि इस तरह के बदलाव में इन परिवर्तनों का अध्ययन करने के लिए उन्हें क्या सक्षम किया गया:

"हमारे पास एक बहुत ही कुशल प्रणाली है जिसमें हम प्रतिलेखन कारकों के कॉकटेल को जोड़कर स्टेम कोशिकाओं को 90 से 95 प्रतिशत सफलता दर की तरह मोटर न्यूरॉन्स में बदल सकते हैं। उस दक्षता के कारण, हम अपनी प्रणाली का उपयोग करने में सक्षम थे। इस परिवर्तन के दौरान सेल में वास्तव में क्या होता है, इसका विवरण। "

मोटर न्यूरॉन्स में स्टेम कोशिकाओं को बदलना

शोधकर्ताओं ने अत्यधिक जटिल, स्वतंत्र परिवर्तनों की एक श्रृंखला को उजागर किया जो स्टेम कोशिकाओं को मोटर न्यूरॉन्स में बदलने के लिए एक साथ जुटे।

परिवर्तन प्रक्रिया की शुरुआत में, प्रतिलेखन कारकों में से दो - Isl1 और Lhx3 - एक साथ जीनोम से जुड़ते हैं और उन घटनाओं की श्रृंखला प्रतिक्रिया को ट्रिगर करते हैं जिनमें कोशिकाओं में क्रोमैटिन और जीन अभिव्यक्ति में परिवर्तन शामिल हैं।

तीसरा प्रतिलेखन कारक - Ngn2 - अपने आप में कार्य करता है, जीन अभिव्यक्ति में भी बदलाव करता है।

बाद में प्रक्रिया में, Isl1 और Lhx3 परिवर्तन को पूरा करने के लिए Ngn2 द्वारा किए गए परिवर्तनों का उपयोग करते हैं।

सफल होने के लिए प्रत्यक्ष प्रोग्रामिंग के लिए, दो समानांतर प्रक्रियाओं को सफलतापूर्वक रूपांतरित करना होगा।

सेल प्रतिस्थापन न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों के इलाज में मदद कर सकता है

अध्ययन न केवल सेल-रिप्लेसमेंट तकनीक की चुनौतियों का विवरण देता है, बल्कि यह क्षतिग्रस्त कोशिकाओं को बदलने के नए, अधिक कुशल तरीकों को विकसित करने का मार्ग प्रशस्त करता है। यह कुछ न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों के उपचार में अमूल्य साबित हो सकता है।

महोनी कहते हैं, "बुनियादी विकास प्रक्रियाओं के साथ-साथ एएलएस और स्पाइनल मस्कुलर एट्रोफी के अध्ययन के लिए मोटर न्यूरॉन्स बनाने में बहुत रुचि है।"

"स्टेम कोशिकाओं से मोटर न्यूरॉन्स की प्रत्यक्ष प्रोग्रामिंग को अंतर्निहित तंत्र का विवरण देकर, हमारा अध्ययन न केवल मोटर न्यूरॉन विकास और इसके संबंधित रोगों के अध्ययन की सूचना देता है, बल्कि प्रत्यक्ष प्रोग्रामिंग प्रक्रिया की हमारी समझ को भी सूचित करता है और तकनीकों के विकास में मदद कर सकता है। अन्य सेल प्रकार उत्पन्न करने के लिए। "

शॉन महोनी, प्रमुख लेखक

प्रत्यक्ष रिप्रोग्रामिंग के लाभों में यह तथ्य शामिल है कि यह इन विट्रो में या विवो में भी किया जा सकता है। विवो में मानव शरीर के अंदर पुनर्संक्रमण करते हुए - सेलुलर क्षति के स्थल पर स्थानीयकृत होने का लाभ है।

हालांकि, न्यूयॉर्क विश्वविद्यालय के जीव विज्ञान विभाग में एक सहायक प्रोफेसर और नए अध्ययन के प्रमुख लेखकों में से एक, एस्टेबन माज़ोनी बताते हैं कि रिप्रोग्रामिंग हमेशा कुशल नहीं होता है, और अभी भी बहुत सारे अज्ञात कारक हैं जो जैविक प्रक्रियाओं की जटिलता को देखते हैं।

"एक महान चिकित्सीय क्षमता होने के बावजूद, प्रत्यक्ष प्रोग्रामिंग आम तौर पर अक्षम है और आणविक जटिलता को पूरी तरह से ध्यान में नहीं रखता है," माजोनी कहते हैं। लेकिन उनका अध्ययन कोशिकाओं को बदलने के लिए नए, अधिक व्यवहार्य तरीकों पर प्रकाश डालता है।

"हमारे निष्कर्ष जीन-थेरेपी विधियों में वृद्धि के नए संभावित तरीकों की ओर इशारा करते हैं। आगे देखते हुए, हमें लगता है कि इस नए ज्ञान का उपयोग करना उचित है, उदाहरण के लिए, स्वैच्छिक आंदोलन के लिए आवश्यक न्यूरॉन्स को बदलने के लिए रीढ़ की हड्डी में कोशिकाओं को हेरफेर करना। ALS जैसे कष्टों से नष्ट।

एस्टेबन माजोनी, प्रमुख लेखक

इस बारे में पढ़ें कि सेल रिप्रोग्रामिंग डिस्क से आंखों के रोगों के उपचार कैसे हो सकते हैं।

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