प्राचीन वायरल डीएनए के टुकड़े मानव भ्रूण विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं

हाल के शोध से पता चला है कि हमारे पूर्वजों के डीएनए में छिपे हुए प्राचीन वायरल डीएनए के टुकड़े, जिन्हें मानव एंडोजीनस रेट्रोवायरस (HERVs) के रूप में जाना जाता है, मानव भ्रूण के शुरुआती विकास में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ये टुकड़े, जो मानव जीनोम का लगभग 8.9% हिस्सा बनाते हैं, प्राचीन रेट्रोवायरस के अवशेष हैं जिन्होंने हमारे पूर्वजों को संक्रमित किया था और पीढ़ियों से हमारे डीएनए में एकीकृत हो गए हैं।

स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में प्रोफेसर जोआना विसोका की लैब में पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता डॉ. राक्वेल फ्यूयो के नेतृत्व में किए गए एक अध्ययन में, LTR5Hs नामक HERV के एक विशिष्ट प्रकार पर ध्यान केंद्रित किया गया। यह पाया गया कि ये वायरल तत्व प्रारंभिक भ्रूण चरणों में नियामक गतिविधि बनाए रखते हैं। स्टेम कोशिकाओं से प्राप्त तीन-आयामी मॉडल, जिन्हें ब्लास्टोइड्स कहा जाता है, का उपयोग करके, वैज्ञानिकों ने जीन संपादन और विनियमन तकनीकों के माध्यम से LTR5Hs की गतिविधि में हेरफेर किया।

परिणामों से पता चला कि इन तत्वों का तीव्र दमन ब्लास्टोइड्स के उचित गठन को रोकता है, जबकि मध्यम दमन आंशिक विकास की अनुमति देता है। यह खोज बताती है कि वायरल टुकड़े एन्हांसर के रूप में कार्य करते हैं, जो मानव एपिब्लास्ट के विकास के लिए आवश्यक आसन्न जीनों को नियंत्रित करते हैं। एपिब्लास्ट वह परत है जो स्वयं भ्रूण को जन्म देगी। उदाहरण के लिए, मनुष्यों में एक अनूठा तत्व ZNF729 जीन की अभिव्यक्ति को बढ़ाता है, जो प्रसार और चयापचय जैसे बुनियादी सेलुलर कार्यों में शामिल है। स्टेम कोशिकाओं में इस वायरल तत्व के उन्मूलन ने ब्लास्टोइड उत्पन्न करने की क्षमता को रोक दिया।

शोध से यह भी पता चला है कि ये प्राचीन वायरल अनुक्रम, जिन्हें पहले "जंक" डीएनए माना जाता था, विभिन्न स्तनधारियों, जिनमें चूहे, गाय, सूअर, खरगोश और रीसस मकाक शामिल हैं, में निषेचन के तुरंत बाद सक्रिय हो जाते हैं। यह सक्रियण कोशिका विशेषज्ञता और ऊतक निर्माण को प्रभावित कर सकता है, जो भ्रूण कोशिकाओं की प्लास्टिसिटी का एक महत्वपूर्ण पहलू है। वैज्ञानिकों ने पाया कि मानव-विशिष्ट LTR5Hs मानव भ्रूण कैंसर कोशिकाओं में सैकड़ों जीनों की अभिव्यक्ति को नियंत्रित करते हुए एन्हान्सर के रूप करते हैं। ये तत्व रीसस मकाक की तुलना में प्रारंभिक मानव ब्लास्टोसिस्ट में अधिमानतः व्यक्त होते हैं, जिनमें LTR5Hs सम्मिलन की कमी होती है, जो मानव और मानव जैसे वानरों में अद्वितीय जीन अभिव्यक्ति पैटर्न स्थापित करने में हाल ही में HERVK एंडोजेनाइजेशन की भूमिका को इंगित करता है।

यह शोध इस बात की आवश्यकता पर प्रकाश डालता है कि क्या ये वायरल तंत्र इस चरण से परे भूमिका निभाते हैं, जैसे कि अन्य ऊतकों के निर्माण, विकासात्मक विकृति, या यहां तक कि मानव प्रजनन क्षमता में। इसके अलावा, विभिन्न आबादी के बीच इन वायरल तत्वों में आनुवंशिक भिन्नताओं का पता लगाना और प्रजनन संबंधी विकारों के साथ उनके संभावित संबंध का पता लगाना महत्वपूर्ण होगा। डॉ. फ्यूयो, जिन्हें EMBO फाउंडेशन से फेलोशिप और कैंसर रिसर्च इंस्टीट्यूट से अनुदान प्राप्त हुआ है, इस क्षेत्र में अपने शोध को जारी रखे हुए हैं, जिसका उद्देश्य भ्रूणजनन और कैंसर में ट्रांसपोज़ेबल तत्वों और सेल बायोलॉजी के बीच की परस्पर क्रिया को समझना है।

यह अध्ययन जीन विनियमन में वायरल तत्वों के महत्व को रेखांकित करता है और बताता है कि वे विभिन्न बीमारियों के उपचार में चिकित्सीय लक्ष्य हो सकते हैं। यह खोज विकासवादी जीव विज्ञान और मानव स्वास्थ्य के बीच जटिल संबंधों में एक नई अंतर्दृष्टि प्रदान करती है, जो दर्शाती है कि हमारे जीनोम में प्राचीन वायरल अवशेष हमारे अस्तित्व के लिए कितने महत्वपूर्ण हो सकते हैं।