LMU और हेल्महोल्ट्ज़ म्यूनिख द्वारा एक नए अध्ययन से पता चलता है कि प्रतिरक्षा प्रणाली से बचने के लिए रोगजनकों को उनके सेल की सतह में कैसे बदलते हैं।
प्रतिरक्षा प्रणाली एंटीबॉडी का उत्पादन करके एक संक्रमण का जवाब देती है जो रोगज़नक़ की कोशिका की सतह को पहचानती है और बांधती है, इस प्रकार इसे एक घुसपैठिए के रूप में चिह्नित करती है और एक प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को ट्रिगर करती है। काम करने के लिए, उत्पादित एंटीबॉडी को रोगज़नक़ के झिल्ली अणुओं को बिल्कुल फिट होना चाहिए, जैसे कि एक ताला फिटिंग।
कई रोगजनकों ने समय -समय पर अपनी सतह के एंटीजन को बदलकर मेजबान की प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को छोड़ दिया ताकि मौजूदा एंटीबॉडी अब उन्हें नहीं पहचानते हैं। “इस रणनीति को एंटीजेनिक भिन्नता के रूप में जाना जाता है,” भौतिक विज्ञानी मारिया कोलोमे-टैचे बताते हैं, जो एलएमयू के बायोमेडिकल सेंटर में कार्यात्मक जीनोमिक्स और सेल बायोलॉजी के प्रोफेसर हैं और हेल्महोल्ट्ज़ म्यूनिख में कम्प्यूटेशनल एपिजेनोमिक्स रिसर्च ग्रुप के नेता हैं। “एंटीजेनिक भिन्नता विकासशील रूप से दूर के रोगजनकों की एक विस्तृत श्रृंखला में स्पष्ट है,” बायोमेडिकल सेंटर में प्रोफेसर निकोलाई सीगल, बायोकेमिस्ट और आणविक परजीवी विज्ञान अनुसंधान समूह (प्रायोगिक परजीवी विज्ञान के अध्यक्ष, विभाग के अध्यक्ष) के नेता कहते हैं।
हाल ही में जर्नल में प्रकाशित एक अध्ययन में प्रकृतिकोलोमे-टैचे और सीगेल ने मॉडल परजीवी की जीन अभिव्यक्ति की जांच की ट्रिपैनोसोमा ब्रूसीजो tsetse मक्खियों के माध्यम से प्रेषित होता है और मनुष्यों में अफ्रीकी नींद की बीमारी और जानवरों में नागना कीट का कारण बनता है। “ट्रिपैनोसोम्स एंटीजेनिक भिन्नता के माध्यम से प्रतिरक्षा प्रणाली से छिपने पर स्वामी हैं,” सीगल कहते हैं। “उनकी कोशिकाओं को सतह ग्लाइकोप्रोटीन के एक घने, सजातीय कोट द्वारा निहित किया जाता है, जिसे वे आवधिक, गैर-यादृच्छिक पैटर्न में स्विच करते हैं।”
अब तक, एंटीजन अभिव्यक्ति में इन परिवर्तनों के पीछे के तंत्र के बारे में बहुत कम जानकारी थी। हमारे ज्ञान में यह अंतर कोलोमे-टैचे और सीगेल के नेतृत्व में अध्ययन द्वारा भरा गया है, जिसमें पता चला है कि एंटीजन अभिव्यक्ति का अनुक्रम कैसे निर्धारित किया जाता है। “हम अब अनुमान लगा सकते हैं कि कौन सा एंटीजन आगे सक्रिय है और ट्रिपैनोसोम की सतह पर दिखाई देता है,” कोलोमे-टैचे कहते हैं। एलएमयू के विशेषज्ञों के अलावा, अध्ययन में हेल्महोल्ट्ज़ म्यूनिख के शोधकर्ता और संयुक्त राज्य अमेरिका और यूनाइटेड किंगडम के अंतर्राष्ट्रीय सहयोग भागीदारों के शोधकर्ता शामिल थे।
टीम के लिए सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक स्विच इवेंट के दौरान व्यक्तिगत कोशिकाओं में ट्रांसक्रिपटोम परिवर्तनों और संभावित जीनोमिक पुनर्व्यवस्था को ट्रैक करना था। उसके लिए, शोधकर्ताओं ने इस कार्य को पूरा करने के लिए एक अत्यधिक संवेदनशील एकल-सेल आरएनए अनुक्रमण दृष्टिकोण की स्थापना की।
एंटीजन स्विचिंग के लिए एक महत्वपूर्ण ट्रिगर ट्रांजेक्टेड एंटीजन-कोडिंग जीन में एक डबल-स्ट्रैंड ब्रेक है। “हमारे डेटा से पता चलता है कि मरम्मत तंत्र का प्रकार और परिणामी एंटीजन अभिव्यक्ति जीनोम में एक समरूप मरम्मत टेम्पलेट की उपलब्धता पर निर्भर करती है,” कोलोमे-टैचे कहते हैं।
जब इस तरह का टेम्पलेट उपलब्ध था, तो मरम्मत सेगमेंट जीन रूपांतरण के माध्यम से आगे बढ़ी, जिससे नया, मोज़ेक एंटीजन-कोडिंग जीन बन गया। इसके विपरीत, एक उपयुक्त टेम्पलेट की अनुपस्थिति में, जीनोम के एक अलग हिस्से से एक टेलोमेरे-आसन्न एंटीजन-कोडिंग जीन को सक्रिय किया गया था।
अनुसंधान टीम को यकीन है कि एंटीजेनिक भिन्नता को नियंत्रित करने के लिए इन तंत्रों की खोज नई दवाओं के विकास में निर्णायक योगदान दे सकती है – और न केवल ट्रिपैनोसोम्स के खिलाफ, बल्कि कई अन्य रोगजनकों के खिलाफ भी। “इसके अलावा, हमारा अध्ययन जीनोमिक पुनर्व्यवस्थाओं का पता लगाने में अत्यधिक संवेदनशील एकल-सेल आरएनए अनुक्रमण विधियों की शक्ति को प्रदर्शित करता है जो एकल-कोशिका स्तर पर ट्रांसक्रिप्शनल परिवर्तनों को चलाते हैं,” सीगल कहते हैं।
