माइटोकॉन्ड्रिया को कैसे स्वस्थ रखता है एंटीऑक्सीडेंट ग्लूटाथियोन पता चला

वाशिंगटन डीसी (एएनआई): यदि कोई पैकेज आपको सूचित किए बिना आपके सामने छोड़ दिया जाता है, तो हो सकता है कि आप उस पर ध्यान न दें। ईंधन भरने की प्रतीक्षा कर रही एक भूखी कोठरी की स्थिति भी ऐसी ही है। पता लगाने वाले तंत्र को कोशिका दीवार के बाहर पोषक तत्वों की उपस्थिति के बारे में सूचित करना चाहिए ताकि एक ट्रांसपोर्टर प्रोटीन भोजन को अंदर पहुंचा सके।
अब तक पहचाने गए इन मुट्ठी भर पोषक-संवेदी तंत्रों का मानव स्वास्थ्य पर गहरा प्रभाव पड़ा है। एक प्रमुख उदाहरण कोलेस्ट्रॉल के लिए पोषक तत्व संवेदी तंत्र की खोज है, जिसके कारण जीवन रक्षक स्टैटिन दवाओं (और नोबेल पुरस्कार) का विकास हुआ।

इन खोजों ने इस बात पर ध्यान केंद्रित किया है कि एक संपूर्ण कोशिका पोषक तत्वों का पता कैसे लगाती है। लेकिन प्रत्येक मानव कोशिका के भीतर स्वयं-निहित, झिल्ली-बद्ध अंग होते हैं, जिनमें से सभी को महत्वपूर्ण कार्यों को पूरा करने के लिए समान रूप से ईंधन की आवश्यकता होती है। तो क्या उनके पास अपने स्वयं के पोषक तत्व सेंसर हो सकते हैं?

जैसा कि साइंस में प्रकाशित एक नए पेपर में वर्णित है, रॉकफेलर की मेटाबोलिक रेगुलेशन एंड जेनेटिक्स प्रयोगशाला में किवांक बिरसोय और उनके सहयोगियों ने ऑर्गेनेल के लिए पहले ऐसे सेंसर की खोज की है – विशेष रूप से माइटोकॉन्ड्रिया, कोशिका का शक्ति केंद्र। सेंसर एक प्रोटीन का हिस्सा है जो ट्रिपल ड्यूटी करता है: यह एंटीऑक्सीडेंट ग्लूटाथियोन को माइटोकॉन्ड्रियल इंटीरियर में महसूस करता है, नियंत्रित करता है और वितरित करता है, जहां यह ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं को कम करने और उचित लौह स्तर को बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

बिरसोय कहते हैं, “मेरा मानना है कि यह एक बहुत ही उपयोगी खोज होगी।” “जब भी लोगों ने पोषक तत्वों की समझ का अध्ययन किया है, हमने जीव विज्ञान के बारे में बहुत कुछ सीखा है, और परिणामस्वरूप कई दवाएं विकसित की गई हैं।”
एंटीऑक्सीडेंट शक्ति

ग्लूटाथियोन पूरे शरीर में उत्पन्न होने वाला एक एंटीऑक्सिडेंट है जो कई महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जिसमें मुक्त कण नामक अस्थिर ऑक्सीजन अणुओं को बेअसर करना शामिल है, जो अनियंत्रित रहने पर डीएनए और कोशिकाओं को नुकसान पहुंचाते हैं। यह सेलुलर क्षति की मरम्मत में भी मदद करता है और कोशिका प्रसार को नियंत्रित करता है, और इसका नुकसान उम्र बढ़ने, न्यूरोडीजेनेरेशन और कैंसर से जुड़ा होता है। परिणामस्वरूप, ग्लूटाथियोन की खुराक स्वास्थ्य के लिए एक ओवर-द-काउंटर दृष्टिकोण के रूप में तेजी से लोकप्रिय हो गई है।

एंटीऑक्सिडेंट विशेष रूप से माइटोकॉन्ड्रिया में प्रचुर मात्रा में होता है, जो इसके बिना कार्य नहीं कर सकता है। “श्वसन अंग के रूप में, माइटोकॉन्ड्रिया ऊर्जा पैदा करता है,” बिरसोय कहते हैं। “लेकिन माइटोकॉन्ड्रिया बहुत अधिक ऑक्सीडेटिव तनाव का स्रोत भी हो सकता है,” जो कैंसर, मधुमेह, चयापचय संबंधी विकारों और हृदय और फेफड़ों के रोगों सहित अन्य में शामिल है। यदि माइटोकॉन्ड्रिया में ग्लूटाथियोन का स्तर ठीक से बनाए नहीं रखा जाता है, तो सभी प्रणालियाँ विफल हो जाती हैं। हममें से कोई भी इसके बिना जीवित नहीं रह सकता।

लेकिन ग्लूटाथियोन वास्तव में माइटोकॉन्ड्रिया में कैसे प्रवेश करता है यह 2021 तक अज्ञात था, जब बिरसोय और उनकी टीम ने पाया कि SLC25A39 नामक एक ट्रांसपोर्टर प्रोटीन पैकेज वितरित करता है। ऐसा प्रतीत होता है कि यह ग्लूटाथियोन की मात्रा को भी नियंत्रित करता है। “जब एंटीऑक्सीडेंट कम होते हैं, तो SLC25A39 का स्तर बढ़ जाता है, और जब एंटीऑक्सीडेंट का स्तर अधिक होता है, तो परिवहन स्तर कम हो जाता है,” बिरसोय कहते हैं।

निष्कर्षों ने दृढ़ता से सुझाव दिया कि माइटोकॉन्ड्रिया के पास इन उतार-चढ़ाव वाले स्तरों का पता लगाने और समायोजित करने का कोई न कोई तरीका था। वे कहते हैं, “किसी तरह माइटोकॉन्ड्रिया यह पता लगाता है कि उसमें कितना एंटीऑक्सीडेंट है, और उस मात्रा के आधार पर, यह अंदर जाने वाले एंटीऑक्सीडेंट की मात्रा को नियंत्रित करता है।”
स्वतंत्र डोमेन
यह पता लगाने के लिए कि माइटोकॉन्ड्रिया यह कैसे करता है, शोधकर्ताओं ने जैव रासायनिक अध्ययन, कम्प्यूटेशनल तरीकों और आनुवंशिक स्क्रीन के संयोजन का उपयोग करके पता लगाया कि “SLC25A39 एक ही समय में एक सेंसर और एक ट्रांसपोर्टर दोनों है,” बिरसोय बताते हैं। “इसके दो पूरी तरह से स्वतंत्र डोमेन हैं। एक डोमेन ग्लूटाथियोन को महसूस करता है, और दूसरा इसे ट्रांसपोर्ट करता है।”

बिरसोय कहते हैं, प्रोटीन की अनूठी संरचना इसकी क्षमताओं को समझा सकती है। जब अपनी प्रयोगशाला में स्नातक छात्र और अध्ययन के पहले लेखक युयांग लियू ने अल्फाफोल्ड प्रोटीन संरचना डेटाबेस में ट्रांसपोर्टरों के एसएलसी परिवार में अन्य लोगों के साथ एसएलसी25ए39 की संरचना की तुलना की, तो लियू ने प्रोटीन में एक अद्वितीय अतिरिक्त लूप देखा। जब उन्होंने इसे प्रोटीन से अलग किया, तो इसकी ट्रांसपोर्टर क्षमताएं बरकरार रहीं, लेकिन इसने ग्लूटाथियोन को समझने की क्षमता खो दी। बिरसोय कहते हैं, “उस दिलचस्प लूप को खोजने से बाद में सेंसिंग तंत्र की हमारी समझ विकसित हुई।”

लोहे का काम करनेवाला
बिरसोय का कहना है कि अध्ययन इस सिद्धांत को भी पुष्ट करता है कि ग्लूटाथियोन लोहे के लिए एक “संरक्षक” है, जो कोशिका के भीतर लगभग सभी कार्यों के लिए आवश्यक है।
वह कहते हैं, “आयरन न केवल पृथ्वी पर सबसे प्रचुर धातु है, बल्कि यह हमारी कोशिकाओं में भी सबसे प्रचुर धातु है।” लेकिन आयरन अत्यधिक ऑक्सीडेटिव भी होता है; इसे लाइन में रखने के लिए ग्लूटाथियोन के बिना, यह कोशिकाओं में ऑक्सीडेटिव तनाव शुरू करता है, जिससे क्षति होती है। “हमारा मानना है कि ग्लूटाथियोन-टू-आयरन अनुपात को बनाए रखना बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि यदि आपके पास बहुत कम ग्लूटाथियोन है, तो आयरन बहुत प्रतिक्रियाशील हो जाता है, और यदि आपके पास बहुत अधिक ग्लूटाथियोन है, तो आयरन उपयोग करने योग्य नहीं होगा।” उनके प्रयोगों ने निर्धारित किया कि SLC25A39 ग्लूटाथियोन सेंसिंग तंत्र के हिस्से के रूप में अपनी सतह पर एक अद्वितीय लौह हस्ताक्षर रखता है।

अब जब शोधकर्ताओं को पता चल गया है कि SLC25A39 का पैकेज डिलीवरी सिस्टम कैसे संचालित होता है, तो वे इसमें हेरफेर करके प्रयोग कर सकते हैं। बिरसोय कहते हैं, “यह विशेष ट्रांसपोर्टर प्रोटीन कैंसर के एक समूह में अपग्रेड किया जाता है।” “लोगों ने समग्र ग्लूटाथियोन स्तर को बदलने की कोशिश की है, लेकिन अब हमारे पास कोशिका के अन्य हिस्सों को प्रभावित किए बिना इसे माइटोकॉन्ड्रिया में बदलने का एक तरीका है। इस तरह की लक्षित थेरेपी संभावित रूप से उन दुष्प्रभावों की संख्या को कम कर सकती है जो ग्लूटाथियोन के स्तर में बदलाव के साथ आ सकते हैं संपूर्ण शरीर। मैं इस नई समझ का लाभ उठाते हुए बहुत सारे अनुवाद संबंधी परिणाम देख सकता हूँ।” (एएनआई)