फिजियोलॉजी या मेडिसिन में 2024 का नोबेल पुरस्कार विक्टर एम्ब्रोस (मैसाचुसेट्स मेडिकल स्कूल विश्वविद्यालय) और गैरी रूवकुन (हार्वर्ड मेडिकल स्कूल/मैसाचुसेट्स जनरल हॉस्पिटल) को माइक्रोआरएनए की अभूतपूर्व खोज और पोस्ट ट्रांसक्रिप्शनल जीन विनियमन में इसकी महत्वपूर्ण भूमिका के लिए प्रदान किया गया है। उनके काम ने एक नए तंत्र का अनावरण किया है जिसके द्वारा जीन गतिविधि को विनियमित किया जाता है, जिससे आनुवंशिक कार्य के बारे में हमारी समझ को नया आकार मिलता है।
पुरस्कार विजेताओं के बारे में
विक्टर एम्ब्रोस का जन्म 1953 में हनोवर, न्यू हैम्पशायर में हुआ था। उन्होंने 1979 में एमआईटी से पीएचडी की उपाधि प्राप्त की और 1979 से 1985 तक वहां पोस्टडॉक्टरल शोध किया। 1985 में हार्वर्ड विश्वविद्यालय में अपनी प्रयोगशाला स्थापित करने के बाद, वह बाद में डार्टमाउथ मेडिकल स्कूल (1992-2007) में शामिल हो गए और तब से मैसाचुसेट्स मेडिकल स्कूल विश्वविद्यालय के साथ हैं।
गैरी रुवकुन का जन्म 1952 में बर्कले, कैलिफ़ोर्निया में हुआ था। उन्होंने 1982 में हार्वर्ड विश्वविद्यालय से पीएचडी प्राप्त की और 1982 से 1985 तक एमआईटी में अपना पोस्टडॉक्टरल कार्य पूरा किया। उन्होंने 1985 में हार्वर्ड मेडिकल स्कूल और मैसाचुसेट्स जनरल अस्पताल में अपनी प्रयोगशाला स्थापित की, जहाँ उन्होंने अपना शोध जारी रखा।
जीन विनियमन का रहस्य
हमारे गुणसूत्र हमारे शरीर में प्रत्येक कोशिका का खाका संग्रहीत करते हैं, फिर भी विभिन्न प्रकार की कोशिकाएँ, जैसे मांसपेशी और तंत्रिका कोशिकाएँ, नाटकीय कार्यात्मक अंतर प्रदर्शित करती हैं। यह विसंगति जीन विनियमन के कारण होती है-वह प्रक्रिया जो यह सुनिश्चित करती है कि प्रत्येक कोशिका केवल अपने कार्य से संबंधित जीन को सक्रिय करती है, अन्य जीन को निष्क्रिय रखती है। एम्ब्रोस और रुवकुन विशेष रूप से इस बात से चिंतित थे कि विभिन्न प्रकार की कोशिकाएँ कैसे विकसित होती हैं और उन्होंने आरएनए, माइक्रोआरएनए (एमआईआरएनए) के एक नए वर्ग की खोज की, जो इस विनियमन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
उनकी क्रांतिकारी खोज से जीन नियंत्रण का एक बिल्कुल नया सिद्धांत सामने आया, जो मनुष्यों सहित बहुकोशिकीय जीवों के विकास और कामकाज के लिए महत्वपूर्ण है। आज, यह ज्ञात है कि मानव जीनोम 1,000 से अधिक विभिन्न माइक्रोआरएनए को एनकोड करता है, जो उनके काम के गहन महत्व को रेखांकित करता है।
जीन नियंत्रण का एक नया आयाम
इस वर्ष का नोबेल पुरस्कार कोशिकाओं में एक महत्वपूर्ण नियामक तंत्र की खोज पर प्रकाश डालता है जो जीन गतिविधि को नियंत्रित करता है। परंपरागत रूप से, जीन अभिव्यक्ति को डीएनए से मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए) तक आनुवंशिक जानकारी के प्रवाह के रूप में समझा जाता था, जिसे बाद में प्रोटीन में अनुवादित किया जाता है। हालाँकि, एम्ब्रोस और रुवकुन ने एक नियामक कदम का खुलासा किया जो प्रतिलेखन के बाद होता है, जहां छोटे आरएनए अणु, जैसे कि माइक्रोआरएनए, प्रभावित करते हैं कि एमआरएनए प्रोटीन में अनुवादित होते हैं।
1960 के दशक से, वैज्ञानिकों का मानना था कि उन्होंने जीन विनियमन के तंत्र को काफी हद तक उजागर किया है, विशेष रूप से प्रतिलेखन कारकों {{1}प्रोटीन की कार्रवाई के माध्यम से जो एमआरएनए के उत्पादन को नियंत्रित करते हैं। लेकिन 1993 में, एम्ब्रोस और रुवकुन ने माइक्रोआरएनए से जुड़े विनियमन के एक नए स्तर की खोज करके इस दृष्टिकोण को चुनौती दी, जिसे जल्द ही सभी प्रजातियों में एक अत्यधिक संरक्षित और आवश्यक जैविक प्रक्रिया के रूप में मान्यता दी जाएगी।
एक छोटा सा कीड़ा, एक बड़ी सफलता
1980 के दशक के उत्तरार्ध में, एम्ब्रोस और रुवकुन रॉबर्ट होर्विट्ज़ की प्रयोगशाला में पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता थे, जिन्होंने क्रमादेशित कोशिका मृत्यु पर अपने काम के लिए 2002 का नोबेल पुरस्कार जीता था। उनका मॉडल जीव नेमाटोड थाकैनोर्हाडाइटिस एलिगेंस{{0}एक छोटा कीड़ा, केवल 1 मिमी लंबा, जिसमें न्यूरॉन्स और मांसपेशी कोशिकाओं जैसी विशेष कोशिकाएं होती हैं। इसने इसे बहुकोशिकीय जीवों के विकास का अध्ययन करने के लिए एक आदर्श मॉडल बना दिया।
एम्ब्रोस और रुवकुन विशेष रूप से दो जीनों में रुचि रखते थे,लिन-4औरलिन-14, जो इन कीड़ों में विकासात्मक प्रक्रियाओं के समय को नियंत्रित करता प्रतीत हुआ। एम्ब्रोस के पहले के शोध ने यह सुझाव दिया थालिन-4नकारात्मक रूप से विनियमितलिन-14, लेकिन तंत्र अस्पष्ट था। व्यवस्थित विश्लेषण के माध्यम से एम्ब्रोस ने इसकी खोज कीलिन-4एक असामान्य रूप से छोटा आरएनए अणु उत्पन्न किया जिसमें प्रोटीन के लिए कोड करने की क्षमता का अभाव था।
उसी समय, रुवकुन कैसे अध्ययन कर रहा थालिन-14विनियमित किया गया और यह पाया गयालिन-4के उत्पादन को नहीं रोकालिन-14mRNA ने इसके बजाय इसके अनुवाद को अवरुद्ध कर दियालिन-14प्रोटीन में. उन्हें एहसास हुआ कि यह छोटा आर.एन.एलिन-4पर एक पूरक अनुक्रम के लिए बाध्यकारी थालिन-14mRNA, के उत्पादन को रोकता हैलिन-14प्रोटीन.
एक नया नियामक तंत्र
उनकी सफलता वह खोज थीलिन-4आरएनए, जिसे बाद में माइक्रोआरएनए के रूप में वर्गीकृत किया गया, ने एमआरएनए पर पूरक अनुक्रमों से जुड़कर, प्रोटीन में इसके अनुवाद को नियंत्रित करके जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित किया। पोस्ट ट्रांस्क्रिप्शनल विनियमन के इस नए रूप ने जीन अभिव्यक्ति में जटिलता की एक अप्रत्याशित परत जोड़ दी।
हालाँकि उनकी 1993 की खोज को शुरू में संदेह का सामना करना पड़ा था, लेकिन कई लोगों का मानना था कि यह विशिष्ट थासी. एलिगेंसऔर मनुष्यों के लिए प्रासंगिक नहीं हैं-उनके निष्कर्षों ने जल्द ही लोकप्रियता हासिल कर ली। सात साल बाद, रुवकुन ने एक दूसरा माइक्रोआरएनए खोजा,जाने-7, जो, विपरीतलिन-4, पशु साम्राज्य में अत्यधिक संरक्षित था। इस रहस्योद्घाटन ने व्यापक रुचि जगाई और कुछ ही वर्षों में सैकड़ों माइक्रोआरएनए की पहचान की गई।
माइक्रोआरएनए: बड़े प्रभाव वाले छोटे अणु
अब हम जानते हैं कि माइक्रोआरएनए मनुष्यों में 1,000 से अधिक जीनों द्वारा व्यक्त होते हैं, जो सभी बहुकोशिकीय जीवों में जीन अभिव्यक्ति को विनियमित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। वे लक्ष्य एमआरएनए पर पूरक अनुक्रमों से जुड़ते हैं, या तो उनके अनुवाद को रोकते हैं या उनके क्षरण को बढ़ावा देते हैं। उल्लेखनीय रूप से, एक एकल माइक्रोआरएनए कई जीनों को नियंत्रित कर सकता है, जबकि एक जीन को कई माइक्रोआरएनए द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है, जिससे अत्यधिक समन्वित जीन नियामक नेटवर्क की अनुमति मिलती है।
माइक्रोआरएनए की खोज का गहरा जैविक महत्व है। अब यह स्पष्ट है कि माइक्रोआरएनए के बिना, कोशिकाएं और ऊतक सामान्य रूप से विकसित नहीं हो सकते हैं। असामान्य माइक्रोआरएनए विनियमन कैंसर, जन्मजात श्रवण हानि और हड्डी विकारों जैसी बीमारियों से जुड़ा हुआ है। एंजाइम डिसर1 में उत्परिवर्तन, जो माइक्रोआरएनए उत्पादन के लिए आवश्यक है, डीआईसीईआर1 सिंड्रोम का कारण बनता है, जो कैंसर के कई रूपों से जुड़ी एक दुर्लभ स्थिति है।
स्थायी प्रभाव के साथ अभूतपूर्व अनुसंधान
एम्ब्रोस और रुवकुन के काम ने जीन विनियमन के अध्ययन में एक नई सीमा खोल दी है। उनके निष्कर्षों से एक नवीन तंत्र का पता चला जिसने जटिल जीवों के विकास को आकार दिया है। उनके शोध ने न केवल सेलुलर विकास के बारे में हमारी समझ को उन्नत किया है, बल्कि बाधित जीन विनियमन के कारण होने वाली बीमारियों के इलाज के लिए नए दृष्टिकोण का मार्ग भी प्रशस्त किया है।
उनके मौलिक पत्र, में प्रकाशित हुएकक्ष1993 में औरप्रकृति2000 में, आधुनिक आनुवंशिक अनुसंधान की आधारशिला बन गए हैं।
