অ্যাক্টিন হল প্রচুর পরিমাণে প্রোটিন যা আমাদের সমস্ত কোষের আকৃতি এবং গতিবিধি নিয়ন্ত্রণ করে। অ্যাক্টিন একবারে একটি অ্যাক্টিন অণু ফিলামেন্টে একত্রিত হয়ে এটি করে। ফরমিন পরিবারের প্রোটিনগুলি এই প্রক্রিয়ার মূল অংশীদার: ফরমিন ফিলামেন্টের প্রান্তে অবস্থান করে, নতুন অ্যাক্টিন সাবুনিট নিয়োগ করে এবং ক্রমবর্ধমান ফিলামেন্টকে “পদক্ষেপ” করে শেষের সাথে যোগাযোগ বজায় রাখে। আমাদের কোষগুলিতে 15টি পর্যন্ত বিভিন্ন ফর্মিন রয়েছে এবং তারা বিভিন্ন গতিতে এবং বিভিন্ন উদ্দেশ্যে অ্যাক্টিন ফিলামেন্টের বৃদ্ধি চালায়। যাইহোক, ফুমিনের ক্রিয়া করার সঠিক প্রক্রিয়া এবং এর বিভিন্ন অন্তর্নিহিত বেগের ভিত্তি অধরা থেকে যায়।
এখন, প্রথমবারের মতো, ডর্টমুন্ডের ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউট অফ মলিকুলার ফিজিওলজির স্টেফান রাউন্সার এবং পিটার বিলিং এর দলের গবেষকরা আণবিক স্তরে পর্যবেক্ষণ করেছেন যে কীভাবে ফরমিন অ্যাক্টিন ফিলামেন্টের সাথে আবদ্ধ হয়। এটি তাদের প্রকাশ করতে দেয় যে কীভাবে ফোমিন ক্রমবর্ধমান ফিলামেন্টে নতুন অ্যাক্টিন অণু যোগ করার মধ্যস্থতা করে। উপরন্তু, তারা আলোকপাত করেছে কেন বিভিন্ন ফর্মিন বিভিন্ন হারে এই প্রক্রিয়াটিকে প্রচার করে। MPI গবেষকরা জৈব রাসায়নিক কৌশল এবং ইলেক্ট্রন ক্রায়ো-মাইক্রোস্কোপি (cryo-EM) এর সংমিশ্রণ ব্যবহার করেছেন।জার্নালে প্রকাশিত যুগান্তকারী ফলাফল বিজ্ঞান, আমাদের ব্যাখ্যা করতে সাহায্য করতে পারে কেন ফরমিনে কিছু মিউটেশন স্নায়বিক, ইমিউন, এবং কার্ডিওভাসকুলার রোগের কারণ হয়।ডর্টমুন্ডের ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক গবেষকরা আণবিক স্তরে প্রকাশ করেন কিভাবে চক্রীয় ফরমিন প্রোটিন কোষে অ্যাক্টিন ফিলামেন্টের বৃদ্ধিকে উৎসাহিত করে
যৌথবাহিনী
পিটার বিলিং বলেছেন, “আমাদের আবিষ্কার আমাদেরকে একটি নতুন লেন্সের মাধ্যমে ফরমিনের উপর কয়েক দশকের জৈব রাসায়নিক গবেষণার ব্যাখ্যা করতে দেয়, যা ক্ষেত্রের অনেক দীর্ঘস্থায়ী উত্তরহীন প্রশ্নের উত্তর দেয়।” পূর্ববর্তী এক্স-রে ক্রিস্টালোগ্রাফিক কাঠামো দেখায় যে ফোমিনিন দুটি অভিন্ন অংশ নিয়ে গঠিত যা অ্যাক্টিন ফিলামেন্টকে একটি রিং-এর মতো গঠনে ঘিরে থাকে এবং এটি বৃদ্ধির সাথে সাথে এটির সাথে পা বাড়ায়। এখন পর্যন্ত প্রস্তাবিত অনুমানমূলক মডেলে, ফোমিন তার চারটি বাঁধাই ডোমেনের মাধ্যমে অ্যাক্টিনের সাথে যোগাযোগ করে এবং ধীর- এবং দ্রুত-চলমান ফোমিন ফিলামেন্টে বিভিন্ন আকার গ্রহণ করে। “কিন্তু এই গবেষণায় প্রাসঙ্গিক সক্রিয় সাইটে আবদ্ধ ফর্মিনের একটি উচ্চ-রেজোলিউশন কাঠামোর অভাব ছিল, অর্থাৎ অ্যাক্টিন ফিলামেন্টের কাঁটা প্রান্ত,” বলেছেন Wout Oosterheert, MPI ডর্টমুন্ডের স্টেফান রাউন্সারের গ্রুপের পোস্টডক এবং প্রকাশনার সহ-প্রথম লেখক বলেন. .
ফর্মিনগুলি অত্যন্ত গতিশীল প্রোটিন যা দ্রুত ফিলামেন্টগুলিকে একত্রিত করে, বিশদ কাঠামো নির্ধারণের জন্য পর্যাপ্ত ফিলামেন্টের প্রান্তগুলি পাওয়া কঠিন করে তোলে। MPI বিজ্ঞানীরা শুধুমাত্র একটি নয়, ছত্রাক, ইঁদুর এবং মানুষের থেকে তিনটি ভিন্ন ফর্মিন বিশ্লেষণ করেছেন, যার সবকটিই বিভিন্ন হারে অ্যাক্টিন ফিলামেন্টকে লম্বা করে। স্টেফান রাউন্সার বলেছেন, “আমরা যে ফোমিনগুলি অধ্যয়ন করেছি তার মধ্যে একটি ছিল খুব দ্রুত এবং এটিকে ফোমিনের ফেরারি হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে, যখন অন্য ফোমিন একটি ট্র্যাক্টরের মতো আচরণ করেছিল,” বলেছেন স্টেফান রাউনসার৷ বিজ্ঞানীরা বিভিন্ন অবস্থার পরীক্ষা এবং অপ্টিমাইজ করেছেন, শেষ পর্যন্ত প্রচুর পরিমাণে ফর্মালডিহাইড-বাইন্ডিং ফিলামেন্ট পেয়েছেন। “আমরা পূর্ববর্তী গবেষণা থেকে প্রাপ্ত অভিজ্ঞতার উপর ভিত্তি করে তৈরি করেছি। জৈব রসায়নের পুনরাবৃত্তিমূলক অপ্টিমাইজেশন এবং ক্রাইও-ইএম নমুনা প্রস্তুতি এই কাঠামোগুলি পাওয়ার জন্য চাবিকাঠি ছিল, ” গবেষণার অন্য সহ-প্রথম লেখক মাইকেলা বোয়েরো স্যান্ডার্স বলেছেন।
একটি নতুন দৃষ্টান্ত
নতুন কাঠামো, প্রায় 3.5 অ্যাংস্ট্রোমের রেজোলিউশন সহ, দেখায় যে ফরমিন একটি অসমমিতিক বলয়ের মতো অ্যাক্টিনকে ঘিরে রয়েছে: রিংয়ের একটি অর্ধেক স্থিরভাবে আবদ্ধ, অন্য অর্ধেকটি শিথিলভাবে ফিলামেন্টের সাথে আবদ্ধ এবং নতুন সাবইউনিটগুলিকে আটকে রাখার জন্য মুক্ত। “কাঠামোর বিশ্লেষণ আমাদের প্রক্রিয়া সম্পর্কে একটি বাস্তব 'আহা' মুহূর্ত দিয়েছে,” বলেছেন ওস্টারহার্ট এবং বোয়েরো স্যান্ডার্স। যখন একটি নতুন অ্যাক্টিন সাবইউনিট আসে, ফিলামেন্টে এর অন্তর্ভুক্তি ফরমিন বিন্যাসকে অস্থির করে তোলে এবং স্থিতিশীলতার জন্য প্রয়োজনীয় অর্ধ-রিংটি নতুন সাবুনিটে চলে যায় এবং আলগা হয়ে যায়, অন্য অর্ধ-রিংটি স্থিতিশীল হয়ে যায়। এই সমন্বয় প্রক্রিয়ার কারণে, ফোমিন দীর্ঘ দূরত্বে ক্রমবর্ধমান অ্যাক্টিন ফিলামেন্টের সাথে সম্পর্ক বজায় রাখতে সক্ষম হয়। পূর্ববর্তী অনুমানের বিপরীতে, তিনটি বিশ্লেষিত ফর্মিনের গঠন একই রকম ছিল, শুধুমাত্র তিনটি বাঁধাই ডোমেন একই সাথে অ্যাক্টিনকে আবদ্ধ করে।
ফরমিনে মিউটেশন প্রবর্তনের মাধ্যমে, MPI বিজ্ঞানীরা অ্যাক্টিন-ফরমিন কমপ্লেক্সের মধ্যে গতির পার্থক্যও ব্যাখ্যা করেছেন: যদি ফরমিন রিং অ্যাক্টিন ফিলামেন্টের শেষের সাথে আরও শক্তভাবে আবদ্ধ হয়, তাহলে রিংটি আলগা করা এবং নতুন, আমদানি করা অ্যাক্টিনে যাত্রা করা কঠিন। সাবইউনিট ফলস্বরূপ, ফিলামেন্টগুলি আরও ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পায়। পিটার বিলিং বলেন, “আমরা এখন বুঝতে পারছি কিভাবে ট্র্যাক্টর-এর মতো ফর্মিনকে দ্রুততর করা যায়,” পিটার বিলিং বলেন, অ্যাক্টিন সাইটোস্কেলটন অধ্যয়নরত অনেক বিজ্ঞানীর জন্য তাদের ফলাফল কার্যকর হবে। “আমাদের নতুন অন্তর্দৃষ্টিগুলি সেলুলার স্তরে 15 টি মানব ফর্মিনের নির্দিষ্ট ভূমিকা ব্যাখ্যা করার জন্য একাধিক সম্ভাবনা উন্মুক্ত করে, যা ফর্মিন জিনের মিউটেশনগুলি কীভাবে গুরুতর রোগের দিকে নিয়ে যায় সে সম্পর্কে আমাদের বোধগম্যতা বাড়াতে পারে,” রাউন্সার উপসংহারে এসেছিলেন।
