ডিএনএ মিথিলেশন হল ডিএনএ অণুর সাইটোসিন ঘাঁটির সাথে মিথাইল গ্রুপগুলিকে সংযুক্ত করার প্রক্রিয়া এবং এটি ডিএনএর এপিজেনেটিক চিহ্নিতকরণের প্রধান উপায়। এপিজেনেটিক পরিবর্তনগুলি সুইচ হিসাবে কাজ করতে পারে যা জিনের অভিব্যক্তি নিয়ন্ত্রণ করে এবং অন্তর্নিহিত ডিএনএ ক্রম পরিবর্তন না করে বিভিন্ন ধরণের কোষ তৈরি করতে সহায়তা করে। এটি শরীরের নিশ্চিত করার উপায়, উদাহরণস্বরূপ, হৃৎপিণ্ডের কোষে মস্তিষ্ক-সম্পর্কিত জিনগুলি সক্রিয় হয় না।
অতএব, প্রতিটি কোষের সঠিক এবং সামঞ্জস্যপূর্ণ কার্যকারিতা নিশ্চিত করার জন্য ডিএনএ মেথিলেশন প্যাটার্ন বজায় রাখা গুরুত্বপূর্ণ। তবে এটি একটি সহজ কাজ নয়: সময়ের সাথে সাথে ডিএনএ মেথিলেশন প্যাটার্ন পরিবর্তিত হয় এবং এটি বিভিন্ন রোগের সাথে যুক্ত। একটি হল ইমিউনোডেফিসিয়েন্সি, সেন্ট্রোমিয়ার অস্থিরতা এবং মুখের অস্বাভাবিকতা (ICF) সিন্ড্রোম নামক একটি বিরল জেনেটিক ডিসঅর্ডার, যার লক্ষণগুলির মধ্যে রয়েছে বারবার শ্বাসযন্ত্রের সংক্রমণ, মুখের অস্বাভাবিকতা এবং ধীর বৃদ্ধি এবং জ্ঞান।
যদিও পরিচিত মিউটেশন CDCA7 একটি জিন আইসিএফ সিন্ড্রোম সৃষ্টি করে, তবে জিনের আণবিক কার্যকারিতা সম্পর্কে খুব কমই জানা যায়। এখন, রকফেলার ইউনিভার্সিটির ফানাবিকি ল্যাবরেটরি, টোকিও ইউনিভার্সিটি এবং ইয়োকোহামা সিটি ইউনিভার্সিটির গবেষকদের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে কাজ করে, CDCA7 এর অনন্য কার্যকরী বৈশিষ্ট্যগুলি চিহ্নিত করেছে যা DNA মিথাইলেশনের সঠিক উত্তরাধিকার নিশ্চিত করে।
গবেষকরা দেখেছেন যে CDCA7 ইউক্যারিওটে হেমিমিথিলেশন অনুধাবন করে- একটি গুরুত্বপূর্ণ আবিষ্কার কারণ হিমিমিথিলেশন সেন্সিং শুধুমাত্র UHRF1 নামক প্রোটিন দ্বারা সম্পাদিত হয় বলে মনে করা হয়। তারা তাদের ফলাফল প্রকাশ করেছে বৈজ্ঞানিক অগ্রগতি.
“এটি একটি অবিশ্বাস্য আবিষ্কার,” বলেছেন সহ-প্রথম লেখক ইসাবেল ওয়াসিং, হিরো ফানাবিকির নেতৃত্বে ক্রোমোজোম এবং সেল বায়োলজি ল্যাবরেটরির পোস্টডক্টরাল ফেলো৷ “সিডিসিএ 7 একটি সেন্সর হিসাবেও কাজ করে তা জেনে ব্যাখ্যা করে যে কেন এতে মিউটেশনগুলি আইসিএফ সিন্ড্রোমের মতো রোগ সৃষ্টি করে এবং এপিজেনেটিক্সের ক্ষেত্রে একটি বড় শূন্যতা পূরণ করে। তবে এটি নতুন প্রশ্নও উপস্থাপন করে। উদাহরণস্বরূপ, কেন কোষগুলির দুটি ভিন্ন হেমিমিথিলেশন সেন্সর প্রয়োজন?
পরিবর্তন অবস্থা
কোষ বিভাজনের বিশাল চক্র, যেখানে একটি প্যারেন্ট সেল দুটি অভিন্ন কন্যা কোষে বিভক্ত হয়, মানবদেহ তৈরি করে এমন ট্রিলিয়ন কোষের জন্ম দেয়। ডিএনএ অণুগুলিকে সাবধানে অনুলিপি করা এবং বিচ্ছিন্ন করা, তাদের ক্রোমোজোমে প্যাকেজ করা, জেনেটিক নির্দেশাবলী প্রতিটি নতুন কন্যা কোষে সঠিকভাবে প্রেরণ করার অনুমতি দেয়।
ডিএনএ প্রতিলিপি একটি জটিল প্রক্রিয়া। কোষের নিউক্লিয়াসের কেন্দ্রস্থলে রয়েছে ক্রোমাটিন, একটি ম্যাক্রোমোলিকুলার কমপ্লেক্স যা ডবল-স্ট্র্যান্ডেড ডিএনএ এবং হিস্টোন দ্বারা গঠিত, ডিএনএ নিউক্লিওসোম গঠনের জন্য ইয়ো-ইয়ো-তে একটি স্ট্রিংয়ের মতো এটির চারপাশে আবৃত থাকে। প্রতিলিপির সময়, ডাবল-স্ট্র্যান্ডেড ডিএনএ স্ট্র্যান্ড তার আশেপাশের হিস্টোনগুলি থেকে খুলে যায় এবং দুটি একক স্ট্র্যান্ডে বিভক্ত হয়;
যাইহোক, মিথাইল গ্রুপগুলি স্বয়ংক্রিয়ভাবে সদ্য সংশ্লেষিত ডিএনএ স্ট্র্যান্ডে অনুলিপি করা হয় না, এটিকে সাময়িকভাবে হেমিমিথাইলেটেড রেখে দেয়: পুরানো প্যারেন্ট ডিএনএ স্ট্র্যান্ডটি মিথাইলেটেড, কিন্তু কন্যা ডিএনএ স্ট্র্যান্ডে নতুন সংযোজিত নিউক্লিওটাইডগুলি নয়, এটি ডিএনএ মিথিলেশন বজায় রাখার প্রয়োজনীয়তার পরামর্শ দেয়। প্রকৃতপক্ষে, UHRF1 দ্বারা হেমিমিথিলেশন সনাক্তকরণ একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রথম ধাপ; তারপর প্রোটিন ডিএনএ মিথাইলট্রান্সফেরেজ ডিএনএমটি 1 নিয়োগ করে এবং সক্রিয় করে, যা নতুন সংশ্লেষিত ডিএনএ স্ট্র্যান্ডগুলিতে একটি মিথাইল চিহ্ন জমা করে।
হিমিমিথিলেশনের উপস্থিতি অনুধাবন করার কোষের ক্ষমতার একটি কঠোর সময়সীমা রয়েছে কারণ বাঁক বেশি হয়: যদি পরবর্তী রাউন্ডের প্রতিলিপির আগে ডিএনএর হেমিমিথিলেশন স্থিতি স্বীকৃত না হয় তবে এপিজেনেটিক মেথিলেশন চিহ্ন স্থায়ীভাবে হারিয়ে যায়।
ক্রোমাটিন সমস্যা
বিজ্ঞানীরা জানেন যে অনেক এনজাইম এবং ডিএনএ-বাইন্ডিং প্রোটিনের প্রবেশ ক্রোমাটিন দ্বারা সীমাবদ্ধ, যার মধ্যে ডিএনএ-তে মিথাইলেশন প্রবর্তনের জন্য প্রয়োজনীয়। ফানাবিকি ল্যাব থেকে প্রাথমিক গবেষণায় দেখা গেছে যে CDCA7 এর সাথে যোগাযোগ করে জাহান্নাম জিন, যার মিউটেশনও আইসিএফ সিন্ড্রোম সৃষ্টি করে। হেলস হল একটি তথাকথিত নিউক্লিওসোম রিমডেলার যা নিউক্লিওসোম থেকে অস্থায়ীভাবে ডিএনএ অণুগুলিকে টেনে আনে।
“আমরা কল্পনা করি যে CDCA7-HELLS কমপ্লেক্সটি কোষকে ঘন হেটেরোক্রোমাটিন বাধা অতিক্রম করতে এবং ডিএনএ অণুগুলিকে মেথিলিয়েশন জমার জন্য সংবেদনশীল করতে সাহায্য করার জন্য গুরুত্বপূর্ণ,” ফানাবিকি ব্যাখ্যা করে৷ “কিন্তু এমন অনেকগুলি বিভিন্ন নিউক্লিওসোম রিমডেলিং কমপ্লেক্স রয়েছে যা এইভাবে ডিএনএ অণুগুলিকে প্রকাশ করতে পারে৷ এটি আমাদের কাছে একটি রহস্য রয়ে গেছে কেন CDCA7-HELLS একমাত্র নিউক্লিওসোম রিমডেলিং কমপ্লেক্স ডিএনএ মেথিলেশন রক্ষণাবেক্ষণের সাথে সরাসরি জড়িত৷
এই নতুন মডেলে, CDCA7 ক্রোমাটিনে হেমিমিথিলেটেড ডিএনএকে স্বীকৃতি দেয় এবং এই সাইটে হেলস নিয়োগ করে, যেখানে হেলস একটি নিউক্লিওসোম রিমডেলার হিসাবে কাজ করে এবং নিউক্লিওসোমগুলিকে আলাদা করে দেয়, হেমিমিথিলেটেড সাইটটিকে UHRF1 পয়েন্টে উন্মুক্ত করে।
হেমিমিথিলেশন সেন্সিং-এর স্যুইচিং প্রকাশ করে যে ঘন হেটেরোক্রোমাটিনের মধ্যে হেমিমিথিলেশন শনাক্ত করার ক্ষেত্রে CDCA7 UHRF1 এর চেয়ে ভাল। এটি আরও ব্যাখ্যা করে যে কোষগুলির দুটি ভিন্ন সেন্সর প্রয়োজন।
এই সেন্সরগুলিকে হেমিমিথিলেশন সনাক্ত করার জন্য, তাদের অবশ্যই হেমিমিথিলেটেড ডিএনএ সাবস্ট্রেটের সাথে সরাসরি এবং বেছে বেছে আবদ্ধ করতে হবে। যখন ডিএনএ নিউক্লিওসোমের চারপাশে আবৃত থাকে তখন CDCA7 এর একটি অনন্য ক্ষমতা থাকে বলে মনে হয়। এটি ছাড়া, UHRF1 নিউক্লিওসোম গ্রানুলের মধ্যে হেমিমিথিলেশন সংকেত থেকে অন্ধ।
ইসাবেল ওয়াসিং, সহ-প্রথম লেখক
এই নতুন বোঝাপড়া অকার্যকর মেথিলেশন দ্বারা সৃষ্ট অন্তর্নিহিত রোগের প্রক্রিয়াগুলি ব্যাখ্যা করতে সাহায্য করতে পারে। ভবিষ্যতে, তারা ডিএনএ মেথিলেশন রক্ষণাবেক্ষণের বাইরে হেমিমিথিলেশন সেন্সরগুলির ফাংশনগুলি সন্ধান করবে।
“যেহেতু নির্দিষ্ট ক্রোমোসোমাল অঞ্চলগুলি একটি হেমিমিথিলেটেড অবস্থা ধরে রাখার জন্য পরিচিত, তাই CDCA7 দ্বারা তাদের স্বীকৃতি জিন নিয়ন্ত্রণ এবং ক্রোমোজোম সংগঠনে একটি বিস্তৃত ভূমিকা পালন করতে পারে,” ফানাবিকি বলেন “এটি একটি উত্তেজনাপূর্ণ সম্ভাবনা।”
উৎস:
জার্নাল রেফারেন্স:
ওয়াসিন, আইই, ইত্যাদি (2024)। CDCA7 হল ইউক্যারিওটে একটি বিবর্তনীয়ভাবে সংরক্ষিত হেমিমিথিলেটেড ডিএনএ সেন্সর। বৈজ্ঞানিক অগ্রগতি. doi.org/10.1126/sciadv.adp5753.
