असंभव मानी जाने वाली दिशा से मांसपेशी फिलामेंट बढ़ सकते हैं: एमोरी अध्ययन

मांसपेशी कोशिकाओं में एक पहेली बनी रहती है: मांसपेशियों को सिकोड़ने वाले एक्टिन फिलामेंट सही लंबाई के होने चाहिए, फिर भी वे लगातार पुराने पड़ते हैं और उन्हें दोबारा बनाना पड़ता है। एमोरी विश्वविद्यालय के जीवभौतिकीविदों ने अब एक तंत्र खोजा है जो यह बताता है। उन्होंने पहली बार दिखाया कि एक्टिन उस सिरे से भी बढ़ सकता है, जिसे लंबे समय से इस तरह के निर्माण में असमर्थ माना जाता था। नेचर कम्युनिकेशंस में प्रकाशित ये नतीजे दिल की विफलता के एक प्रमुख कारण डाइलेटेड कार्डियोमायोपैथी (दिल की मांसपेशी के कमज़ोर होने की बीमारी) जैसे मांसपेशी विकारों को समझने में भी मदद कर सकते हैं।

अध्ययन के वरिष्ठ लेखक और एमोरी में भौतिकी के सहायक प्रोफेसर शशांक शेखर ने बताया कि यह कोशिकीय ढांचे को समझने में एक बुनियादी प्रगति है। उन्होंने कहा, 'हमने समझा है कि साइटोस्केलेटन, खासकर मांसपेशी कोशिकाओं में, कैसे बनता है।' हर एक्टिन फिलामेंट के दो अलग सिरे होते हैं — एक नुकीला, या 'माइनस' सिरा, और एक चौड़ा, या 'प्लस' सिरा। 40 साल से इस्तेमाल हो रहे मानक मॉडल के अनुसार, प्लस सिरे पर नए हिस्से जुड़ते हैं जबकि माइनस सिरे से हिस्से हटते हैं; इसे 'ट्रेडमिलिंग' कहा जाता है।

मांसपेशी कोशिकाओं में यह मॉडल एक समस्या में फंसता है: सार्कोमियर नामक मांसपेशी की सिकुड़न इकाइयों के भीतर एक्टिन फिलामेंट का प्लस सिरा एक प्रोटीन से ढका होता है, जो नए हिस्सों को जुड़ने से रोकता है। फिर भी प्रोटीन पुराने होने पर फिलामेंट को बदलना ज़रूरी होता है। एमोरी की टीम ने पाया कि लियोमोडिन 2 एक्टिन फिलामेंट को माइनस सिरे से बढ़ने देता है। शेखर ने कहा कि यह तंत्र 'पहले असंभव माना जाता था।'

लियोमोडिन को प्रभावित करने वाला एक जेनेटिक बदलाव डाइलेटेड कार्डियोमायोपैथी से जुड़ा है, जो दिल की मांसपेशी को धीरे-धीरे कमज़ोर कर उसकी खून पंप करने की क्षमता घटा देती है। अध्ययन की पहली लेखक और एमोरी की पीएचडी छात्रा सुदीप्ता बिस्वास ने कहा, 'हम यह भी दिखाते हैं कि लियोमोडिन में खराबी दिल की सिकुड़न मशीनरी के निर्माण को कैसे बिगाड़ सकती है।'

सार्कोमियर के भीतर एक्टिन फिलामेंट, मायोसिन नामक दूसरे प्रोटीन के साथ सरककर, डोरी खींचने जैसे ढांचे को सिकोड़ते हैं, जबकि हर फिलामेंट अपनी लंबाई बनाए रखता है। शेखर ने कहा, 'जन्म से मृत्यु तक, मांसपेशी कोशिकाओं में एक्टिन फिलामेंट की लंबाई एक जैसी रहती है। इसे बहुत सख़्ती से नियंत्रित किया जाता है।'