पलक झपकने से सैकड़ों गुना तेज़ सिकुड़ने वाला सूक्ष्मजीव — रहस्य सुलझा

पानी में रहने वाला एकल-कोशिकीय जीव स्पाइरोस्टोमम एम्बिग्युम (Spirostomum-ambiguum) पांच मिलीसेकंड से भी कम समय में अपने शरीर की लंबाई के एक-चौथाई तक सिकुड़ सकता है। यह प्रति सेकंड लगभग 100 शरीर-लंबाई है, जो इंसान के पलक झपकने से सैकड़ों गुना तेज़ है। शोधकर्ताओं ने अब इस गति के पीछे की वजह कैल्शियम से सक्रिय होने वाले एक असामान्य, मछली-जाल जैसे प्रोटीन नेटवर्क को बताया है, जो तेज़ कृत्रिम मांसपेशियां और कृत्रिम कोशिकीय यंत्र बनाने में मदद कर सकता है।

स्पाइरोस्टोमम एक विशाल एकल-कोशिकीय सिलिएट है, यानी तैरने के लिए बाल जैसी सिलिया से ढका जीव, और यह अपनी अत्यधिक तेज़ सिकुड़न को लगभग तुरंत दोहरा सकता है। मानव मांसपेशी रेशे भी इतने ही अनुपात में सिकुड़ सकते हैं, लेकिन इसमें लगभग 10 गुना ज़्यादा समय लगता है। नॉर्थ कैरोलिना स्टेट यूनिवर्सिटी की बायोफिज़िक्स की एसोसिएट प्रोफेसर मैरी एल्टिंग ने बताया कि स्पाइरोस्टोमम और हम में फर्क इस बात का है कि सिकुड़न को ऊर्जा कौन देता है। साथ ही, उसके पीछे का तंत्र कैसा दिखता है, यह भी अलग है। एल्टिंग इस अध्ययन की सह-मुख्य लेखिका हैं, जो प्रोसीडिंग्स ऑफ द नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज (PNAS) में प्रकाशित हुआ।

इलेक्ट्रॉन और इम्यूनोफ्लोरेसेंस माइक्रोस्कोपी की मदद से शोधकर्ताओं ने पाया कि कैल्शियम आयन इस हरकत को शुरू करते हैं। सेंट्रिन और Sfi1 नामक कैल्शियम-बंधक प्रोटीन से बने मायोनीम नाम के रेशेदार ढांचों का मछली-जाल जैसा जाल जीव की बाहरी सतह पर तेज़ी से कसता है, जिससे कोशिका अंदर की ओर खिंचती है और फिर वापस उछलती है। यह बनावट स्पाइरोस्टोमम को समान रूप से सिकुड़ने देती है, जिससे इतनी तेज़ गति में भी उसके आंतरिक अंग सुरक्षित रहते हैं। एल्टिंग ने बताया कि Sfi1 प्रोटीन कठोर से लचीला हो सकता है: कैल्शियम आयनों की मौजूदगी में यह अपनी कठोरता खोकर "गीले स्पेगेटी के गोले" जैसा जमा हो जाता है, जिससे जाल कस जाता है।

मानव मांसपेशी संकुचन एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (ATP) नामक अणु पर निर्भर करता है, जो पेट्रोल की तरह रासायनिक रूप से "जल" कर ऊर्जा छोड़ता है। स्पाइरोस्टोमम इसके बजाय सीधे कैल्शियम आयनों पर प्रतिक्रिया करता है, जो बिजली की धारा जैसा है। लेकिन शोधकर्ताओं को अभी नहीं पता कि सिकुड़न शुरू करने वाला संकेत कैसे बनता है, या यह तंत्र बार-बार होने के लिए कैसे रीसेट होता है। टीम अब यह जांच रही है कि कैल्शियम संकेत क्या शुरू करता है और हर सिकुड़न के बाद जीव खुद को कैसे बहाल करता है, जो ATP-मुक्त कृत्रिम मांसपेशी बनाने की कुंजी हो सकता है।