नए शोध से पता चलता है कि वायरस अपने पर्यावरण से जानकारी का उपयोग यह तय करने के लिए कर रहे हैं कि कब अपने मेजबान के अंदर कसकर बैठना है और कब गुणा करना है और मेजबान सेल को मारना है। अभी, वायरस अपने लाभ के लिए अपने पर्यावरण की निगरानी करने की क्षमता का शोषण कर रहे हैं। लेकिन भविष्य में, ‘हम उनके नुकसान के लिए इसका फायदा उठा सकते हैं,’ एक लेखक ने कहा।
जैविक विज्ञान के प्रोफेसर और नए पेपर पर वरिष्ठ लेखक इवान एरिल कहते हैं, एक वायरस की अपने मेजबान द्वारा उत्पादित तत्वों सहित अपने पर्यावरण को समझने की क्षमता, “वायरल-होस्ट इंटरैक्शन में जटिलता की एक और परत” जोड़ती है। अभी, वायरस उस क्षमता का अपने लाभ के लिए शोषण कर रहे हैं। लेकिन भविष्य में, वे कहते हैं, “हम इसका फायदा उनके नुकसान के लिए उठा सकते हैं।”
नया अध्ययन बैक्टीरियोफेज पर केंद्रित है – वायरस जो बैक्टीरिया को संक्रमित करते हैं, जिन्हें अक्सर “फेज” कहा जाता है। अध्ययन में चरण केवल अपने मेजबानों को संक्रमित कर सकते हैं जब जीवाणु कोशिकाओं में विशेष उपांग होते हैं, जिन्हें पिली और फ्लैगेला कहा जाता है, जो बैक्टीरिया को स्थानांतरित करने और संभोग करने में मदद करते हैं। बैक्टीरिया CtrA नामक एक प्रोटीन का उत्पादन करते हैं जो इन उपांगों को उत्पन्न करने पर नियंत्रित करता है। नए पेपर से पता चलता है कि कई उपांग-आश्रित चरणों में उनके डीएनए में पैटर्न होते हैं जहां सीटीआरए प्रोटीन संलग्न हो सकता है, जिसे बाध्यकारी साइट कहा जाता है। एरिल का कहना है कि अपने मेजबान द्वारा उत्पादित प्रोटीन के लिए बाध्यकारी साइट वाला एक फेज असामान्य है।
इससे भी अधिक आश्चर्य की बात है, एरिल और पेपर के पहले लेखक एलिया मैस्कोलो, एक पीएच.डी. एरिल की प्रयोगशाला में छात्र, विस्तृत जीनोमिक विश्लेषण के माध्यम से पाया गया कि ये बाध्यकारी साइटें एक फेज, या यहां तक कि फेज के एक समूह के लिए अद्वितीय नहीं थीं। कई अलग-अलग प्रकार के चरणों में CtrA बाध्यकारी साइटें थीं – लेकिन उन सभी को अपने मेजबानों को संक्रमित करने के लिए पिली और/या फ्लैगेला की आवश्यकता थी। यह संयोग नहीं हो सकता, उन्होंने फैसला किया।
सीटीआरए स्तरों की निगरानी करने की क्षमता “विभिन्न बैक्टीरिया को संक्रमित करने वाले विभिन्न चरणों द्वारा पूरे विकास में कई बार आविष्कार किया गया है,” एरिल कहते हैं। जब दूर से संबंधित प्रजातियां एक समान लक्षण प्रदर्शित करती हैं, तो इसे अभिसरण विकास कहा जाता है – और यह इंगित करता है कि विशेषता निश्चित रूप से उपयोगी है।
कहानी में एक और झुर्रियां: पहला चरण जिसमें अनुसंधान दल ने सीटीआरए बाध्यकारी साइटों की पहचान की, एक विशेष समूह बैक्टीरिया को संक्रमित करता है जिसे कॉलोबैक्टेरेल्स कहा जाता है। Caulobacterales बैक्टीरिया का एक विशेष रूप से अच्छी तरह से अध्ययन किया गया समूह है, क्योंकि वे दो रूपों में मौजूद हैं: एक “स्वर्गर” रूप जो स्वतंत्र रूप से तैरता है, और एक “डंठल” रूप जो सतह से जुड़ता है। झुंड के पास पिली/फ्लैजेला है, और डंठल नहीं है। इन जीवाणुओं में, CtrA कोशिका चक्र को भी नियंत्रित करता है, यह निर्धारित करते हुए कि क्या एक कोशिका समान रूप से एक ही प्रकार के दो और प्रकारों में विभाजित होगी, या एक झुंड और एक डंठल कोशिका का उत्पादन करने के लिए विषम रूप से विभाजित होगी।
क्योंकि फेज केवल स्वर्मर कोशिकाओं को संक्रमित कर सकते हैं, यह उनके सर्वोत्तम हित में है कि वे अपने मेजबान से बाहर निकल जाएं, जब संक्रमित करने के लिए कई स्वर्मर कोशिकाएं उपलब्ध हों। आम तौर पर, Caulobacterales पोषक तत्व-गरीब वातावरण में रहते हैं, और वे बहुत फैले हुए हैं। “लेकिन जब उन्हें माइक्रोहैबिटेट की एक अच्छी जेब मिलती है, तो वे डंठल वाली कोशिकाएं बन जाती हैं और फैल जाती हैं,” एरिल कहते हैं, अंततः बड़ी मात्रा में झुंड कोशिकाओं का उत्पादन करते हैं।
इसलिए, “हम अनुमान लगाते हैं कि फेज सीटीआरए स्तरों की निगरानी कर रहे हैं, जो कोशिकाओं के जीवन चक्र के दौरान ऊपर और नीचे जाते हैं, यह पता लगाने के लिए कि कब स्वार्मर सेल एक डंठल सेल बन रहा है और स्वार्मर्स का कारखाना बन रहा है,” एरिल कहते हैं, “और उस समय, उन्होंने कोशिका को फोड़ दिया, क्योंकि आस-पास बहुत से झुंड संक्रमित होने वाले हैं।”
दुर्भाग्य से, इस परिकल्पना को साबित करने की विधि श्रम-गहन और अत्यंत कठिन है, इसलिए यह इस नवीनतम पेपर का हिस्सा नहीं था – हालांकि एरिल और सहयोगियों को भविष्य में उस प्रश्न से निपटने की उम्मीद है। हालांकि, अनुसंधान दल को कई अलग-अलग चरणों पर सीटीआरए बाध्यकारी साइटों के प्रसार के लिए कोई अन्य व्यावहारिक स्पष्टीकरण नहीं दिखता है, जिनमें से सभी को अपने मेजबानों को संक्रमित करने के लिए पिली/फ्लैगेला की आवश्यकता होती है। इससे भी अधिक दिलचस्प, वे ध्यान देते हैं, वायरस के निहितार्थ हैं जो अन्य जीवों को संक्रमित करते हैं – यहां तक कि मनुष्य भी।
“वह सब कुछ जो हम चरणों के बारे में जानते हैं, हर एक विकासवादी रणनीति जो उन्होंने विकसित की है, पौधों और जानवरों को संक्रमित करने वाले वायरस में अनुवाद करने के लिए दिखाया गया है,” वे कहते हैं। “यह लगभग एक दिया गया है। इसलिए यदि फेज अपने मेजबानों पर सुन रहे हैं, तो मनुष्यों को प्रभावित करने वाले वायरस भी ऐसा ही कर रहे हैं।”
दिलचस्प तरीकों से अपने पर्यावरण की निगरानी करने वाले चरणों के कुछ अन्य दस्तावेज उदाहरण हैं, लेकिन इतने सारे जीवाणु मेजबानों के खिलाफ एक ही रणनीति को नियोजित करने वाले कई अलग-अलग चरणों में शामिल नहीं हैं।
एरिल कहते हैं, “यह नया शोध “पहला व्यापक दायरा प्रदर्शन है जो सेल में क्या हो रहा है, इस मामले में सेल विकास के मामले में फेज सुन रहे हैं।” लेकिन अधिक उदाहरण रास्ते में हैं, वह भविष्यवाणी करता है। पहले से ही, उनकी प्रयोगशाला के सदस्यों ने चरणों में अन्य जीवाणु नियामक अणुओं के लिए रिसेप्टर्स की तलाश शुरू कर दी है, वे कहते हैं – और वे उन्हें ढूंढ रहे हैं।
इस शोध से महत्वपूर्ण निष्कर्ष यह है कि “वायरस निर्णय लेने के लिए सेलुलर इंटेल का उपयोग कर रहा है,” एरिल कहते हैं, “और यदि यह बैक्टीरिया में हो रहा है, तो यह लगभग निश्चित रूप से पौधों और जानवरों में हो रहा है, क्योंकि अगर यह एक है विकासवादी रणनीति जो समझ में आती है, विकास इसे खोजेगा और इसका फायदा उठाएगा।”
उदाहरण के लिए, जीवित रहने और प्रतिकृति के लिए अपनी रणनीति को अनुकूलित करने के लिए, एक पशु वायरस जानना चाहता है कि यह किस प्रकार के ऊतक में है, या इसके संक्रमण के लिए मेजबान की प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया कितनी मजबूत है। हालांकि उन सभी सूचनाओं के बारे में सोचना परेशान कर सकता है जो वायरस इकट्ठा कर सकते हैं और संभवतः हमें बीमार बनाने के लिए उपयोग कर सकते हैं, ये खोजें नए उपचारों के रास्ते भी खोलती हैं।
“यदि आप एक एंटीवायरल दवा विकसित कर रहे हैं, और आप जानते हैं कि वायरस एक विशेष संकेत पर सुन रहा है, तो शायद आप वायरस को मूर्ख बना सकते हैं,” एरिल कहते हैं। हालांकि यह कई कदम दूर है। अभी के लिए, “हम अभी यह महसूस करना शुरू कर रहे हैं कि वायरस की हम पर कितनी सक्रिय नज़र है – वे कैसे निगरानी कर रहे हैं कि उनके आसपास क्या हो रहा है और उसके आधार पर निर्णय ले रहे हैं,” एरिल कहते हैं। “यह आकर्षक है।”
