அதிநவீன இமேஜிங் அணு துளை மூலக்கூறு போக்குவரத்து கட்டுப்பாட்டின் ரகசியங்களைத் திறக்கிறது

நகர்ப்புற திட்டமிடுபவர்கள் நகர மையங்களில் வாகன ஓட்டத்தை கவனமாக ஒழுங்குபடுத்துவது போல, செல்கள் அவற்றின் அணு எல்லைகளில் மூலக்கூறு இயக்கத்தை உன்னிப்பாக நிர்வகிக்கின்றன. நுண்ணிய வாயில்காப்பாளர்களாகச் செயல்பட்டு, அணு சவ்வில் பதிக்கப்பட்ட அணு துளை வளாகங்கள் (NPCகள்) இந்த மூலக்கூறு வர்த்தகத்தின் மீது துல்லியமான கட்டுப்பாட்டைப் பராமரிக்கின்றன. டெக்சாஸ் A&M ஹெல்த் நிறுவனத்தின் புரட்சிகரமான பணிகள் இந்த அமைப்பின் அதிநவீன தேர்ந்தெடுப்பை வெளிப்படுத்துகின்றன, இது நரம்பியல் சிதைவு கோளாறுகள் மற்றும் புற்றுநோய் வளர்ச்சி குறித்த புதிய கண்ணோட்டங்களை வழங்க வாய்ப்புள்ளது.

மூலக்கூறு பாதைகளின் புரட்சிகரமான கண்காணிப்பு

டெக்சாஸ் A&M மருத்துவக் கல்லூரியில் உள்ள டாக்டர் சீக்ஃபிரைட் முஸ்ஸரின் ஆராய்ச்சிக் குழு, கருவின் இரட்டை-சவ்வுத் தடையின் வழியாக மூலக்கூறுகளின் விரைவான, மோதல் இல்லாத போக்குவரத்து குறித்த விசாரணைகளுக்கு முன்னோடியாக உள்ளது. அவர்களின் மைல்கல் நேச்சர் வெளியீடு MINFLUX தொழில்நுட்பத்தால் சாத்தியமான புரட்சிகரமான கண்டுபிடிப்புகளை விவரிக்கிறது - இது மனித முடியின் அகலத்தை விட தோராயமாக 100,000 மடங்கு நுண்ணிய அளவுகளில் மில்லி விநாடிகளில் நிகழும் 3D மூலக்கூறு இயக்கங்களைப் படம்பிடிக்கும் திறன் கொண்ட ஒரு மேம்பட்ட இமேஜிங் முறையாகும். பிரிக்கப்பட்ட பாதைகள் பற்றிய முந்தைய அனுமானங்களுக்கு மாறாக, அணு இறக்குமதி மற்றும் ஏற்றுமதி செயல்முறைகள் NPC கட்டமைப்பிற்குள் ஒன்றுடன் ஒன்று செல்லும் பாதைகளைப் பகிர்ந்து கொள்கின்றன என்பதை அவர்களின் ஆராய்ச்சி நிரூபிக்கிறது.

ஆச்சரியப்படத்தக்க கண்டுபிடிப்புகள் இருக்கும் மாதிரிகளுக்கு சவால் விடுகின்றன

குழுவின் அவதானிப்புகள் எதிர்பாராத போக்குவரத்து முறைகளை வெளிப்படுத்தின: மூலக்கூறுகள் சுருக்கப்பட்ட சேனல்கள் வழியாக இரு திசைகளிலும் பயணிக்கின்றன, பிரத்யேக பாதைகளைப் பின்பற்றுவதற்குப் பதிலாக ஒன்றையொன்று சூழ்ச்சி செய்கின்றன. குறிப்பிடத்தக்க வகையில், இந்த துகள்கள் சேனல் சுவர்களுக்கு அருகில் குவிந்து, மையப் பகுதியை காலியாக விடுகின்றன, அதே நேரத்தில் அவற்றின் முன்னேற்றம் வியத்தகு முறையில் குறைகிறது - தடையற்ற இயக்கத்தை விட சுமார் 1,000 மடங்கு மெதுவாக - தடையற்ற புரத நெட்வொர்க்குகள் ஒரு சிரப் சூழலை உருவாக்குவதால்.

"கற்பனை செய்யக்கூடிய மிகவும் சவாலான போக்குவரத்து சூழ்நிலை - குறுகிய பாதைகள் வழியாக இருவழி ஓட்டம்" என்று முசர் இதை விவரிக்கிறார். "எங்கள் கண்டுபிடிப்புகள் எதிர்பாராத சாத்தியக்கூறுகளின் கலவையை முன்வைக்கின்றன, எங்கள் அசல் கருதுகோள்களை விட அதிக சிக்கலை வெளிப்படுத்துகின்றன" என்று அவர் ஒப்புக்கொள்கிறார்.

தடைகள் இருந்தபோதிலும் செயல்திறன்

சுவாரஸ்யமாக, NPC போக்குவரத்து அமைப்புகள் இந்த கட்டுப்பாடுகள் இருந்தபோதிலும் குறிப்பிடத்தக்க செயல்திறனைக் காட்டுகின்றன. "NPC களின் இயற்கையான மிகுதியானது அதிகப்படியான திறன் செயல்பாட்டைத் தடுக்கலாம், போட்டி குறுக்கீடு மற்றும் அடைப்பு அபாயங்களைக் திறம்படக் குறைக்கலாம்" என்று முசர் ஊகிக்கிறார். இந்த உள்ளார்ந்த வடிவமைப்பு அம்சம் மூலக்கூறு தடையைத் தடுக்கிறது, இங்கே'அசல் பொருளைப் பாதுகாக்கும் அதே வேளையில், மாறுபட்ட தொடரியல், அமைப்பு மற்றும் பத்தி முறிவுகளுடன் மீண்டும் எழுதப்பட்ட பதிப்பு:

மூலக்கூறு போக்குவரத்து ஒரு மாற்றுப்பாதையை எடுக்கிறது: NPCகள் மறைக்கப்பட்ட பாதைகளை வெளிப்படுத்துகின்றன

NPC வழியாக நேராக பயணிப்பதற்கு பதிலாக'மைய அச்சில், மூலக்கூறுகள் எட்டு சிறப்பு போக்குவரத்து சேனல்களில் ஒன்றின் வழியாகச் செல்வதாகத் தெரிகிறது, ஒவ்வொன்றும் துளையுடன் ஒரு ஸ்போக் போன்ற அமைப்பிற்குள் மட்டுப்படுத்தப்பட்டுள்ளன.'வெளிப்புற வளையம். இந்த இடஞ்சார்ந்த ஏற்பாடு மூலக்கூறு ஓட்டத்தை ஒழுங்குபடுத்த உதவும் ஒரு அடிப்படை கட்டடக்கலை பொறிமுறையை பரிந்துரைக்கிறது.

முசர் விளக்குகிறார்,"ஈஸ்ட் அணு துளைகள் ஒரு கொண்டிருப்பதாக அறியப்படுகிறது.'மைய பிளக்,'அதன் சரியான கலவை ஒரு மர்மமாகவே உள்ளது. மனித உயிரணுக்களில், இந்த அம்சம் உள்ளது'கவனிக்கப்படவில்லை, ஆனால் செயல்பாட்டுப் பிரிவுப்படுத்தல் சாத்தியமாகும்.—மற்றும் துளை's மையம் mRNA க்கான முக்கிய ஏற்றுமதி பாதையாக செயல்படக்கூடும்."

நோய் தொடர்புகள் மற்றும் சிகிச்சை சவால்கள்

NPC-யில் செயலிழப்பு—ஒரு முக்கியமான செல்லுலார் நுழைவாயில்—ALS (லூ கெஹ்ரிக்) உள்ளிட்ட கடுமையான நரம்பியல் கோளாறுகளுடன் பிணைக்கப்பட்டுள்ளது.'எஸ் நோய்), அல்சைமர்'எஸ், மற்றும் ஹண்டிங்டன்'கூடுதலாக, அதிகரித்த NPC கடத்தல் செயல்பாடு புற்றுநோய் முன்னேற்றத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. குறிப்பிட்ட துளைப் பகுதிகளை குறிவைப்பது கோட்பாட்டளவில் அடைப்புகளை அவிழ்க்க அல்லது அதிகப்படியான போக்குவரத்தை மெதுவாக்க உதவும் என்றாலும், NPC செயல்பாட்டை சேதப்படுத்துவது உயிரணு உயிர்வாழ்வில் அதன் அடிப்படை பங்கைக் கருத்தில் கொண்டு ஆபத்துகளைக் கொண்டுள்ளது என்று முசர் எச்சரிக்கிறார்.

"போக்குவரத்து தொடர்பான குறைபாடுகள் மற்றும் NPC உடன் தொடர்புடைய பிரச்சினைகளை நாம் வேறுபடுத்திப் பார்க்க வேண்டும்.'அசெம்பிளி அல்லது பிரித்தெடுத்தல்,"அவர் குறிப்பிடுகிறார்."பல நோய் தொடர்புகள் பிந்தைய வகைக்குள் வரக்கூடும் என்றாலும், விதிவிலக்குகள் உள்ளன.—ALS இல் உள்ள c9orf72 மரபணு மாற்றங்கள் போன்றவை, அவை துளையை உடல் ரீதியாகத் தடுக்கும் திரட்டுகளை உருவாக்குகின்றன."

எதிர்கால திசைகள்: சரக்கு வழித்தடங்களை மேப்பிங் செய்தல் மற்றும் நேரடி செல் இமேஜிங்

டெக்சாஸ் ஏ&எம் நிறுவனத்தைச் சேர்ந்த முசர் மற்றும் கூட்டுப்பணியாளர் டாக்டர் அபிஷேக் சாவ்'கூட்டு நுண்ணோக்கி ஆய்வகம், வெவ்வேறு சரக்கு வகைகள் உள்ளதா என்பதை ஆராய திட்டமிட்டுள்ளது—ரைபோசோமால் துணை அலகுகள் மற்றும் mRNA போன்றவை—தனித்துவமான பாதைகளைப் பின்பற்றுங்கள் அல்லது பகிரப்பட்ட பாதைகளில் ஒன்றிணையுங்கள். ஜெர்மன் கூட்டாளர்களுடனான (EMBL மற்றும் Abberior Instruments) அவர்களின் தொடர்ச்சியான பணி, உயிருள்ள செல்களில் நிகழ்நேர இமேஜிங்கிற்காக MINFLUX ஐ மாற்றியமைக்கலாம், இது அணுசக்தி போக்குவரத்து இயக்கவியலின் முன்னோடியில்லாத காட்சிகளை வழங்குகிறது.

NIH நிதியுதவியால் ஆதரிக்கப்படும் இந்த ஆய்வு, செல்லுலார் தளவாடங்கள் பற்றிய நமது புரிதலை மறுவடிவமைக்கிறது, இது கருவின் பரபரப்பான நுண்ணிய பெருநகரத்தில் NPCகள் எவ்வாறு ஒழுங்கைப் பராமரிக்கின்றன என்பதைக் காட்டுகிறது.