मानव जीनोम परियोजनाले पत्ता लगायो कि हाम्रो जीनोमको ~ 1-2% ले कार्यात्मक प्रोटीन बनाउँछ जबकि बाँकी 98-99% को भूमिका रहस्यमय रहन्छ। अन्वेषकहरूले यसको वरपरका रहस्यहरू पत्ता लगाउने प्रयास गरेका छन् र यस लेखले मानव स्वास्थ्य र रोगहरूमा यसको भूमिका र प्रभावहरूको बारेमा हाम्रो बुझाइमा प्रकाश पार्छ।
मानव जीनोम परियोजना (HGP) अप्रिल 2003 मा पूरा भएको समय देखि1३ अर्ब आधार जोडी वा 'अक्षरको जोडी' मिलेर बनेको मानव जीनोमको सम्पूर्ण अनुक्रम थाहा पाएर जीनोम एउटा खुला पुस्तक हुनेछ जसको प्रयोग गरेर अनुसन्धानकर्ताहरूले मानवको रूपमा जटिल जीव कसरी हुन्छ भन्ने कुरा ठ्याक्कै पिन गर्न सक्नेछन्। कार्यहरू हुनु जसले अन्ततः विभिन्न प्रकारका रोगहरूको लागि हाम्रो पूर्वस्थिति पत्ता लगाउन नेतृत्व गर्दछ, रोग किन हुन्छ भन्ने बारे हाम्रो बुझाइ बढाउँछ र तिनीहरूको लागि उपचार खोज्छ। यद्यपि, स्थिति धेरै अन्योलमा पर्यो जब वैज्ञानिकहरूले यसको केवल एक अंश (~ 3-1%) मात्र बुझ्न सक्षम भए जसले हाम्रो फेनोटाइपिक अस्तित्वको निर्णय गर्ने कार्यात्मक प्रोटीन बनाउँछ। कार्यात्मक प्रोटिनहरू बनाउन DNA को 2-1% को भूमिकाले आणविक जीवविज्ञानको केन्द्रीय सिद्धान्तलाई पछ्याउँछ जसले भन्छ कि DNA लाई पहिले RNA बनाउनको लागि प्रतिलिपि गरिएको छ, विशेष गरी mRNA लाई ट्रान्सक्रिप्शन भनिन्छ र त्यसपछि mRNA द्वारा प्रोटिनको उत्पादन अनुवादद्वारा। आणविक जीवविज्ञानीको भाषामा, यो 2-1% कार्यात्मक प्रोटीनहरूको लागि मानव जीनोम कोडहरू। बाँकी ९८-९९% लाई 'जंक डीएनए' वा 'डार्क मेटर' भनिन्छ जसले माथि उल्लेखित कुनै पनि कार्यात्मक प्रोटिन उत्पादन गर्दैन र हरेक पटक मानिस जन्मँदा 'ब्यागेज'को रूपमा बोकिन्छ। बाँकी ९८-९९% जीनोमको भूमिका बुझ्नको लागि, ENCODE (Encyclopedia of DNA Elements) परियोजना2 राष्ट्रिय मानव जीनोम अनुसन्धान संस्थान (NHGRI) द्वारा सेप्टेम्बर 2003 मा सुरु गरिएको थियो।
ENCODE परियोजनाको निष्कर्षले पत्ता लगाएको छ कि धेरैजसो कालो पदार्थ '' गैर-कोडिङ DNA अनुक्रमहरू समावेश गर्दछ जुन विभिन्न प्रकारका कोषहरूमा र विभिन्न बिन्दुहरूमा जीनहरू अन र अफ गरेर आवश्यक नियामक तत्वहरूको रूपमा कार्य गर्दछ। यी नियामक अनुक्रमहरूको स्थानिय र अस्थायी कार्यहरू अझै पनि पूर्ण रूपमा स्पष्ट छैन, किनकि यी मध्ये केही (नियामक तत्वहरू) तिनीहरूले कार्य गर्ने जीनबाट धेरै टाढा अवस्थित छन् जबकि अन्य अवस्थामा तिनीहरू एकसाथ नजिक हुन सक्छन्।
मानव जीनोमका केही क्षेत्रहरूको संरचना ह्युमन जीनोम प्रोजेक्ट सुरु हुनु अघि नै थाहा थियो कि ~8% मानव जीनोम हाम्रो DNA मा मानव अन्तर्जात रेट्रोभाइरस (HERVs) को रूपमा सम्मिलित भाइरल जीनोमहरूबाट व्युत्पन्न हुन्छ।3। यी HERV हरू प्रतिरक्षा कार्यलाई नियन्त्रण गर्ने जीनहरूका लागि नियामक तत्वहरूको रूपमा काम गरेर मानवलाई जन्मजात प्रतिरक्षा प्रदान गर्नमा संलग्न छन्। यो 8% को कार्यात्मक महत्व ENCODE परियोजना को खोजहरु द्वारा पुष्टि गरिएको थियो जसले सुझाव दियो कि अधिकांश 'डार्क पदार्थले नियामक तत्वको रूपमा कार्य गर्दछ।
ENCODE परियोजना निष्कर्षहरूका अतिरिक्त, विगत दुई दशकहरूबाट धेरै मात्रामा अनुसन्धान डेटा उपलब्ध छ जसले 'डार्क मेटर' को लागी एक प्रशंसनीय नियामक र विकासात्मक भूमिकाको सुझाव दिन्छ। जीनोम-वाइड एसोसिएशन स्टडीज (GWAS) को प्रयोग गरेर, यो पहिचान गरिएको छ कि डीएनए को गैरकोडिङ क्षेत्रहरु को बहुमत सामान्य रोगहरु र लक्षणहरु संग सम्बन्धित छन्।4 र यी क्षेत्रहरूमा भिन्नताहरूले क्यान्सर, हृदय रोग, मस्तिष्क विकारहरू, मोटोपना जस्ता धेरै जटिल रोगहरूको सुरुवात र गम्भीरतालाई विनियमित गर्न कार्य गर्दछ।5,6। GWAS अध्ययनहरूले यो पनि खुलासा गरेको छ कि जीनोममा यी गैर-कोडिङ DNA अनुक्रमहरू मध्ये धेरैजसो गैर-कोडिङ RNAहरूमा ट्रान्सक्राइब हुन्छन् (डीएनएबाट आरएनएमा रूपान्तरित तर अनुवाद गरिएको छैन) र तिनीहरूको नियमनमा गडबडीले विभेदक रोग निम्त्याउने प्रभावहरू निम्त्याउँछ।7। यसले रोगको विकासमा नियामक भूमिका खेल्ने गैर-कोडिङ RNA हरूको क्षमतालाई सुझाव दिन्छ8.
यसबाहेक, केही कालो पदार्थहरू गैर-कोडिङ DNA को रूपमा रहन्छ र नियामक तरिकामा वृद्धिकर्ताहरूको रूपमा कार्य गर्दछ। शब्दले सुझाव दिए जस्तै, यी संवर्द्धकहरूले सेलमा केही प्रोटीनहरूको अभिव्यक्ति (बढाएर) कार्य गर्दछ। यो हालैको अध्ययनमा देखाइएको छ जहाँ DNA को गैर-कोडिङ क्षेत्रको बृद्धि गर्ने प्रभावहरूले बिरामीहरूलाई जटिल अटोइम्यून र एलर्जी रोगहरू जस्तै सूजन आन्द्रा रोगको लागि संवेदनशील बनाउँछ।9,10, जसले गर्दा भडकाऊ रोगहरूको उपचारको लागि नयाँ सम्भावित चिकित्सीय लक्ष्यको पहिचान हुन्छ। 'डार्क मेटर' मा वृद्धि गर्नेहरू मस्तिष्कको विकासमा पनि संलग्न छन् जहाँ मुसाहरूमा गरिएको अध्ययनले यी क्षेत्रहरूलाई मेटाउनाले मस्तिष्कको विकासमा असामान्यताहरू निम्त्याउने देखाएको छ।11,12। यी अध्ययनहरूले हामीलाई अल्जाइमर्स र पार्किन्सनजस्ता जटिल न्यूरोलोजिकल रोगहरू राम्ररी बुझ्न मद्दत गर्न सक्छ। ‘डार्क म्याटर’ ले ब्लड क्यान्सरको विकासमा पनि भूमिका खेलेको देखाइएको छ13 जस्तै क्रोनिक माइलोसाइटिक ल्युकेमिया (सीएमएल) र क्रोनिक लिम्फोसाइटिक ल्युकेमिया (सीएलएल)।
तसर्थ, 'डार्क मेटर' ले मानव जीनोमको एक महत्त्वपूर्ण भागलाई पहिले नै बुझेको भन्दा प्रतिनिधित्व गर्दछ र माथि वर्णन गरिए अनुसार मानव रोगहरूको विकास र सुरुवातमा नियामक भूमिका खेल्दै मानव स्वास्थ्यलाई प्रत्यक्ष रूपमा प्रभाव पार्छ।
के यसको मतलब यो हो कि सम्पूर्ण 'डार्क म्याटर' या त गैर-कोडिङ RNA मा ट्रान्सक्राइब गरिएको छ वा मानिसहरूलाई असर गर्ने विभिन्न रोगहरूमा पूर्वस्थिति, सुरुवात र भिन्नताहरूसँग सम्बन्धित नियामक तत्वहरूको रूपमा काम गरेर गैर-कोडिङ DNA को रूपमा वृद्धि गर्ने भूमिका खेल्छ? अहिले सम्म गरिएका अध्ययनहरूले समान र आगामी वर्षहरूमा थप अनुसन्धानको लागि बलियो प्रबलता देखाउँछन् जसले हामीलाई सम्पूर्ण 'डार्क मेटर' को कार्यलाई ठीकसँग चित्रण गर्न मद्दत गर्नेछ, जसले उपचार खोज्ने आशामा उपन्यास लक्ष्यहरूको पहिचान गर्न नेतृत्व गर्नेछ। मानव जातिलाई दुर्बल पार्ने रोगहरू।
***
सन्दर्भ:
1. "मानव जीनोम परियोजना समाप्ति: बारम्बार सोधिने प्रश्नहरू"। राष्ट्रिय मानव जीनोम अनुसन्धान संस्थान (NHGRI)। मा अनलाइन उपलब्ध छ https://www.genome.gov/human-genome-project/Completion-FAQ 17 मे 2020 मा पहुँच।
2. स्मिथ डी., 2017। रहस्यमय 98%: वैज्ञानिकहरू 'डार्क जीनोम' मा प्रकाश चम्काउन खोज्छन्। मा अनलाइन उपलब्ध छ https://phys.org/news/2017-02-mysterious-scientists-dark-genome.html 17 मे 2020 मा पहुँच गरिएको।
3. Soni R., 2020. Humans and Viruss: A Brief History of Their Complex Relationship and implications for COVID-19। वैज्ञानिक युरोपेली पोस्ट 08 मे 2020। मा अनलाइन उपलब्ध छ https://www.scientificeuropean.co.uk/humans-and-viruses-a-brief-history-of-their-complex-relationship-and-implications-for-COVID-19 18 मे 2020 मा पहुँच गरिएको।
4. मौरानो MT, Humbert R, Rynes E, et al। नियामक DNA मा सामान्य रोग-सम्बद्ध भिन्नता को व्यवस्थित स्थानीयकरण। विज्ञान। २०१२ सेप्टेम्बर ७;३३७(६०९९):११९०-५। DOI: https://doi.org/10.1126/science.1222794
5. प्रकाशित जीनोम-वाइड एसोसिएसन अध्ययनहरूको सूची। http://www.genome.gov/gwastudies.
6. हिन्डोर्फ एलए, सेतुपथी पी, एट अल 2009। मानव रोग र लक्षणहरूको लागि जीनोम-वाइड एसोसिएशन लोकीको सम्भावित एटियोलोजिक र कार्यात्मक प्रभाव। Proc Natl Acad Sci US A. 2009, 106: 9362-9367। DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.0903103106
7. St. Laurent G, Vyatkin Y, र Kapranov P. डार्क म्याटर RNA ले जीनोम-वाइड एसोसिएशन अध्ययनको पजललाई उज्यालो पार्छ। BMC Med 12, 97 (2014)। DOI: https://doi.org/10.1186/1741-7015-12-97
8. मार्टिन एल, चांग HY। मानव रोगमा जीनोमिक "डार्क पदार्थ" को भूमिका उजागर गर्दै। जे क्लिन लगानी। २०१२;122 (5): 1589-1595। https://doi.org/10.1172/JCI60020
9. बाब्राहम इन्स्टिच्युट 2020। जीनोमको 'डार्क मेटर' क्षेत्रहरूले भडकाऊ रोगहरूलाई कसरी असर गर्छ भनेर पत्ता लगाउँदै। 13 मे, 2020 पोस्ट गरिएको। मा अनलाइन उपलब्ध छ https://www.babraham.ac.uk/news/2020/05/uncovering-how-dark-matter-regions-genome-affect-inflammatory-diseases 14 मे 2020 मा पहुँच गरिएको।
10. नसराल्लाह, आर., इमियानोस्की, सीजे, बोसिनी-कास्टिलो, एल. एट अल। 2020। रिस्क लोकस 11q13.5 मा एक डिस्टल एन्हान्सरले ट्रेग कोशिकाहरू द्वारा कोलाइटिसको दमनलाई बढावा दिन्छ। प्रकृति (२०२०)। DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2296-7
11. Dickel, DE et al। 2018. सामान्य विकासको लागि अल्ट्रा संरक्षित संवर्द्धकहरू आवश्यक छन्। सेल १७२, अंक ३, P172-3.E491, जनवरी 499, 15। DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2017.12.017
12. 'डार्क मेटर' DNA ले मस्तिष्कको विकास DOI लाई असर गर्छ: https://doi.org/10.1038/d41586-018-00920-x
13. डार्क-म्याटर मामिलाहरू: कालो DNA DOI प्रयोग गरेर सूक्ष्म रक्त क्यान्सरहरूलाई भेदभाव गर्दै: https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1007332
***
