Monday, August 15, 2022
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समुद्री ककड़ी कैसे अपना बचाव करती है। . . स्वयं से

डीनरम, स्क्विशी और धीमी गति से चलने वाले होने के बावजूद, समुद्री खीरे (क्लास होलोथुरोइडिया) आश्चर्यजनक रूप से सख्त होते हैं। वे जहरीले बैक्टीरिया के लगातार खतरे के तहत, समुद्र तल पर कठोर, तेजी से बदलती परिस्थितियों में सफाई करते हैं। शिकारियों और रोगजनकों के खिलाफ समान रूप से खुद को बचाने के लिए, समुद्री खीरे सैपोनिन नामक रक्षात्मक विषाक्त पदार्थों का उत्पादन करते हैं, जैसा कि उनके करीबी चचेरे भाई, स्टारफिश करते हैं। हालांकि, नए शोध से पता चलता है कि समुद्री खीरे एकमात्र ईचिनोडर्म हैं- और पृथ्वी पर एकमात्र जानवरों में से हैं- जो ट्राइटरपेनोइड सैपोनिन नामक रसायनों का उत्पादन करते हैं, जो समुद्री खीरे को जहर नहीं देते हैं, उनके अद्वितीय चयापचय मार्गों के लिए धन्यवाद।

सोमवार (27 जून) को प्रकाशित एक अध्ययन प्रकृति रासायनिक जीवविज्ञान पता चलता है कि समुद्री खीरे ने इन सैपोनिन को उनके इचिनोडर्म चचेरे भाई और अन्य जानवरों के विशाल बहुमत द्वारा उपयोग किए जाने वाले एंजाइमों के साथ अलग-अलग एंजाइमों के साथ संश्लेषित करने का एक तरीका विकसित किया है। ऐसा करने में, उन्होंने एक ऐसा तंत्र विकसित किया है जो उन्हें अपने स्वयं के सैपोनिन के प्रति प्रतिरक्षित बनाता है।

“मुझे लगता है [the study] वास्तव में प्रभावशाली है,” रोम में इंस्टीट्यूट ऑफ ट्रांसलेशनल फार्माकोलॉजी में एक समुद्री जीवविज्ञानी एनालिसा पिंसिनो, जो अध्ययन में शामिल नहीं थे, बताते हैं वैज्ञानिक। वह कहती हैं कि, चूंकि समुद्री खीरे में किसी भी अनुकूली प्रतिरक्षा की कमी होती है और जीवित रहने के लिए उन्हें अपनी सहज सुरक्षा पर निर्भर रहना पड़ता है, “यह इतना आश्चर्यजनक नहीं है कि . . . समुद्री खीरे ने अपना बचाव करने के लिए कुछ खास विकसित किया।

पहले, वैज्ञानिकों को पता था कि समुद्री खीरे से ट्राइटरपेनॉइड सैपोनिन उत्पन्न होते हैं, जो जानवरों की तुलना में पौधों में अधिक पाए जाते हैं। ये रसायन कोशिका झिल्ली पर कोलेस्ट्रॉल के अणुओं को बांधते हैं और तेजी से मृत्यु का कारण बनते हैं। नए अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने पाया कि समुद्री खीरे कोलेस्ट्रॉल का उत्पादन नहीं करते हैं और इसकी झिल्ली पर बहुत कम होते हैं, जो उन्हें सैपोनिन से अप्रभावित रहने की अनुमति देता है। भारत के नोएडा में एमिटी यूनिवर्सिटी उत्तर में जीवविज्ञानी रमेश थिमप्पा के नेतृत्व में शोधकर्ता, जिन्होंने पहले प्लांट ट्राइटरपेनोइड्स के साथ काम किया था, इस बारे में और जानना चाहते थे कि समुद्री ककड़ी ने इन दुर्लभ यौगिकों को कैसे और क्यों बनाया।

सी स्टार सैपोनिन स्टेरॉयड आधारित होते हैं। Triterpenoids और sterols समान अणुओं से प्राप्त होते हैं, और दोनों का उत्पादन करने के लिए आणविक मार्ग में ऑक्सीडोस्क्वालन साइक्लेज (OSCs) नामक एंजाइम शामिल होते हैं। इस बारे में अधिक जानने के लिए कि ये रास्ते ईचिनोडर्म के बीच कैसे भिन्न हैं, शोधकर्ताओं ने लैनोस्टेरॉल सिंथेज़ (एलएसएस) नामक ओएससी के लिए मानव, समुद्री यूरिनिन और समुद्री स्टार जीनोम की खोज की, जो अधिकांश जानवरों की प्रजातियों में कोलेस्ट्रॉल-उत्पादन सहित स्टेरोल के लिए महत्वपूर्ण है। स्टारफिश में सैपोनिन उत्पादन के लिए। उनके आश्चर्य के लिए, शोधकर्ताओं ने पाया कि समुद्री खीरे में जीन की कमी होती है जो पूरी तरह से एलएसएस पैदा करता है, साथ ही तीन अन्य एंजाइम जो अन्य प्रजातियों को स्टेरोल बनाने की अनुमति देते हैं। इसके बजाय, समुद्री ककड़ी जीनोम में OSCs के लिए दो अन्य जीन होते हैं।

आगे की जांच के लिए, शोधकर्ताओं ने दो समुद्री ककड़ी प्रजातियों से ओएससी जीन का क्लोन और स्थानांतरण किया (अपॉस्टिचोपस जैपोनिकस तथा पैरास्टिचोपस परविमेंसिस) खमीर में जिसमें एलएसएस के लिए जीन की कमी थी। दोनों जीन यीस्ट के पूर्ण कार्य को बहाल करने में विफल रहे, फिर से यह दर्शाता है कि जीन एलएसएस के लिए कोडिंग नहीं कर रहे थे। टीम ने पाया कि ककड़ी ओएससी जीन ने दो स्टेरोल जैसे अणुओं का उत्पादन किया, जिनमें से दोनों ट्राइटरपेनॉयड उत्पादन में शामिल थे। इन अणुओं ने यौगिकों को कोलेस्ट्रॉल जैसे अणुओं में भी परिवर्तित किया जो समुद्री ककड़ी कोशिका झिल्ली में मौजूद होते हैं। अणु कोलेस्ट्रॉल के समान कार्य करते हैं, लेकिन उनके अंतर जानवरों को सैपोनिन के साथ जहर से बचने में मदद करते हैं। एक अन्य प्रयोग में, शोधकर्ताओं ने समुद्री ककड़ी ओएससी जीन की उत्परिवर्तित प्रतियों को खमीर में डाला, यह पाया कि एलएसएस जीन द्वारा कोडित एक एमिनो एसिड को प्रभावित करने वाले दो अलग-अलग उत्परिवर्तन समुद्री ककड़ी ओएससी एंजाइमों के परिवर्तित कार्य के लिए जिम्मेदार हैं।

थिमप्पा कहते हैं, दो ओएससी-कोडिंग जीन, जिनमें से कोई भी एलएसएस के लिए नहीं है, “जानवरों के साम्राज्य में अत्यधिक असाधारण” है। उन्होंने आगे कहा कि समुद्री खीरे एकमात्र ऐसे ज्ञात जानवर हैं जिनमें दो ओएससी-कोडिंग जीन होते हैं लेकिन अपना कोलेस्ट्रॉल नहीं बनाते हैं।

समुद्री ककड़ी-व्युत्पन्न अर्क, विशेष रूप से सैपोनिन, औषधीय प्रयोजनों के लिए अत्यधिक मूल्यवान हैं। थिमप्पा कहते हैं, सैपोनिन को टीकों में प्रतिरक्षा सहायक के रूप में उपयोग किया जाता है, और इसमें विरोधी भड़काऊ और हो सकता है कैंसर रोधी गुण. उनका कहना है कि उन्हें उम्मीद है कि भविष्य में, उनका काम समुद्री खीरे को पीसे बिना पौधों और खमीर से इन यौगिकों को प्राप्त करने के तरीकों को तैयार करने में मदद कर सकता है, जो दुनिया के कुछ हिस्सों में लुप्तप्राय हैं।

और इन प्राणियों को संरक्षित करना महत्वपूर्ण है, थिम्मप्पा कहते हैं, यह देखते हुए कि वे मिट्टी में केंचुओं के समान कार्य करते हैं। वे समुद्र तल से मलबे और गंदगी को साफ और साफ करते हैं और ऑक्सीजन युक्त रेत का उत्सर्जन करते हैं। “समुद्री खीरे पर्यावरण के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं,” वे कहते हैं।

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