चीनी संहिता को तोड़ना: स्वास्थ्य और चिकित्सा में अगली बड़ी बात क्यों है

चीनी संहिता को तोड़ना: स्वास्थ्य और चिकित्सा में अगली बड़ी बात क्यों हैMolekuul_be / shutterstock.com द्वारा

जब आप चीनी के बारे में सोचते हैं, तो आप शायद मीठी, सफेद, क्रिस्टलीय टेबल चीनी के बारे में सोचते हैं जिसका उपयोग आप कुकीज़ बनाने या अपनी कॉफी को मीठा करने के लिए करते हैं। लेकिन क्या आप जानते थे कि हमारे शरीर के भीतर, सरल चीनी अणुओं को शक्तिशाली संरचनाओं को बनाने के लिए एक साथ जोड़ा जा सकता है, जिन्हें हाल ही में कैंसर, बुढ़ापे और ऑटोम्यून्यून रोगों सहित स्वास्थ्य समस्याओं से जोड़ा जा सकता है।

नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज के अनुसार, उनके स्थान और संरचना का नक्शा बनाना होगा हमें आधुनिक चिकित्सा के एक नए युग में ले जाएं। ऐसा इसलिए है क्योंकि मानव ग्लिबल - हमारे शरीर के भीतर शर्करा का पूरा संग्रह - अभी तक खोजी जाने वाली ग्लाइकान हैं जो चिकित्सकों को निदान और उपचार करने में चिकित्सकों की सहायता करने की क्षमता रखते हैं।

मानव जीनोम परियोजना के 2003 पूर्ण होने से प्राप्त विश्वव्यापी ध्यान के लिए धन्यवाद, अधिकांश लोगों ने प्रोटीन का अध्ययन - डीएनए, जीनोमिक्स और यहां तक ​​कि प्रोटीमिक्स के बारे में सुना है। लेकिन ग्लाइकन का अध्ययन, जिसे ग्लाइकोमिक्स भी कहा जाता है, लगभग है 20 वर्षों के अन्य क्षेत्रों के पीछे। इस अंतराल का एक कारण यह है कि वैज्ञानिकों ने ग्लाइकन संरचनाओं और लोगों की कोशिकाओं पर उनकी अनुलग्नक साइटों को तेजी से पहचानने के लिए उपकरण विकसित नहीं किए हैं। "चीनी कोट" कुछ हद तक एक रहस्य रहा है।

अब तक, वह है।

जबकि अधिकांश प्रयोगशालाएं सेलुलर या आण्विक शोध पर केंद्रित होती हैं, हमारी प्रयोगशाला ग्लाइकन संरचनाओं और उनकी अनुलग्नक साइटों को तेजी से चित्रित करने के लिए प्रौद्योगिकी विकसित करने के लिए समर्पित है। हमारा अंतिम लक्ष्य विभिन्न सेल प्रकारों पर सैकड़ों हजार शर्करा और उनके स्थानों को सूचीबद्ध करना है, और फिर प्रत्येक व्यक्ति को चिकित्सा उपचार तैयार करने के लिए इस जानकारी का उपयोग करना है।

हम ग्लाइकन की परवाह क्यों करते हैं?

भविष्य में, यह संभावना है कि किसी व्यक्ति के ग्लाइकन का विश्लेषण बीमारियों के विकास के लिए हमारे जोखिम की भविष्यवाणी करने के लिए किया जाएगा रुमेटी गठिया, कैंसर या यहाँ तक खाना एलर्जी। ऐसा इसलिए है क्योंकि ग्लिवल परिवर्तन विशेष रूप से विशेष रोग राज्यों से बंधे जा सकते हैं। इसके अलावा, जैविक प्रक्रियाओं की तरह उम्र बढ़ने हमारे glycome में सूजन से जुड़े हुए हैं। यह परीक्षण किया जाना बाकी है यदि इन परिवर्तनों को उलट करने से बीमारी को रोकने में मदद मिल सकती है, या यहां तक ​​कि उम्र बढ़ने में भी मदद मिल सकती है - एक दिलचस्प संभावना।

डीएनए, प्रोटीन और वसा के साथ, ग्लाइकन जीवन के लिए आवश्यक चार प्रमुख मैक्रोमोल्यूल्स में से एक हैं। इन चारों में से, ग्लाइकन अंतिम कोशिकाएं हैं कि हमारी कोशिकाएं कैसे व्यवहार करती हैं।

डीएनए ऑर्केस्ट्रेट करता है जो हम दिखते हैं, सोचने और व्यवहार करने की हमारी क्षमता, और उन बीमारियों को भी निर्धारित करता है जिनके लिए हम सबसे अधिक संवेदनशील हैं। हमारे डीएनए के भीतर छोटे खंड होते हैं, जीन, जिसमें प्रोटीन को संश्लेषित करने के लिए अक्सर निर्देश होते हैं। बदले में प्रोटीन कोशिका के "कार्यकर्ता" होते हैं, जो जीवन के लिए आवश्यक कई कार्यों को पूरा करते हैं।

हालांकि, प्रोटीन कितनी बार व्यवहार करता है इस पर निर्भर करता है कि ग्लिंकन इससे जुड़े हुए हैं। दूसरे शब्दों में, ये चीनी अणु बहुत प्रभावित हो सकते हैं कि हमारे प्रोटीन कैसे काम करते हैं, और यहां तक ​​कि हमारी कोशिकाएं उत्तेजना का जवाब कैसे देती हैं। उदाहरण के लिए, यदि आप किसी सेल के बाहर कुछ ग्लाइकन बदलते हैं, तो यह उस सेल को हमारे शरीर में किसी भिन्न स्थान पर माइग्रेट करने के लिए ट्रिगर कर सकता है।

ग्लाइकन का मुख्य काम हमारे कोशिकाओं की सतह पर बैठे प्रोटीन और वसा को संशोधित करना है। साथ में, वे सेल के चारों ओर एक मोटी चीनी कोट बनाते हैं। यदि हम सेल की सतह को मिट्टी के रूप में देखते हैं, तो ग्लाइकन आश्चर्यजनक विविध पौधे-जीवन और पत्ते होंगे जो अंकुरित हो जाते हैं और सेल में रंग और पहचान लाते हैं। वास्तव में, यदि आप अपनी नग्न आंखों के साथ एक सेल देखने में सक्षम थे, तो यह बहुत अस्पष्ट दिखाई देगा। 10 बार अधिक फ़ज़ के साथ एक आड़ू चित्रित करें।

चीनी संहिता को तोड़ना: स्वास्थ्य और चिकित्सा में अगली बड़ी बात क्यों हैमानव शरीर में प्रत्येक कोशिका को ग्लाइकन के संग्रह से ढंक दिया जाता है जो ग्लूकोज, मोनोस, गैलेक्टोज, सियालिक एसिड, ग्लूकोसामाइन और फ्रूकोज जैसे बिल्डिंग ब्लॉक के रूप में विभिन्न सरल शर्करा का उपयोग करके इकट्ठे होते हैं। चीनी कोट के प्रकार को महसूस करने से, हमारी प्रतिरक्षा कोशिकाएं अन्य कोशिकाओं को मित्र या दुश्मन के रूप में पहचान सकती हैं। इसका कारण यह है कि बैक्टीरिया में अपनी सतहों पर शर्करा होता है जो मानव कोशिकाओं पर कभी नहीं देखा जाता है - रोगजनक के शर्करा प्रतिरक्षा प्रणाली से महसूस होते हैं और यह बैक्टीरिया को 'विदेशी' के रूप में पहचानता है। इमानुअल Maverakis, सीसी द्वारा एसए

ग्लाइकन हमारे स्वयं के कोशिकाओं को लेबल करते हैं और उन्हें 'स्वयं' के रूप में पहचानते हैं

एक सेल के चारों ओर फ़ज़ इसके ग्लाइकन कोट है। हमारी कोशिकाओं के बाहर होने पर, अधिकांश सेलुलर इंटरैक्शन के लिए ग्लाइकन संपर्क का पहला बिंदु होता है और इस प्रकार यह प्रभावित करता है कि हमारी कोशिकाएं एक दूसरे के साथ कैसे संवाद करती हैं। आप ग्लिंकन को एक अद्वितीय सेलुलर "बारकोड" के रूप में भी सोच सकते हैं। इस प्रकार, एक किडनी सेल का फ़ज़ प्रतिरक्षा सेल के फ़ज़ से अलग दिखाई देगा। लेकिन समानताएं भी हैं। वास्तव में, प्रतिरक्षा कोशिकाएं जो हमारे शरीर को रोगजनकों की खोज करने का सर्वेक्षण करती हैं, वे हमारे शरीर के सभी कोशिकाओं द्वारा साझा किए जाने वाले ग्लाइकन "बारकोड" में सामान्य विशेषताओं के कारण अपने स्वयं के "स्वयं" कोशिकाओं पर हमला नहीं करना चाहते हैं।

इसके विपरीत, बैक्टीरिया और परजीवी जैसे मलेरिया अलग-अलग "चीनी कोट" हैं जो मानव कोशिकाओं पर नहीं देखे जाते हैं। जब जीवाणु शर्करा को "विदेशी" के रूप में टैग किया जाता है, तो एक व्यक्ति की प्रतिरक्षा प्रणाली विनाश के लिए बैक्टीरिया को लक्षित करती है। हालांकि, समूह बी स्ट्रेप्टोकोकस जैसे कुछ हानिकारक जीवाणु रोगजनक, जो आमतौर पर बच्चों में गंभीर संक्रमण का कारण बनते हैं, द्वारा प्रतिरक्षा का पता लगाने से बचा जा सकता है इसी तरह के ग्लाइकन ले कर मानव कोशिकाओं का प्रतिरूपण भेड़ के बच्चे के रूप में पहने भेड़िया की तरह एक भेस के रूप में।

दुर्भाग्यवश कुछ रोगजनक भी हमारे ग्लाइकन का उपयोग बीमारी का कारण बनने में मदद करने में सक्षम हैं। घातक वायरस जैसे एचआईवी और इबोला विशिष्ट ग्लाइकन को पकड़ने के लिए विकसित हुए हैं, जो तब वे हमारे मानव कोशिकाओं को संक्रमित करते समय "लॉक" करते हैं। थेरेपी जो इन वायरस को हमारे ग्लाइकन के साथ बातचीत करने से रोकती हैं, या इन संक्रमणों का इलाज करने के लिए वायरस-विशिष्ट ग्लाइकन पर हमला एक नया एवेन्यू हो सकता है।

चीनी संहिता को तोड़ना: स्वास्थ्य और चिकित्सा में अगली बड़ी बात क्यों हैहमारे कोशिकाओं और बैक्टीरियल कोशिकाओं पर शर्करा उन्हें दोस्त या दुश्मन के रूप में लेबल करते हैं। इमानुअल Maverakis, सीसी द्वारा एसए

नई शोध ने यह भी दिखाया है कि ग्लिंकन ऑटोम्यून्यून बीमारियों के विकास में एक बड़ी भूमिका निभाते हैं रुमेटी गठिया तथा autoimmune अग्नाशयशोथ। यह आश्चर्य की बात नहीं है क्योंकि ग्लाइकन सीधे प्रतिरक्षा कोशिकाओं के कार्य को प्रभावित करते हैं।

आम तौर पर, हमारी प्रतिरक्षा कोशिकाएं हमारे शरीर की "रक्षा प्रणाली" के रूप में कार्य करती हैं और हानिकारक बैक्टीरिया या वायरस जैसे विदेशी आक्रमणकारियों की पहचान और नष्ट करती हैं। लेकिन जब शरीर गलती से दुश्मन के रूप में अपनी कोशिकाओं को लेबल करता है और अपने आप पर एक आंतरिक हमला शुरू करता है, तो ऑटोम्युमिनिटी का जन्म होता है। दिलचस्प बात यह है कि, ऐसे मामलों में, यह ग्लिंकन स्वयं को हमला करने वाले एंटीबॉडी पर मौजूद है जो शरीर पर हमले की ताकत को निर्देशित करेगा। इस असामान्य प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को ग्लाइकन के खिलाफ भी निर्देशित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, प्रतिरक्षा प्रणाली "स्वयं" ग्लाइकन को गलती कर सकती है जैसे कि वे "विदेशी" अणु थे। हमारी शोध टीम हाल ही में एक लेख प्रकाशित जिसने ऑटोम्युमिनिटी के ग्लाइकन सिद्धांत को पेश किया, जो इन संबंधों में से कुछ को बताता है।

हमारे भोजन में ग्लाइकन प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर कर सकते हैं

एथरोस्क्लेरोसिस और मधुमेह जैसी बीमारियों के साथ लाल मांस की खपत को जोड़ने के कई अध्ययन हुए हैं, लेकिन वे यह दिखाने में सक्षम नहीं हैं कि हाल ही में यह क्यों या कैसे होता है। एक दिलचस्प अध्ययन यह बताता है कि अपराधी कमजोर नाम, अमानवीय सिअलिक एन-ग्लाइकोक्लेनेरमिनिक एसिड, या Neu5Gc के साथ शक्कर था। Neu5Gc मनुष्यों को छोड़कर सभी स्तनधारियों में पाया जाता है, क्योंकि शुरुआती इंसान जो Neu5Gc को प्राचीन बना सकते हैं मलेरिया परजीवी.

हालांकि, हालांकि अब हमारे पास Neu5Gc बनाने की क्षमता की कमी है, लेकिन हमारे शरीर में अभी भी हमारे कोशिकाओं पर ग्लाइकन में इसे शामिल करने की क्षमता है यदि हम इसे लाल मांस खाने से प्राप्त करते हैं। एक बार यह हमारे कोशिकाओं के ग्लाइकन कोट का हिस्सा बनने के बाद, हमारे कोशिकाओं के पास "विदेशी" पदार्थ होता है - Neu5Gc - उनके आस-पास। यह पूरे शरीर में सूजन को ट्रिगर कर सकता है क्योंकि हमारी प्रतिरक्षा प्रणाली Neu5Gc को "विदेशी" के रूप में पहचानती है और इसे हमला करती है। इन आंतरिक हमलों के कारण पुरानी सूजन से दिल का दौरा, स्ट्रोक और कैंसर भी हो सकता है।

हमारे शरीर हजारों अद्वितीय ग्लाइकन संश्लेषित करते हैं, अक्सर साधारण चीनी निर्माण ब्लॉक से बने शाखाओं की संरचनाओं के साथ। प्रोटीन या वसा को दर्जनों अद्वितीय ग्लाइकन द्वारा भी संशोधित किया जा सकता है। ये अनगिनत संयोजन मैपिंग ग्लाइकन को एक कठिन कार्य बनाते हैं क्योंकि हमें सैकड़ों हजार ग्लाइकन पैटर्न का विश्लेषण करने के लिए एक व्यावहारिक और कुशल तरीका चाहिए।

हमारी शोध टीम ने अब मानव ग्लिलीज की तेजी से और मजबूती से निगरानी करने के तरीकों का विकास किया है। इंजीनियरिंग उन्नति और नमूना प्रसंस्करण में सुधार पर पूंजीकरण करके, हमारी तकनीक हजारों ग्लाइकानों को एक बार में निगरानी कर सकती है, जो हमें स्वस्थ नियंत्रण से कोशिकाओं में ग्लाइकन और विभिन्न प्रकार की बीमारियों वाले रोगियों को चित्रित करने की अनुमति देती है। हमारा लक्ष्य चिकित्सकों को सभी मानव रोगों का निदान और उपचार करने में मदद करने के लिए पूर्वानुमानित मॉडल विकसित करने के लिए इस डेटा का उपयोग करना है। हमारा मानना ​​है कि चिकित्सा उन्नति की एक नई लहर आ जाएगी क्योंकि हम "चीनी कोड" अनलॉक करते हैं।

के बारे में लेखक

Emanual Maverakis, एसोसिएट प्रोफेसर- मेडिकल माइक्रोबायोलॉजी और इम्यूनोलॉजी और त्वचाविज्ञान विभाग। सदस्य- स्वास्थ्य संस्थान के लिए खाद्य पदार्थ | सदस्य- व्यापक कैंसर केंद्र | निदेशक - ऑटोम्युमिनिटी | निदेशक- प्रतिरक्षा निगरानी कोर, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, डेविस; कार्लिटो लेब्रिला, रसायन विज्ञान के विशिष्ट प्रोफेसर, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, डेविस, और जेनी वांग, क्लिनिकल रिसर्च फेलो, कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय, डेविस | चिकित्सा छात्र, अल्बर्ट आइंस्टीन कॉलेज ऑफ मेडिसिन, येशिवा विश्वविद्यालय

यह आलेख मूलतः पर प्रकाशित हुआ था वार्तालाप। को पढ़िए मूल लेख.

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