गुणसूत्रों के सिरों की रक्षा के लिए लंबे समय से जाना जाने वाला एक प्रोटीन अब एक दूसरी नौकरी करते हुए पकड़ा गया है: चोट के बाद मांसपेशियों की स्टेम कोशिकाओं को वसा और निशान ऊतक में बदलने से रोकना। पेंसिल्वेनिया विश्वविद्यालय के पेरेलमैन स्कूल ऑफ मेडिसिन के शोधकर्ताओं ने इस अप्रत्याशित पार्श्व कार्य का पता लगाया है, जो मांसपेशीय दुर्विकास (मस्कुलर डिस्ट्रॉफी) के उपचार की ओर संकेत कर सकता है और कैंसर जीव विज्ञान पर भी प्रकाश डाल सकता है।

साइंस एडवांसेज में प्रकाशित अध्ययन से पता चलता है कि TRF2 - जो परंपरागत रूप से टेलोमियर की ढाल है - मांसपेशियों की स्टेम कोशिकाओं की आनुवंशिक पहचान को भी संरक्षित करता है, जिससे वे क्षतिग्रस्त मांसपेशियों को पुनर्जीवित कर सकें। "वर्षों से, TRF2 को एक प्रोटीन के रूप में देखा जाता रहा है जिसका प्राथमिक कार्य गुणसूत्रों के सिरों को क्षति या भ्रष्टाचार से बचाना है," वरिष्ठ लेखक फोटिनी मोरकिओटी, पीएचडी, पेन मेडिसिन में आर्थोपेडिक सर्जरी की एसोसिएट प्रोफेसर ने कहा। "लेकिन केवल डीएनए की रक्षा करने के बजाय, TRF2 जीवन भर मांसपेशियों के पुनर्जनन के लिए महत्वपूर्ण प्रतीत होता है।"

प्रयोगशाला प्रयोगों में, TRF2 का स्तर एक सावधानीपूर्वक समयबद्ध नृत्य में बढ़ता और घटता था, जब मांसपेशियों की स्टेम कोशिकाएं आराम, मरम्मत और नवीकरण के बीच चक्रित होती थीं। जब शोधकर्ताओं ने चूहों में मांसपेशियों की स्टेम कोशिकाओं से TRF2 को हटाया, तो कोशिकाएं मरी नहीं - एक मोड़ जो उम्मीदों के विपरीत था - लेकिन उन्होंने अपनी आणविक क्षमता खो दी। चोट के बाद स्वस्थ मांसपेशियों के पुनर्निर्माण के बजाय, क्षतिग्रस्त क्षेत्र वसा और निशान ऊतक से भर गए। "यह पूरी तरह से बदल देता है कि हम इन कोशिकाओं में TRF2 की भूमिका के बारे में कैसे सोचते हैं," मोरकिओटी ने कहा। "पहचान का नुकसान इस बात पर गंभीर प्रभाव डालता है कि चोट से उबरना संभव भी है या नहीं।"

कहानी और गहरी हुई जब टीम ने ड्यूकेन मस्कुलर डिस्ट्रॉफी के माउस मॉडल में TRF2 हटाने का परीक्षण किया। रोग तेज हुआ, मांसपेशियों का क्षय बिगड़ गया, और चूहे कम उम्र में मर गए। प्रोटीन का रहस्य? यह केवल गुणसूत्रों के सिरों पर नहीं रहता; यह पूरे जीनोम में नियामक क्षेत्रों से भी जुड़ता है, जिनमें से कई में द्वितीयक डीएनए संरचनाएं होती हैं जिन्हें जी-क्वाड्रप्लेक्स कहा जाता है - वही संरचनाएं जिन्हें कैंसर चिकित्सा लक्ष्य के रूप में देखा जा रहा है।

"हमने पाया कि TRF2 इन द्वितीयक डीएनए संरचनाओं के माध्यम से काम करता है ताकि मांसपेशियों की स्टेम कोशिकाओं की पहचान को संरक्षित किया जा सके और उन्हें क्षतिग्रस्त मांसपेशियों की मरम्मत में सक्षम रखा जा सके," मोरकिओटी ने कहा। "यह पूरी तरह से अप्रत्याशित था।"

यह खोज एक जैविक पहेली को सुलझाने में मदद कर सकती है: कंकाल की मांसपेशी उल्लेखनीय रूप से अच्छी तरह से पुनर्जीवित होती है, फिर भी मांसपेशियों का कैंसर दुर्लभ है। यह समझना कि मांसपेशियों की स्टेम कोशिकाएं TRF2 का उपयोग अन्य ऊतकों से अलग तरीके से कैसे करती हैं, एक दिन शोधकर्ताओं को कैंसर को आमंत्रित किए बिना ऊतक की मरम्मत बढ़ाने में सक्षम बना सकता है। मोरकिओटी और सहयोगी अब यह पता लगा रहे हैं कि क्या TRF2 का यह असामान्य उपयोग मस्कुलर डिस्ट्रॉफी के नए उपचार और कैंसर जीव विज्ञान में अंतर्दृष्टि ले सकता है।

शोध को राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान/राष्ट्रीय गठिया और मस्कुलोस्केलेटल और त्वचा रोग संस्थान (R01 DK123356, R01s CA174904, GM101149, और FDN-143330) से अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था, जिसमें पेंसिल्वेनिया विश्वविद्यालय स्कूल ऑफ मेडिसिन द्वारा सामग्री प्रदान की गई थी।