स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी के वैज्ञानिकों ने एक बड़ा सुराग खोजा है कि उम्र के साथ दिमाग क्यों बिगड़ता है। उनका शोध कोशिका की प्रोटीन उत्पादन प्रणाली में खराबी की ओर इशारा करता है, एक ऐसी प्रक्रिया जो संज्ञानात्मक गिरावट और अल्जाइमर जैसी न्यूरोडीजेनेरेटिव बीमारियों से जुड़ी व्यापक शिथिलता को ट्रिगर करती प्रतीत होती है।

यह अध्ययन, साइंस में प्रकाशित, इस बात पर केंद्रित था कि उम्र बढ़ने से 'प्रोटियोस्टेसिस' या प्रोटीन होमियोस्टेसिस कैसे बाधित होता है। यह प्रणाली कोशिकाओं को प्रोटीन को सही ढंग से बनाने, बनाए रखने और निपटाने में मदद करती है। जब प्रोटियोस्टेसिस विफल हो जाता है, तो क्षतिग्रस्त प्रोटीन हानिकारक गुच्छों में जमा हो सकते हैं जो सामान्य मस्तिष्क कार्य में हस्तक्षेप करते हैं। शोधकर्ताओं का कहना है कि निष्कर्ष इस बात की अब तक की सबसे स्पष्ट व्याख्याओं में से एक प्रदान करते हैं कि उम्र बढ़ने वाले दिमाग रोग और मानसिक गिरावट के प्रति अधिक संवेदनशील क्यों हो जाते हैं।

"हम जानते हैं कि उम्र बढ़ने के साथ कई प्रक्रियाएं अधिक शिथिल हो जाती हैं, लेकिन हम वास्तव में यह नहीं समझते कि हमारी उम्र क्यों बढ़ती है, इसके मूलभूत आणविक सिद्धांत क्या हैं," अध्ययन लेखिका जूडिथ फ्राइडमैन ने कहा, जो स्टैनफोर्ड में स्कूल ऑफ ह्यूमैनिटीज एंड साइंसेज में डोनाल्ड कैनेडी चेयर हैं। "हमारा नया अध्ययन उम्र बढ़ने के दौरान व्यापक रूप से देखी जाने वाली एक घटना के लिए एक यांत्रिक स्पष्टीकरण प्रदान करना शुरू करता है, जो कि प्रोटीन बनाने वाली प्रक्रियाओं में बढ़ी हुई एकत्रीकरण और शिथिलता है।"

यह जांचने के लिए कि उम्र बढ़ने वाले दिमाग में क्या होता है, शोधकर्ताओं ने फ़िरोज़ी किलिफ़िश, नोथोब्रैंकियस फ़ुर्ज़ेरी की ओर रुख किया। अफ्रीकी सवाना में अस्थायी मीठे पानी के पूलों की मूल निवासी, ये चमकीले रंग की मछलियाँ बेहद छोटी आयु वाली होती हैं और तेजी से कई उम्र संबंधी समस्याएं विकसित करती हैं, जो उन्हें उम्र बढ़ने के शोध के लिए आदर्श बनाती हैं। चूंकि चूहे और अन्य स्तनधारी बहुत धीमी गति से बूढ़े होते हैं, उम्र बढ़ने के जैविक कारणों का अध्ययन करने में वर्षों लग सकते हैं। किलिफ़िश वैज्ञानिकों को उन्हीं प्रक्रियाओं को बहुत तेज़ समयरेखा पर देखने की अनुमति देती है।

टीम ने युवा, वयस्क और बूढ़ी मछलियों की तुलना की, मस्तिष्क कोशिकाओं के अंदर प्रोटीन उत्पादन के कई पहलुओं की जांच की। उन्होंने अमीनो एसिड स्तर, ट्रांसफर आरएनए, मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए), प्रोटीन और कोशिकीय प्रोटीन निर्माण में शामिल अन्य घटकों को मापा।

**प्रोटीन उत्पादन कैसे टूटने लगता है**

प्रोटियोस्टेसिस प्रोटीन बनाने और क्षतिग्रस्त प्रोटीन को हटाने के बीच सावधानीपूर्वक संतुलन पर निर्भर करता है। यह प्रोटीन को गलत तरीके से मुड़ने और विषाक्त समुच्चय में एक साथ चिपकने से रोकने में भी मदद करता है। ये प्रोटीन गुच्छे न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों, जिनमें अल्जाइमर भी शामिल है, से दृढ़ता से जुड़े हुए हैं। फ्राइडमैन की प्रयोगशाला ने वर्षों तक अध्ययन किया है कि खमीर और राउंडवॉर्म जैसे सरल जीवों में कोशिकाएं प्रोटियोस्टेसिस कैसे बनाए रखती हैं। नए निष्कर्ष बताते हैं कि समान उम्र बढ़ने के तंत्र किलिफ़िश और मनुष्यों जैसे अधिक जटिल कशेरुकियों में भी होते हैं।

"उम्र बढ़ने के साथ, रहस्यमय तरीके से कई स्तरों पर समस्याएं उभरती हैं - यांत्रिक, कोशिकीय और अंग स्तर पर - लेकिन एक समानता यह है कि वे सभी प्रक्रियाएं प्रोटीन द्वारा मध्यस्थ होती हैं," फ्राइडमैन ने कहा। "यह अध्ययन पुष्टि करता है कि उम्र बढ़ने के दौरान, प्रोटीन बनाने वाली केंद्रीय मशीनरी में गुणवत्ता की समस्याएं शुरू हो जाती हैं।"

शोधकर्ताओं ने समस्या को प्रोटीन संश्लेषण के एक विशिष्ट चरण, जिसे अनुवाद दीर्घीकरण के रूप में जाना जाता है, तक सीमित किया। इस प्रक्रिया के दौरान, राइबोसोम एमआरएनए स्ट्रैंड के साथ चलते हैं और एक बार में एक अमीनो एसिड जोड़कर प्रोटीन को इकट्ठा करते हैं। बूढ़ी मछलियों के दिमाग में, राइबोसोम अक्सर रुक जाते थे या एक-दूसरे से टकरा जाते थे। इन आणविक 'ट्रैफिक जाम' ने स्वस्थ प्रोटीन के उत्पादन को कम कर दिया और प्रोटीन एकत्रीकरण को बढ़ा दिया।

"हमारे परिणाम बताते हैं कि एमआरएनए के साथ राइबोसोम आंदोलन की गति में परिवर्तन प्रोटीन होमियोस्टेसिस पर गहरा प्रभाव डाल सकता है - और उम्र बढ़ने के संदर्भ में विभिन्न एमआरएनए की 'विनियमित' अनुवाद दीर्घीकरण गति के आवश्यक स्वरूप को उजागर करता है," जे हो ली ने कहा, जो पेपर के सह-प्रमुख लेखक हैं और फ्राइडमैन प्रयोगशाला में पोस्टडॉक्टरल विद्वान के रूप में इस पर काम किया। वह अब स्टोनी ब्रुक विश्वविद्यालय में सहायक प्रोफेसर हैं।

यह खोज उम्र बढ़ने के एक और हैरान करने वाले लक्षण को समझाने में भी मदद कर सकती है जिसे 'प्रोटीन-ट्रांसक्रिप्ट डिकपलिंग' कहा जाता है। उम्र बढ़ने वाले जीवों में, एमआरएनए स्तरों में परिवर्तन अक्सर प्रोटीन स्तरों में परिवर्तन से मेल खाना बंद कर देते हैं, भले ही एमआरएनए में आवश्यक निर्देश हों।