ख़राब तरीके से खाएं, और आपका शरीर याद रखेगा- और संभवत: अपने बच्चों पर परिणाम पारित करें। पिछले कई वर्षों में, बढ़ते प्रमाणों से पता चला है कि शुक्राणु एक पिता की जीवनशैली के फैसलों पर ध्यान दे सकते हैं, और इस सामान को संतानों को हस्तांतरित कर सकते हैं। आज, दो पूरक अध्ययनों में, वैज्ञानिक हमें बताते हैं कि कैसे।
शुक्राणु के रूप में पुरुष प्रजनन प्रणाली को पीछे छोड़ते हैं, वे गैर-आनुवंशिक कार्गो का अधिग्रहण करते हैं और स्खलन से पहले शुक्राणु को मौलिक रूप से बदल देते हैं। ये संशोधन न केवल पिता की वर्तमान स्थिति को अच्छी तरह से बताता है, बल्कि भविष्य में होने वाली संतान की व्यवहार्यता पर भी कठोर परिणाम दे सकता है।
प्रत्येक वर्ष, 76, 000 से अधिक बच्चे सहायक प्रजनन तकनीकों के परिणामस्वरूप पैदा होते हैं, जिनमें से अधिकांश में कुछ प्रकार के इन विट्रो निषेचन (आईवीएफ) शामिल होते हैं। ये प्रक्रियाएं मानव शरीर के बाहर अंडे और शुक्राणु को एकजुट करती हैं, फिर परिणामस्वरूप निषेचित अंडे को स्थानांतरित करती हैं - भ्रूण - एक महिला के गर्भाशय में। आईवीएफ पर कई विविधताएं मौजूद हैं, लेकिन कुछ मामलों में, जिनमें पुरुष बांझपन शामिल है - उदाहरण के लिए, शुक्राणु जो तैरने के लिए संघर्ष करते हैं - शुक्राणु को वृषण या एपिडीडिमिस से शल्य चिकित्सा द्वारा निकाला जाना चाहिए, एक लम्बी, सघन वाहिनी जो प्रत्येक वृषण को काट देती है।
वृषण में शुक्राणु पैदा होने के बाद, वे घुमावदार एपिडीडिमिस के माध्यम से एक कष्टप्रद यात्रा पर जाते हैं - जो कि एक मानव नर में, लगभग छह मीटर लंबा होता है, जब भंडारण के लिए उनके रास्ते में अनफिल्ड होता है। शुक्राणु एपिडीडिमिस को लगभग दो सप्ताह तक भटकते हैं; केवल इस मार्ग के अंत में वे पूरी तरह से प्रेरित हैं। इस प्रकार, जबकि "परिपक्व" शुक्राणु अनिवार्य रूप से एक प्रतीक्षा अंडे पर डंप किया जा सकता है और निषेचन प्राप्त करने के लिए यथोचित अपेक्षा की जा सकती है, वृषण और एपिडीडिमिस से शुक्राणु को सीधे एक बहुत ही महीन सुई के साथ अंडे में इंजेक्ट किया जाना चाहिए। शुक्राणु के स्रोत से कोई फर्क नहीं पड़ता है, इन तकनीकों ने चार दशकों की सफल प्रक्रियाओं में स्वस्थ शिशुओं को जन्म दिया है।
लेकिन वैज्ञानिकों को पता है कि जीन पूरे पैकेज नहीं हैं। एक ही जीवनकाल के दौरान, हमारे जीनोम बने रहते हैं क्योंकि वे मूल रूप से लिखे गए थे। हालाँकि, आनुवांशिक निर्देशों का पालन कैसे, कब और क्यों किया जाता है, यह बहुत हद तक मैन्युअल रूप से बदल दिए बिना अलग-अलग हो सकता है - जैसे स्पीकर पर वॉल्यूम को छूने के बिना वॉल्यूम के साथ फ़िडलिंग। यह घटना, जिसे "एपिजेनेटिक्स" कहा जाता है, यह समझाने में मदद करती है कि आनुवांशिक रूप से समान वातावरण, जैसे कि जुड़वाँ या प्रयोगशाला चूहों में क्यों, अभी भी बहुत अलग तरीके से देख सकते हैं और कार्य कर सकते हैं। और आहार या तनाव जैसी चीजें हमारे जीन की मात्रा को ऊपर और नीचे क्रैंक करने में सक्षम हैं।
एपिगेनेटिक टूलकिट के सबसे शक्तिशाली सदस्यों में से एक अणुओं का एक वर्ग है जिसे छोटे आरएनए कहा जाता है। छोटे आरएनए सेल्युलर मशीनरी से आनुवांशिक जानकारी को छुपा सकते हैं जो उनके निर्देशों को वहन करती है, प्रभावी रूप से अस्तित्व के बाहर जीन को भूतिया बनाती है।
एक पिता के व्यवहार की विरासत उसके बच्चे में भी रह सकती है यदि उसके एपिगेनेटिक तत्व एक भ्रूण में प्रवेश करते हैं। उदाहरण के लिए, पिता जो तनाव का अनुभव करते हैं, पैदा होते हैं, दर्दनाक यादों के व्यवहार के परिणामों को जन्म दे सकते हैं। इसके अतिरिक्त, कम-से-वांछनीय आहार के साथ माउस डैड्स अपने बच्चों पर एक विजयी चयापचय पारित कर सकते हैं।
उपासना शर्मा और कॉलिन कॉइन, दोनों ऑलिवर Rando के तहत काम कर रहे हैं, मैसाचुसेट्स मेडिकल स्कूल के विश्वविद्यालय में जैव रसायन के एक प्रोफेसर, 2016 में इस तरह के निष्कर्षों की रिपोर्ट करने के लिए कुछ शोधकर्ता थे। अपने काम में, शर्मा और कोइन ने उल्लेख किया कि, चूहों में, जबकि अपरिपक्व वृषण शुक्राणु में परिपक्व शुक्राणु के समान डीएनए होते हैं, अपरिपक्व शुक्राणु अलग-अलग एपिजेनेटिक जानकारी होते हैं। यह पता चला है कि शुक्राणु छोटे आरएनए पोस्ट-टेस्टेस टर्नओवर से गुजरते हैं, वे निर्मित होने के बाद पिता के शारीरिक स्वास्थ्य (या इसके अभाव) पर इंटेल उठाते हैं, लेकिन इससे पहले कि वे शरीर से बाहर निकल जाएं। हालांकि, सटीक गड्ढे बंद हो जाते हैं जिस पर ये अतिरिक्त छोटे आरएनए हिच एक सवारी अज्ञात बने रहे।
रहस्य को सुलझाने के लिए, शर्मा, जिन्होंने दो नए अध्ययनों में से पहले का नेतृत्व किया, ने माउस शुक्राणु के भीतर छोटे आरएनए की संरचना को ट्रैक करने का फैसला किया क्योंकि वे वृषण छोड़कर एपिडीडिमिस के माध्यम से क्रूस पर चढ़ गए। वह और उसके सहकर्मी चूहों से कई अलग-अलग उम्र के शुक्राणु को अलग करते हैं, जिनमें वृषण से उभरने के बारे में, जो एपिडीडिमिस के शुरुआती भाग में प्रवेश करते हैं और एपिडीडिमिस के पिछले हिस्से में होते हैं। शर्मा यह जानकर आश्चर्यचकित थे कि कई छोटे-छोटे आरएनए प्रारंभिक एपिडीडिमिस में प्रवेश करने पर नष्ट या नष्ट हो गए थे; फिर, नए खाली शुक्राणु ने एपिजेनेटिक इंटेल को फिर से प्राप्त किया जो कि पिता के होने की स्थिति को दर्शाता है, जब तक वे देर से एपिडीडिमिस को छोड़ देते हैं, तब तक पूरा सेट होता है।
छोटे आरएनए अभिकर्मक के लिए केवल एक ही संभव स्रोत था: एपिडीडिमिस की कोशिकाएं - जिसका मतलब था कि शुक्राणु के बाहर की कोशिकाएं भावी पीढ़ियों में सूचना प्रसारित कर रही थीं।
"[एपिडीडिमिस] शरीर में सबसे कम अध्ययन किया गया अंग है, " रैंडो कहते हैं, जो दोनों पत्रों में वरिष्ठ लेखक थे। "और यह इस ट्यूब को बताता है कि कोई भी कभी भी प्रजनन में केंद्रीय भूमिका नहीं निभाता है।"
यह पुष्टि करने के लिए कि एपिडीडिमिस अपराधी था, शर्मा की टीम ने एपिडीडिमिस में छोटे आरएनए के सेट में एक रासायनिक मार्कर जोड़ा और उनके प्रवास को ट्रैक किया। जैसा कि उन्हें संदेह था, आरएनए के छोटे लदान एपिडीडिमिस में कोशिकाओं से बाहर निकल गए और शुक्राणु के साथ जुड़े। प्रत्येक चोरी-छिपे तैराक इन एपिगैनेटिक तत्वों को अंडे के साथ अपने अंतिम मिलन तक पहुंचाता है।
ऐसा लगता था कि प्रजनन पथ पर विभिन्न बिंदुओं पर शुक्राणु एक ही आनुवंशिकी थे, लेकिन एक ही एपिजेनेटिक्स नहीं। क्या यह अंतर काफी बड़ा था? कॉलिन कोइन, जिन्होंने दो नए अध्ययनों में से दूसरे का नेतृत्व किया, ने अगले परीक्षण किया कि क्या अपरिपक्व शुक्राणु का उपयोग चूहों के वंश पर ध्यान देने योग्य प्रभाव होगा। उन्होंने और उनके सहयोगियों ने वृषण, प्रारंभिक एपिडीडिमिस और लेट एपिडीडिमिस से शुक्राणु निकाले और उन्हें अंडों में इंजेक्ट किया। सभी तीन प्रकार के शुक्राणु अंडे को निषेचित करने में सक्षम थे। हालांकि, जब कॉइन ने परिणामस्वरूप भ्रूण को माउस सरोगेट्स में स्थानांतरित किया, तो प्रारंभिक एपिडीडिमल शुक्राणु से प्राप्त कोई भी नहीं - सबसे छोटे आरएनए के मध्यवर्ती चरण से रहित - गर्भाशय में प्रत्यारोपित। गुच्छा का सबसे कम और सबसे परिपक्व शुक्राणु विजेता थे - लेकिन किसी तरह, बीच में वे बाहर जल रहे थे, भले ही उनके सभी जीन बरकरार थे।
इसमें सभी शामिल थे। "यह मध्यवर्ती टूटी हुई अवस्था वास्तव में आश्चर्यजनक थी, " Rando कहते हैं।
सबसे पहले, शोधकर्ताओं ने सोचा कि क्या वे किसी तरह से अलग-थलग पड़े हुए शुक्राणु को स्खलित होने से पहले प्रारंभिक एपिडीडिमिस से साफ करने के लिए डूम किया गया था। लेकिन यह मामला प्रतीत नहीं हुआ: सभी तीन प्रकार के शुक्राणु अंडे को निषेचित कर सकते हैं। केवल अन्य स्पष्टीकरण यह था कि दोष अस्थायी था। यदि यह मामला था, तो शायद, अगर सही छोटे आरएनए को खिलाया जाता है, तो शुरुआती एपिडीडिमल शुक्राणु को बचाया जा सकता है।
अपने काम में, शर्मा ने उल्लेख किया था कि जबकि वृषण के शुक्राणु और देर से एपिडीडिमल शुक्राणु के एपिजेनेटिक कार्गो में काफी भिन्नता होती है, उनके पास कुछ समूह समान थे- लेकिन इन छोटे आरएनए को शुक्राणु से बाहर निकाल दिया गया था क्योंकि वे एपिडीडिमिस में प्रवेश कर गए थे, फिर कोशिकाओं के साथ पुनः प्राप्त किया गया था meandering duct। हालाँकि सफलता की ओर अग्रसर, शुरुआती एपिडीडिमल फ्लॉप एकमात्र चरण था, जिसमें इन तत्वों की कमी थी - और एकमात्र चरण एक इम्प्लांटेबल भ्रूण पैदा करने में असमर्थ था।
यह जांचने के लिए कि क्या ये विशेष रूप से छोटे आरएनए प्रजनन क्षमता की कुंजी हैं, शोधकर्ताओं ने छोटे आरएनए को देर से एपिडीडिमिस से बाहर निकाला और प्रारंभिक एपिडीडिमल शुक्राणु के साथ निषेचित भ्रूण में इंजेक्ट किया। उनके विस्मय के लिए, इन भ्रूणों को न केवल प्रत्यारोपित किया गया, बल्कि देर से एपिडीडिमल शुक्राणु द्वारा निषेचित भ्रूण से माउस पिल्ले-अविवेच्य भी मिले। प्रारंभिक अधिवृषण शुक्राणु दोषपूर्ण था, लेकिन अपरिवर्तनीय रूप से ऐसा नहीं था। इससे संकेत मिलता है कि कमी फ्ल्यूक नहीं थी, लेकिन एपिडीडिमल भूलभुलैया के माध्यम से यात्रा का एक सामान्य हिस्सा था। दूसरे शब्दों में, परिपक्वता के मार्ग पर, पुरुष शुक्राणु को तोड़ रहे थे, फिर क्षति की मरम्मत कर रहे थे।
शर्मा कहते हैं, '' उन्हें [व्यवहार्यता] खोते हुए और इसे वापस हासिल करते हुए देखना बहुत ही विचित्र है। और इस आगे-पीछे की उपयोगिता पूरी तरह से रहस्यपूर्ण है। लेकिन जो भी कारण है, यह स्पष्ट है कि शुक्राणु प्रजनन पथ की लंबाई के साथ बहुत भिन्न होता है।
जॉर्ज वॉशिंगटन विश्वविद्यालय में शुक्राणु आनुवंशिकी का अध्ययन करने वाले और अध्ययन से संबद्ध नहीं होने वाले एक प्रोफेसर मोली मनियर ने इस "बहुत ही रोमांचक" शोध के कठोर स्वभाव की प्रशंसा की। वह बताती हैं, "ये कागज़ वास्तव में हमारी समझ में [कैसे] डैड्स अपने बच्चों पर गैर-आनुवांशिक जानकारी दे सकते हैं।" हेइदी फिशर के अनुसार, एक प्रोफेसर जो मैरीलैंड विश्वविद्यालय में शुक्राणु का अध्ययन करते हैं और शोध में भी भाग नहीं लेते हैं, ये "सुरुचिपूर्ण ढंग से डिजाइन किए गए" प्रयोग भी इस बात पर प्रकाश डाल सकते हैं कि कैसे एपिडीडिमिस के साथ समस्याएं पुरुष बांझपन के अन्यथा अस्पष्टीकृत मामलों का कारण बन सकती हैं।
अपने भविष्य के काम में, Rando का समूह विभिन्न आयु के शुक्राणुओं से उत्पन्न माउस पिल्ले का अध्ययन करना जारी रखेगा, जिससे उनके स्वास्थ्य में किसी भी दीर्घकालिक मुद्दों पर कड़ी नज़र रखी जा सके। टीम यह भी उम्मीद करती है कि सफल आरोपण के लिए कौन से छोटे आरएनए सीधे जिम्मेदार हैं - और शुक्राणु अक्षमता के इस भयावह समय में प्रवेश क्यों करते हैं।
"बहुत सारी विरासत है जिसे हमने अभी तक समझाया नहीं है, " कॉइन कहते हैं। "लेकिन जानवर सिर्फ उनका डीएनए नहीं हैं।" मनुष्यों से वृषण और अधिवृषण शुक्राणुओं ने मदद की है, और दुनिया भर के हजारों बच्चों की मदद करते हैं।
यह एक छोटे से कैविएट के साथ आता है। यह 1978 तक नहीं था कि पहला बच्चा सफलतापूर्वक एक आईवीएफ प्रक्रिया से पैदा हुआ था - और हालांकि हजारों बाद से, यह पीढ़ी अभी भी युवा है। अभी तक, इन विट्रो बनाम प्राकृतिक गर्भाधान के किसी भी नकारात्मक परिणामों पर संदेह करने का कोई कारण नहीं है; इस आबादी के युग के रूप में, शोधकर्ताओं ने करीबी टैब रखना जारी रखा होगा। चूंकि आईवीएफ की अधिकांश प्रक्रियाएं परिपक्व शुक्राणु के साथ की जाती हैं, जिन्होंने देर से एपिडीडिमिस को साफ किया है, रैंडो चिंतित नहीं है।
और, इस मामले में कि इन प्रक्रियाओं में वृषण या एपिडीडिमल शुक्राणु का उपयोग करने की संभावना नहीं है, रैंडो को उम्मीद है कि भविष्य के काम वैज्ञानिकों को आवश्यक जानकारी को पुनर्स्थापित करने में सक्षम करेंगे अपरिपक्व शुक्राणु की कमी हो सकती है। किसी दिन, एपिजेनेटिक्स को संबोधित करना सहायक प्रजनन तकनीक को बढ़ाने के लिए महत्वपूर्ण हो सकता है - और यह सुनिश्चित करना कि शुक्राणु उतने ही परिपक्व हैं जितना वे आते हैं।
