कुछ संक्रमण याद रखने योग्य हैं: बस अपने डीएनए से पूछें।
मानव जीनोम का लगभग आठ प्रतिशत वास्तव में वायरल बीमारी के जीवाश्म रिकॉर्ड के मूल में वायरल है। लेकिन इन वायरल अवशेषों के विशाल बहुमत ने किसी भी नुकसान को करने के बिंदु को समाप्त कर दिया है: किसी भी तरह, सहस्राब्दी के दौरान, पूर्व रोगजनकों ने स्थायी रूप से निष्क्रियता में क्षय किया है, जिससे केवल आनुवंशिक निशान उनके मद्देनजर हैं। आज पीएनएएस पत्रिका में, वैज्ञानिकों ने इस रहस्यमय संक्रमण के पीछे के कुछ रहस्यों का खुलासा किया, जो ऑस्ट्रेलिया के सबसे प्रिय मार्सुपियल्स में से एक है।
वायरल तरह के करीबी मुकाबले आमतौर पर अस्थायी होते हैं। वायरस किरायेदारों के रूप में शरीर में प्रवेश करते हैं, गृहस्वामी के रूप में नहीं, बस मेजबान को दोहराने और फैलाने के इरादे से। लेकिन वायरस के एक निश्चित वर्ग के लिए जिसे रेट्रोवायरस कहा जाता है, एक अस्थायी पट्टा अक्सर स्थायी सहवास में बदल सकता है। जब रेट्रोवायरस कोशिकाओं पर आक्रमण करते हैं, तो वे हमारे डीएनए को हमारे अंदर डालते हैं, जिससे सेल के कार्यस्थल के प्रदर्शन के साथ-साथ नए रेट्रोवायरल मार्चिंग ऑर्डर किए जा सकते हैं। यदि एक रेट्रोवायरस एक शुक्राणु या अंडे पर होता है, तो इसके आनुवंशिक निर्देश एक भ्रूण में घुसपैठ करने के लिए जा सकते हैं जो इसके प्रत्येक कोशिकाओं में वायरल स्टॉवे को फेरी देगा। यह अब "अंतर्जात" रेट्रोवायरस को पारित करने की अनुमति देता है, जिससे एक आनुवंशिक वंश बन जाता है जो पहले की तुलना में थोड़ा अधिक वायरल है।
शुरुआती पीढ़ियों में, वायरस निष्क्रिय रहने और नए सिरे से संक्रमित होने के लिए पर्याप्त रूप से बरकरार रह सकता है। लेकिन जब रेट्रोवायरस ने मानव जीनोम को कम से कम 30 या 40 बार तोड़ दिया है, तो इनमें से अधिकांश वायरल आवाराज कम से कम 5 मिलियन साल पहले हमारे जीन में फिसल गए थे - और उनके द्वारा उत्परिवर्तित होने वाले उत्परिवर्तन ने उन्हें अहानिकर बना दिया है।
जब से हम एक नए रेट्रोवायरल आक्रमण से निपटे हैं, तब से यह बहुत लंबा है, इसलिए वैज्ञानिकों के लिए यह देखने का कोई तरीका नहीं है कि हमारे जीनोम नए ऑनलॉफेट्स के साथ कैसे सामंजस्य स्थापित करते हैं।
पहेली के कुछ हिस्सों को उजागर करने की कुंजी, यह पता चला है, फजी है, ग्रे है और 18 घंटे तक सोता है। अब तक अध्ययन किए गए सभी कशेरुक जीनोम रेट्रोवायरल अवशेषों से भरे हुए हैं, और कोअला कोई अपवाद नहीं है। एकमात्र अंतर? अधिकांश अन्य जानवरों के विपरीत, कोआला वर्तमान में इन अतिचारों में से एक के साथ युद्ध में उलझे हुए हैं - जिसे कोआला रेट्रोवायरस कहा जाता है - जो वैज्ञानिकों को वास्तविक समय में रेट्रोवायरल आत्मसात को ट्रैक करने का एक दुर्लभ अवसर प्रदान करता है।
"यह वास्तव में इस प्रक्रिया से निपटने का हमारा पहला और एकमात्र अवसर है ... एक रेट्रोवायरस के रूप में अभी भी [मेजबान में चल रहा है", पहले लेखक उलीरके लोबर, जो बर्लिन में चिड़ियाघर और वन्यजीव अनुसंधान के लिए लिबनिज़ इंस्टीट्यूट के एक शोधकर्ता बताते हैं।
कोआला रेट्रोवायरस एक अपेक्षाकृत युवा वायरस प्रतीत होता है - ऐसा कुछ जो पिछले 50, 000 वर्षों के भीतर आबादी में प्रवेश किया है और इन मार्सुपियल्स का एक महत्वपूर्ण विरोधी बना हुआ है। अपने दूर के रिश्तेदार एचआईवी की तरह, कोआला रेट्रोवायरस संक्रमण से लड़ने के लिए अपने मेजबान की क्षमता को कम करता है, संभवतः क्लैमाइडिया जैसे यौन संचारित रोगों के लिए कोआला की चरम भेद्यता में योगदान देता है। मामलों को बदतर बनाने के लिए, कोआला रेट्रोवायरस को कई कैंसर के विकास से जोड़ा गया है, एक ऐसा संबंध जो मनुष्यों में अंतर्जात रेट्रोवायरस के बारे में भी सच हो सकता है।
इन पतन के बावजूद, कोआला हजारों वर्षों से इस रेट्रोवायरस के साथ रह रहे हैं। कुछ को हमलों को बेअसर करना पड़ा - लेकिन इस प्रक्रिया को समझने के लिए, वैज्ञानिकों को यह जानना आवश्यक था कि ये वायरस कहाँ उतर रहे थे, और समय के साथ कैसे बदल रहे थे।
इस जुलाई में कोआला जीनोम के पूर्ण अनुक्रम को प्रकाशित करने वाले वैज्ञानिकों की मदद से, वन्यजीव रोगों के प्रोफेसर एलेक्स ग्रीनवुड के नेतृत्व में एक टीम, जो लाइबनिट्स इंस्टीट्यूट में लोबर के काम की निगरानी करती है, और अल्फ्रेड रोका, आनुवंशिकी और वन्यजीव अध्ययन के एक प्रोफेसर हैं। इलिनोइस विश्वविद्यालय में, अंततः कोआला रेट्रोवायरस के प्रवेश के बिंदुओं का मानचित्रण करने में सक्षम था। कोआला जीनोम ने एक व्यापक रेट्रोवायरल कार्टोग्राफी के निर्माण की अनुमति दी, जिससे शोधकर्ताओं को जीनोम में कोआला रेट्रोवायरस को इंगित करने के लिए संदर्भ दिया गया।
"पूर्ण जीनोम] कोआला के अनुक्रम के होने से हमें एक पूरी तरह से अलग तस्वीर मिली है, जहां [ये रेट्रोवायरस] हैं, " ला ट्रोब विश्वविद्यालय में आनुवांशिकी, पारिस्थितिकी और विकास का अध्ययन करने वाले एक प्रोफेसर जेनी ग्रेव्स कहते हैं। "यह किसी भी अन्य तरीके से करना संभव नहीं है।"
शोधकर्ताओं ने पहले वायरल वेस्टेज के सबूत के लिए दो असंबंधित कोलों के जीनोम की खुदाई की- जिसमें कोआला रेट्रोवायरस के अभी भी सक्रिय वेरिएंट और प्रतियां शामिल हैं जिन्हें पहले से ही डॉक्सिलिटी में घरेलू कर दिया गया था। वे कोआला रेट्रोवायरस के टुकड़ों को खोजने के लिए आश्चर्यचकित थे, जो कि कोएरा जीनोम के एक अनुभवी निवासी एक अन्य रेट्रोवायरस के टुकड़ों से घिरे हुए थे, जो कि बहुत पहले जड़ जमा चुके थे। पीएचई एक बार एक रेट्रोवायरल इंटरऑपरर होने की संभावना थी, लेकिन लंबे समय से अव्यवस्था की स्थिति में थी। जब टीम ने PhER-koala रेट्रोवायरस हाइब्रिड अनुक्रमों की जांच की - अनिवार्य रूप से कोआला रेट्रोवायरस के टूटे हुए संस्करणों - उन्होंने महसूस किया कि PhER ने आक्रमण किया था और koala रेट्रोवायरस को अपने स्वयं के कबाड़ अनुक्रम के लिए कोआला रेट्रोवायरस को स्वैप करके पुनर्संयोजन नामक प्रक्रिया में निष्क्रिय कर दिया था।
कोआला रेट्रोवायरस से असंबंधित, PhER ने इस घटना को सक्षम करने के लिए एक समानता के रूप में पर्याप्त बोर किया। आनुवंशिक स्विचरू ने निष्क्रिय शरीर के डबल्स के साथ कोआला रेट्रोवायरस के महत्वपूर्ण खंडों को प्रतिस्थापित किया, कोआला रेट्रोवायरस के शस्त्रागार को प्रभावी रूप से बेअसर करते हुए इसे जगह में बंद कर दिया। सभी पुनर्संयोजन की आवश्यकता डीएनए के एक हिस्से के दोनों तरफ दो समान "फ्लैंक्स" हैं: जब तक नए खंड में सही बुकेंड हैं, तब तक एक घातक अनुदेश मैनुअल को बकवास के घोषणापत्र द्वारा दबाया जा सकता है।
पूर्ण कोअला जीनोम को जीतकर वैज्ञानिकों ने यह अध्ययन करने की अनुमति दी है कि कोआला रेट्रोवायरस वास्तविक समय में इस प्रजाति पर कैसे आक्रमण कर रहा है। (PublicDomainPictures) वास्तव में, PhER, एक प्राचीन रेट्रोवायरल तत्व, कोआला रेट्रोवायरस जैसे नए आक्रमणकारियों के खिलाफ एक जीनोमिक प्रहरी के रूप में कार्य कर रहा था। जब PhER ने ही लाखों साल पहले कोएला जीनोम पर छापा मारा था, तो यह अटक गया था - जिसने इस वायरस को अपने मेजबान को बीमारी से बचाने के लिए एक निहित स्वार्थ रखा था: यदि कोअला मर गया, तो PhER होगा।
इसलिए, "अगर आप उन्हें हरा नहीं सकते हैं, तो उन्हें '" रवैये में शामिल करें, PhER विरल खलनायक से वफादार फुटसेलर तक चला गया। "जब एक मेजबान जीनोम और वायरल जीनोम एक एकल इकाई बन जाते हैं, तो उन्हें एक दूसरे के साथ मिलना सीखना होगा, " रोका बताते हैं। "ऐसा लगता है जैसे ये पुराने वायरस नए वायरस से कह रहे हैं, 'यह हमारा क्षेत्र है, इसके साथ खिलवाड़ मत करो।" "
लेकिन PhER की ओर से माफी के इस महान कार्य के भी उल्टे उद्देश्य हो सकते हैं। कोआला रेट्रोवायरस के साथ पुनर्संयोजन प्रतियोगिता को भगाने का एक तरीका नहीं है - यह कुछ अत्यधिक वांछनीय मशीनरी को छिपाने के लिए PhER के लिए एक अवसर है। जब PhER कोआला रेट्रोवायरस के हथियारों को अपने स्वयं के हानिरहित वारिसों के साथ बदल देता है, तो PhER के पास बहुत ही ऐसे उपकरणों को जेब में रखने का मौका होता है जो इसे जीनोमिक जेल से बाहर निकाल सकते हैं - और क्षतिग्रस्त कोआला रेट्रोवायरस को इसके स्थान पर सड़ने के लिए छोड़ देते हैं।
ग्रीनवुड कहते हैं, "यह प्रक्रिया कोआला रेट्रोवायरस के लिए खराब है क्योंकि यह वायरस से कम हो जाता है, लेकिन यह मूल एंडोजेनस रेट्रोवायरस के लिए अच्छा है।
यह संभावना नहीं है कि PhER एक पूर्ण रूप से संक्रमित संक्रामक वायरस के रूप में क्रॉसफ़ायर से उभरेगा: यह जीनोम में बहुत दूर तक बहुत लंबा समय बिताया है। एक नए रेट्रोवायरस को अपंग करने से PhER को अपनी झोंपड़ियों को बहाने का मौका मिल सकता है - लेकिन सबसे गंभीर परिणाम कोआला रेट्रोवायरस द्वारा ही बनाए जाते हैं। लोबर को संदेह है कि हम इस रोगज़नक़ के धीमे चलन का अवलोकन कर रहे हैं।
वास्तव में, पुनर्संयोजन कोआला रेट्रोवायरस के निष्क्रियता के लिए महत्वपूर्ण प्रतीत होता है। जब शोधकर्ताओं ने ऑस्ट्रेलिया भर में वितरित 166 कोलों के जीनोम की खोज की, तो उन्होंने पाया कि अलग-अलग कोआला ने अपने जीनोम में कई अलग-अलग स्थानों में कोआला रेट्रोवायरस की टूटी हुई प्रतियों को काट दिया। कोआला रेट्रोवायरस सक्रिय रूप से कोआला आबादी के माध्यम से फैल रहा था - लेकिन फिर से, पीएचई ने अपने हैकल्स को तब तक उठाया था जब तक कि उसके प्रतिद्वंद्वी ने अपने पैर नहीं खो दिए। कोआला रेट्रोवायरस निरस्त्रीकरण के व्यापक प्रसार ने संकेत दिया कि कोएरा प्रजातियों के लिए PhER के साथ पुनर्संयोजन एक शुद्ध सकारात्मक रहा है।
हालांकि, सभी एकीकरण समान नहीं बनाए जाते हैं। मारिया तोकुयामा के अनुसार, एक पोस्टडॉक्टोरल शोधकर्ता, जो येल विश्वविद्यालय में अंतर्जात रेट्रोवायरस का अध्ययन करता है, क्योंकि कोआला रेट्रोवायरस जीनोम में बहुत सारे चौकी पर तैनात है, कुछ की संभावना दूसरों की तुलना में अधिक लाभकारी होगी। "लाइन के नीचे, यह दूसरों पर कुछ समूहों के अस्तित्व को प्रभावित कर सकता है, " टोकुआमा बताते हैं, जो अनुसंधान में शामिल नहीं थे।
ग्रीनवुड और रोका के अनुसार, सैकड़ों हजारों वर्षों के बाद, कोआला रेट्रोवायरस के वायरल संस्करण संभवतः आबादी से गायब हो जाएंगे, जब तक कि इसके संक्रामक अतीत के केवल स्मृति चिन्ह नहीं बचे हैं। जब ऐसा होता है, तो पस्त सहयात्री जो बने रहते हैं - जो अपने यजमानों के लिए कम से कम हानिकारक होते हैं - वे सभी कोलों में समान होते हैं, जैसे मनुष्यों में प्राचीन अंतर्जात रेट्रोवायरस।
बेशक, पुनर्संयोजन एकमात्र तरीका नहीं हो सकता है जो रेट्रोवायरस को एक जीनोम उपनिवेश करता है। उदाहरण के लिए बहुत पहले घुसपैठ, पूर्व निवासियों पर भरोसा नहीं कर सकता था। एक मेजबान की सेलुलर मशीनरी वायरल डीएनए को सीधे बंद कर सकती है; या, यदि कोई वायरस अपने स्वयं के प्रजनन के दौरान कोई गलती करता है, तो यह गलती से खुद को जगह बना सकता है। कशेरुक जीनोम इन जीनोमिक कब्रों के दर्जनों के साथ चलाए जाते हैं, प्रत्येक एक बार-वायरल वायरस के एक अलग प्राचीन आक्रमण की याद दिलाते हैं।
अपने भविष्य के काम में, वैज्ञानिक यह ट्रैक करेंगे कि कोआला रेट्रोवायरस वायरस की टूटी हुई प्रतियों को विरासत में मिली कोआला संतानों के जीनोम को अनुक्रमित करके जीनोम में कैसे एम्बेड करता है। इसके अतिरिक्त, टीम ने कोआला रेट्रोवायरस, कैंसर और प्रतिरक्षा दमन को कमजोर कोअला के घटते समुदायों को संरक्षित करने की उम्मीद के बीच लिंक का परीक्षण करना जारी रखने की योजना बनाई है।
प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय सिडनी में माइक्रोबायोलॉजी के एक प्रोफेसर, जो अध्ययन से संबद्ध नहीं थे, विल हस्टन, ने "रोमांचक" और "उच्च गुणवत्ता" के रूप में काम की प्रशंसा की - एक "वास्तव में सुंदर विज्ञान प्रयोग" का अवलोकन जो स्वाभाविक रूप से जंगली में सामने आया। कोलों में क्लैमाइडिया का अध्ययन करने वाले हस्टन भी कुल मिलाकर कोआला के भविष्य के लिए इन निष्कर्षों के महत्व पर जोर देते हैं। "अगले चरण में [इस शोध में] यह समझना है कि इस प्रजाति के संरक्षण के लिए इसका क्या मतलब है, " वह कहती हैं।
हालांकि कोआला रेट्रोवायरस ने ऑस्ट्रेलिया के यूकेलिप्टस-कुतरने वाले मार्सुपियल्स पर काफी संख्या में काम किया है, फिर भी सुरंग के अंत में एक प्रकाश हो सकता है: वायरस और कशेरुक के संघ कभी-कभी अप्रत्याशित लाभ प्राप्त कर सकते हैं। जब वायरस अपनी ऊँची एड़ी के जूते को खोदते हैं, तो मेजबान जीनोम कभी-कभी व्यापार के अपने दुश्मनों की निफ्टी चाल का फायदा उठा सकते हैं। उदाहरण के लिए, अन्य स्तनधारियों में, नाल का गठन एक रेट्रोवायरल प्रोटीन का सह-ऑप्स करता है। इसके बिना, मानव जैसा कि हम आज उन्हें जानते हैं, बस अस्तित्व में नहीं होगा। शायद PhER की रक्षात्मक रणनीति आने वाले समय की एक अग्रदूत है, जब कोआला रेट्रोवायरस अपने कोआला जमींदारों के साथ कम विरोधी (या लाभकारी) संबंध का आनंद ले सकता है। आने वाली पीढ़ियों में, कोआला अभी भी टेबल को अपने सबसे दुर्जेय दुश्मनों में से एक पर बदल सकते हैं।
