"পৃথিবীর সমস্ত প্রাণের একই সমস্যা রয়েছে," বলেছেন জোনাথন কাগান, বোস্টন শিশু হাসপাতালের একজন ইমিউনোলজি গবেষক। "এবং এটি সংক্রমণের সাথে মোকাবিলা করছে।" আমরা যেমন ব্যাকটেরিয়া সংক্রমণ নিয়ে উদ্বিগ্ন, ঠিক তেমনি ব্যাকটেরিয়াও তাদের সংক্রামিত ফেজ নামক ভাইরাসের জন্য নজরদারিতে রয়েছে এবং — জীবনের প্রতিটি রাজ্যের প্রতিটি জীবের মতো — তারা সংক্রমণের বিরুদ্ধে লড়াই করার জন্য আণবিক সরঞ্জামের একটি অস্ত্রাগার তৈরি করেছে।
মানুষের মতো বৃহৎ, জটিল প্রাণীরা আক্রমণকারীদের সনাক্ত বা ধ্বংস করে এমন বিশেষ কোষের অপরিমেয় ইমিউন সিস্টেমে স্প্লার্জ করতে পারে। গাছপালা এবং ব্যাকটেরিয়াগুলির মতো সরল জীবগুলিকে প্রায়শই মাল্টিটাস্কিং প্রোটিনের স্যুটের পরিবর্তে নির্ভর করতে হয় যা সুইস আর্মি ছুরির মতো, উভয় কাজের জন্য সজ্জিত। যেহেতু প্রতিরক্ষা একটি সর্বজনীন উদ্বেগ, এটি আশ্চর্যজনক নয় যে এই প্রতিরক্ষামূলক সিস্টেমগুলির অনেকগুলি বিবর্তনের মাধ্যমে সংরক্ষণ করা হয়েছে এবং মানুষ সহ বিভিন্ন জীবের মধ্যে ভাগ করা হয়েছে।
কিন্তু একটি নতুন অধ্যয়ন এই মাসে প্রকাশিত বিজ্ঞান আবিষ্কার করেছেন যে ব্যাকটেরিয়া এবং আর্কিয়াতে প্রোটিনের একটি পরিবার, সাধারণ প্রোক্যারিওটিক কোষ যা জীবনের প্রাচীনতম রূপ, এমনভাবে ভাইরাস সনাক্ত করে যা আগে কখনও দেখা যায়নি।
একটি দস্তানা মত ফিট
জিন সিকোয়েন্সিং এবং বায়োইনফরম্যাটিক কৌশলগুলির অগ্রগতির কারণে, ব্যাকটেরিয়া ব্যবহার করে এমন অনেক অ্যান্টিভাইরাল প্রতিরক্ষা শুধুমাত্র গত 50 বছরের মধ্যেই দেখা যেতে শুরু করেছে। কিন্তু শক্তিশালী জিন-এডিটিং টুল যা ব্যাকটেরিয়া CRISPR-Cas9 সিস্টেমকে কাজে লাগায় তার কারণে গত দশকে তাদের প্রতি আগ্রহ বেড়েছে। টুলটির সাফল্য গবেষকদেরকে আরও বেশি ফোকাস দিতে প্ররোচিত করেছে যে কীভাবে ব্যাকটেরিয়া অণুগুলি ভাইরাসকে চিনতে পারে এবং তাদের নির্মূল করে।
এর মধ্যে কিছু অ্যান্টিভাইরাল প্রতিরক্ষা, যেমন CRISPR-Cas9, ডিএনএ-তে নির্দিষ্ট ক্রমগুলি সনাক্ত করে যা একটি ফেজ তার হোস্টে প্রবেশ করে। অন্যরা সরাসরি ভাইরাসের টুকরোগুলি অনুভব করে না তবে ভাইরাসের কারণে ক্ষতির প্রমাণের প্রতিক্রিয়া দেখায়, যেমন ক্ষতিগ্রস্ত ডিএনএ বা ত্রুটিপূর্ণ সেলুলার প্রক্রিয়া - ব্রেক-ইন করার দৃশ্যে ভাঙা কাচের আণবিক সমতুল্য।
কিন্তু অ্যাভিস প্রোটিন নামক ব্যাকটেরিয়াল ইমিউন সেন্সরগুলিও তা করে না, কারণ গবেষকরা নেতৃত্বে ফেং ঝাং ম্যাসাচুসেটস ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজি এবং ইউজিন কুনিন ন্যাশনাল সেন্টার ফর বায়োটেকনোলজি তথ্য এখন আবিষ্কৃত হয়েছে. Avs প্রোটিন সরাসরি কোষের হাইজ্যাক করা যন্ত্রপাতি দ্বারা নির্মিত ভাইরাল প্রোটিন সনাক্ত করতে পারে।
প্রোটিন নজরদারি জীবাণুর জন্য একটি ঝুঁকিপূর্ণ কৌশল: এমনকি কিছু মিউটেশন প্রোটিনের অ্যামিনো অ্যাসিড ক্রমকে অচেনা করতে পারে, যা একটি প্যাথোজেনকে সনাক্তকরণ থেকে বাঁচতে সক্ষম করে। মানুষ এবং অন্যান্য মেরুদণ্ডী প্রাণীর অভিযোজিত প্রতিরোধ ব্যবস্থা ভাইরাল প্রোটিনকে তাড়া করতে পারে কারণ তারা অনুসন্ধান পরিচালনা করার জন্য কোটি কোটি বিশেষ কোষ স্থাপন করতে পারে - একটি বিকল্প পৃথক ব্যাকটেরিয়ার জন্য খোলা নয়।
তবুও ঝাং-এর গোষ্ঠী খুঁজে পেয়েছে যে অ্যাভিএস প্রোটিনগুলি অ্যামিনো অ্যাসিডের ক্রমগুলির সামান্য পরিবর্তনের দ্বারা বিরক্ত হয় না - বা বড়গুলি দ্বারা, সেই বিষয়ে। "আমরা নয়টি ফেজ পরিবার নিয়ে 24টি ভিন্ন ফেজ পরীক্ষা করেছি," বলেন অ্যালেক্স গাও, স্ট্যানফোর্ড ইউনিভার্সিটির একজন বায়োকেমিস্ট এবং পেপারের প্রধান লেখক, "এবং আবিষ্কার করেছেন যে প্রায় এই বোর্ড জুড়ে অ্যাক্টিভেশন ছিল" Avs।
বিভিন্ন ভাইরাল পরিবারে লক্ষ্যযুক্ত প্রোটিনগুলির প্রায় সম্পূর্ণ ভিন্ন অ্যামিনো অ্যাসিডের ক্রম ছিল, কিন্তু তারা সবাই একই কাজ সম্পাদন করেছিল: ভাইরাল ডিএনএর স্ট্র্যান্ডগুলিকে স্পুল করা এবং নতুন গঠিত ভাইরাস কণাগুলিতে প্যাক করা। ফলস্বরূপ, তারা সকলেই একই কার্যকরী আকৃতি ধরে রেখেছে।
এভিএস প্রোটিন এই আণবিক সাদৃশ্যের সুবিধা নেয়, দলটি বুঝতে পেরেছিল। প্রোটিনগুলি "ক্রমের পরিবর্তে ত্রিমাত্রিক ভাঁজ এবং আকারগুলিকে স্বীকৃতি দিচ্ছিল," গাও ব্যাখ্যা করেছিলেন। একটি Avs প্রোটিন "মূলত একটি হাতের চারপাশে একটি দস্তানার মতো মোড়ানো হয়।" এই ধরনের 3D স্ট্রাকচারাল রিকগনিশনের "আণবিক জীববিজ্ঞানে যতদূর আমরা জানি, সম্পূর্ণ নজির নেই," তিনি যোগ করেছেন।
এই ভাইরাল প্রোটিনগুলির Avs সনাক্তকরণ থেকে বাঁচার একমাত্র উপায় হল একটি অচেনা আকৃতিতে রূপান্তরিত করা। কিন্তু "প্রোটিনকে অস্থিতিশীল না করে আকৃতি পরিবর্তন করা বা অন্যথায় ফেজে এর কার্যকারিতার সাথে আপস করা তুচ্ছ নয়," বলেছেন কুনিন।
এভিএস প্রোটিনের বহুমুখী, মোড়ক সনাক্তকরণ দক্ষতা ব্যাকটেরিয়াকে সংক্রামিত করে এমন ভাইরাস চিহ্নিত করার মধ্যে সীমাবদ্ধ নয়। কুনিন গাওকে কৌতুক হিসাবে জিজ্ঞাসা করেছিলেন যে Avs প্রোটিনগুলি প্রাণীর হারপিস ভাইরাস সনাক্ত করতে পারে কিনা - কাগজে পরীক্ষা করা ফেজের খুব দূরবর্তী আত্মীয়। তার অবাক হয়ে, গাও জবাব দিল, "'হ্যাঁ, আমরা ইতিমধ্যেই এটি করেছি! তারা করে." এভিএস প্রোটিন মানব হারপিসভাইরাসে ডিএনএ-প্যাকিং প্রোটিনকে স্বীকৃতি দিয়েছে, যদিও এই স্বীকৃতি ব্যাকটেরিয়া ফেজগুলির তুলনায় দুর্বল ছিল।
"এটি প্রথমবার যে আমি জানলাম যে একটি আক্রমণকারী-স্বীকৃত উপাদান ভাইরাস সনাক্ত করতে পারে যা এই ধরনের দূরবর্তী জীবগুলিকে সংক্রামিত করে," বলেন রোটেম সোরেক, ওয়েইজম্যান ইনস্টিটিউট অফ সায়েন্সের একজন মাইক্রোবায়াল জিনতত্ত্ববিদ যিনি গবেষণায় জড়িত ছিলেন না।
যখন Avs প্রোটিন ভাইরাল প্রোটিন শনাক্ত করে, তখন তারা বিভিন্ন উপায়ে ভাইরাসটিকে আঘাত করতে পারে - যার মধ্যে অন্তত কিছু ব্যাকটেরিয়া আত্ম-ধ্বংসে শেষ হয়। সেলুলার আত্মহত্যা একটি প্রতিরক্ষা হিসাবে অজ্ঞাত মনে হতে পারে, কিন্তু ব্যাকটেরিয়া প্রায়ই শক্তিশালী জেনেটিক মিল সহ উপনিবেশে বাস করে। নিজেদের ধ্বংস করে, সংক্রামিত কোষ প্রতিবেশীদের রক্ষা করতে পারে যেগুলি মূলত তাদের যমজ, যা একটি বিবর্তনীয় কৌশল হিসাবে "নিখুঁত অর্থবোধ করে", কুনিন বলেছিলেন।
এছাড়াও, যখন ভাইরাল প্রোটিনগুলি একটি ব্যাকটেরিয়ামের Avs প্রতিরক্ষায় স্পষ্ট হয়ে উঠবে, ভাইরাসটি ইতিমধ্যে নিজের প্রতিলিপি একত্রিত করছে এবং শীঘ্রই সংক্রামিত কোষ থেকে ফেটে যাবে। সেই মুহুর্তে, সোরেক বলেছিলেন, "যেভাবেই হোক ফেজ দ্বারা মৃত্যুর হাত থেকে রেহাই নেই।"
ক্ষুদ্র শিক্ষক
ব্যাকটেরিয়া এবং আর্কিয়াতে অন্যান্য রোগ প্রতিরোধক প্রতিরক্ষার বিষয়ে তাদের গবেষণায়, গবেষকরা মানুষ এবং অন্যান্য জীবের আরও জটিল ইউক্যারিওটিক কোষগুলির সাথে আকর্ষণীয় সমান্তরাল উন্মোচন করেছেন। এর মধ্যে কিছু জেনেটিক ফর্ম এবং ফাংশনে মিল আমাদের প্রোক্যারিওটিক পূর্বপুরুষদের কাছ থেকে আমরা ইউক্যারিওটস সরাসরি আমাদের কিছু প্রতিরক্ষা উত্তরাধিকারসূত্রে পেয়েছি।
আমরা এভিএস প্রোটিনের কিছু উত্তরাধিকারসূত্রে পেয়েছি কিনা তা দেখা বাকি। যদিও মানুষের সহজাত ইমিউন সেন্সরগুলি নির্দিষ্ট প্যাথোজেন প্রোটিনগুলিকে চিনতে পারে, আমাদের সহজাত ইমিউন সেন্সরগুলিতে কাজ করে প্রোটিন-আকৃতির স্বীকৃতির মতো কেউ এখনও কিছু খুঁজে পায়নি। কিছু ইউক্যারিওটিক প্রতিরক্ষামূলক অণুর সাথে এভিএস প্রোটিনগুলির কিছু চমকপ্রদ কাঠামোগত মিল রয়েছে, তবে সাদৃশ্যটি অভিসারী বিবর্তনের একটি পণ্য এবং একটি প্রতিরক্ষামূলক কৌশল হিসাবে প্যাটার্ন স্বীকৃতির শক্তি হতে পারে। "এটা সম্ভব যে প্রকৃতি সত্যিই এইগুলি [ইমিউন সেন্সর] তৈরি করতে পছন্দ করে কারণ এটি সত্যিই ভাল কাজ করে," গাও বলেছিলেন।
ব্যাকটেরিয়া এবং আর্কিয়ার জন্য প্রোটিন-আকৃতির স্বীকৃতি কতটা ভাল কাজ করে তা বিবেচনা করে, আমরা আশা করতে পারি ইউক্যারিওটে অবশেষে Avs প্রোটিনের মতো কিছু তৈরি হবে। কাগান মনে করেন যে, অন্য কিছু না হলে, এই আবিষ্কারটি জন্মগত ইমিউন প্রতিক্রিয়ার লক্ষ্য হিসাবে প্রোটিন অধ্যয়নের আগ্রহের জন্ম দিতে পারে।
ব্যাকটেরিয়া "আমাদের শেখানো বন্ধ করেনি," কাগান বলেছিলেন। "তারা আমাদের ডিএনএ প্রতিলিপি সম্পর্কে শিখিয়েছে, তারা আমাদের ডিএনএ মেরামত সম্পর্কে শিখিয়েছে, তারা আমাদের কোষ বিভাজন সম্পর্কে শিখিয়েছে, এবং এখন তারা আমাদের অনাক্রম্যতা সম্পর্কে শেখাতে পারে।"
