زندگی کو ٹک کیا بناتا ہے؟ مائٹوکونڈریا خلیات کے لیے وقت رکھ سکتا ہے۔ کوانٹا میگزین

جس طرح مختلف جگہوں پر لوگ مختلف تال پر کام کرتے نظر آتے ہیں، اسی طرح مختلف انواع بھی کرتے ہیں۔ وہ اپنی اپنی شرحوں پر بوڑھے ہوتے ہیں: کچھ، پھل کی مکھی کی طرح، بالغ ہونے کی دوڑ لگاتے ہیں تاکہ وہ اپنے عارضی خوراک کے منبع کے غائب ہونے سے پہلے دوبارہ پیدا کر سکیں، جب کہ انسان جیسی مخلوقات کئی دہائیوں میں آہستہ آہستہ بالغ ہو جاتی ہیں، جزوی طور پر کیونکہ ایک بڑے، پیچیدہ دماغ کی تعمیر کے لیے اس کی ضرورت ہوتی ہے۔ اور ایک جنین کی زندگی کے بالکل آغاز میں، مختلف ٹشوز کب اور کیسے نشوونما پاتے ہیں اس کے وقت میں چھوٹی تبدیلیاں ایک جاندار کی شکل کو ڈرامائی طور پر تبدیل کر سکتی ہیں - ایک ایسا طریقہ کار جس کا ارتقاء نئی نسلوں کی تخلیق میں فائدہ اٹھاتا ہے۔ تاہم، کسی جاندار کی نشوونما کی رفتار کیا طے کرتی ہے یہ ایک معمہ بنی ہوئی ہے۔

"ہمارا علم جو ترقیاتی وقت کو کنٹرول کرتا ہے وہ واقعی ترقیاتی حیاتیات میں دوسرے شعبوں سے پیچھے رہ گیا ہے،" کہا۔ مارگریٹ ڈیاز کواڈروس، جو بوسٹن کے میساچوسٹس جنرل ہسپتال میں ترقیاتی رفتار پر مرکوز تحقیق کی رہنمائی کرتا ہے۔

ترقی پسند حیاتیات کے ماہرین کو شناخت کرنے میں زبردست کامیابی ملی ہے۔ ریگولیٹری جین کے نیٹ ورک جو کہ ایک دوسرے سے بات کرتے ہیں — فیڈ بیک لوپ کے جھرنے والے نظام جو کہ ایک آنکھ یا ٹانگ بنانے کے لیے بالکل صحیح وقت اور جگہ پر جین کو آن یا آف کر دیتے ہیں۔ لیکن پرجاتیوں کے درمیان ان جین نیٹ ورکس میں انتہائی محفوظ مماثلت ترقیاتی وقت میں بڑے فرق کے ساتھ تضاد رکھتی ہے۔ مثال کے طور پر چوہے اور انسان نیوران بنانے اور ریڑھ کی ہڈی بنانے کے لیے جین کے ایک ہی سیٹ کا استعمال کرتے ہیں۔ پھر بھی چوہے کا دماغ اور ریڑھ کی ہڈی انسان کے دماغ سے بالکل مختلف ہوتی ہے کیونکہ ان جینز کے فعال ہونے کا وقت مختلف ہوتا ہے اور یہ واضح نہیں کہ ایسا کیوں ہے۔

"جین ریگولیشن ترقیاتی وقت کے بارے میں ہر چیز کی وضاحت نہیں کرتا،" کہا پیئر وینڈر ہیگن، جو بیلجیم میں KU Leuven میں دماغ کے ارتقاء اور نشوونما کا مطالعہ کرتا ہے۔ "اب، یہ تھوڑا سا اشتعال انگیز ہے کیونکہ ایک طرح سے، حیاتیات میں، ہر چیز کی وضاحت براہ راست یا بالواسطہ طور پر جین ریگولیشن کے ذریعے کی جانی چاہیے۔"

زندگی کو کس چیز سے ٹک ٹک بناتا ہے اس کے لیے نئی وضاحتیں اختراعات سے ابھر رہی ہیں - جیسے اسٹیم سیل کلچر میں پیشرفت اور میٹابولزم میں ہیرا پھیری کرنے کے لیے ٹولز کی دستیابی، جو ابتدائی طور پر کینسر کا مطالعہ کرنے کے لیے تیار کی گئی تھی - جو اب محققین کو چارٹ کرنے کی اجازت دیتی ہے، اور اس کے ساتھ کھلونا، ابتدائی ترقی کی رفتار جنین اور ٹشوز زیادہ تفصیل سے۔ پچھلے کچھ سالوں کے کاغذات کے سلسلے میں، بشمول ایک اہم اشاعت جون میں، کئی تحقیقی ٹیمیں آزادانہ طور پر ترقی کی رفتار، بائیو کیمیکل رد عمل کی رفتار، اور ان بائیو کیمیکل ری ایکشنز کے تحت جین کے اظہار کی شرحوں کے درمیان دلچسپ روابط پر اکٹھی ہوئی ہیں۔

ان کے نتائج ایک عام میٹرونوم کی طرف اشارہ کرتے ہیں: مائٹوکونڈریا، جو سیل کا ٹائم کیپر ہو سکتا ہے، مختلف قسم کے ترقیاتی اور حیاتیاتی کیمیائی عمل کے لیے تال قائم کرتا ہے جو زندگی کو تخلیق اور برقرار رکھتے ہیں۔

ایک نیوران وقت رکھتا ہے۔

ایک دہائی سے زیادہ پہلے، Vanderhaeghen نے ایک ایسا تجربہ کیا تھا جس نے اس بارے میں جدید مطالعات کی بنیاد رکھی کہ ترقی کی رفتار کو کیسے رکھا جاتا ہے۔ نیورو بائیولوجسٹ میں تھا۔ اس کی بیلجیئم کی لیبارٹری پیٹری ڈشز میں اسٹیم سیلز کو بڑھانا اور یہ دیکھنا کہ انہیں سیلولر خالی سلیٹوں سے لے کر مکمل نیورونز کو دوسروں کے ساتھ جڑنے اور بات چیت کرنے میں کتنا وقت لگا۔ اس نے سوچا کہ وہ ان ماؤس اور انسانی اسٹیم سیلز کا موازنہ کرکے انسانی دماغ کی ابتدا اور ارتقاء کا سراغ تلاش کر سکتا ہے جو نیوران بننے کے لیے تیار ہیں۔

پہلی چیز جو اس نے محسوس کی وہ یہ تھی کہ ماؤس اسٹیم سیلز تقریباً ایک ہفتے میں بالغ دماغی خلیات میں فرق کرتے ہیں - انسانی اسٹیم سیلز سے زیادہ تیزی سے، جس میں ان کے بڑھنے میں تین سے چار ماہ کا وقت لگتا ہے۔

لیکن کیا وہ خلیات الگ تھلگ ڈش کے بجائے بڑھتے ہوئے دماغ میں اسی طرح ترقی کرتے ہیں؟ یہ جاننے کے لیے اس نے ماؤس کے نیوران کو زندہ چوہے کے دماغ میں ٹرانسپلانٹ کیا۔ سیل نے میزبان ماؤس کے نیوران کے طور پر ایک ہی ٹائم لائن کی پیروی کی، تقریبا ایک ہفتے کے بعد فرق. پھر اس نے اسی چیز کو انسانی نیوران کے ساتھ آزمایا، اسے چوہے کے دماغ میں لگا دیا۔ حیرت کی بات یہ ہے کہ انسانی نیوران نے اپنا وقت رکھا۔ چوہا ماحول کے باوجود اسے پختہ ہونے میں تقریباً ایک سال لگا۔

"اس نے ہمیں پہلا اہم جواب فراہم کیا، جو یہ ہے کہ وقت کا طریقہ کار کچھ بھی ہو، لگتا ہے کہ اس میں سے بہت کچھ خود نیوران میں ہوتا ہے،" وانڈر ہیگن نے کہا۔ "اگر آپ خلیات کو پیٹری ڈش سے نکال کر کسی دوسرے جاندار میں ڈال دیتے ہیں، تب بھی وہ اپنی ٹائم لائن برقرار رکھیں گے۔"

پھر بھی، چند سال پہلے تک بنیادی سیلولر میکانزم کے بارے میں عملی طور پر کچھ معلوم نہیں تھا۔

Vanderhaeghen کے بارے میں سوچنا شروع کیا کہ نیوران کے بلڈنگ بلاکس کہاں سے آتے ہیں۔ انہوں نے کہا کہ نیوران بنانے کے لیے یہ ایک انتہائی پیچیدہ عمارت بنانے جیسا ہے۔ "آپ کو کچھ اچھی لاجسٹکس کی ضرورت ہے۔" خلیوں کو بڑھنے اور تقسیم کرنے کے لیے نہ صرف توانائی بلکہ خام مال کا ذریعہ بھی درکار ہوتا ہے۔

اسے شبہ تھا کہ مائٹوکونڈریا ان بلڈنگ بلاکس کو فراہم کر سکتا ہے۔ آرگنیلز سیل کی نشوونما اور میٹابولزم کی کلید ہیں۔ وہ توانائی پیدا کرتے ہیں، انہیں "خلیہ کا پاور ہاؤس" کا نام دیا جاتا ہے، اور وہ امینو ایسڈ اور نیوکلیوٹائڈز بنانے اور جین کے اظہار کو منظم کرنے کے لیے ضروری میٹابولائٹس بھی پیدا کرتے ہیں۔

مائٹوکونڈریا کا کلاسک نظریہ یہ ہے کہ وہ سیل کی زندگی کے دورانیے میں تبدیل نہیں ہوتے ہیں۔ "وہ سیل میں صرف اتنا ہی اچھا، دلکش ساسیج ہیں، اور وہ توانائی فراہم کرتے ہیں،" وانڈر ہیگن نے کہا۔ لیکن جب وہ اور Ryohei Iwataاپنی لیبارٹری میں ایک پوسٹ ڈاکٹرل اسکالر نے نیوران کی نشوونما کو زیادہ قریب سے دیکھا، انہوں نے دیکھا کہ مائٹوکونڈریا کو بھی نشوونما کے لیے وقت درکار ہے۔

نوجوان نیوران، انہوں نے رپورٹ کیا۔ سائنس، میں کچھ مائٹوکونڈریا تھا، اور جو ان کے پاس تھے وہ بکھرے ہوئے تھے اور بہت کم توانائی پیدا کرتے تھے۔ پھر، جیسے جیسے نیوران پختہ ہوئے، مائٹوکونڈریا تعداد، سائز اور میٹابولک سرگرمی میں اضافہ ہوا۔ مزید یہ کہ تبدیلیاں انسانوں کے مقابلے چوہوں میں زیادہ تیزی سے ہوئیں۔ بنیادی طور پر، نظام کو پیمانہ بنایا گیا: مائٹوکونڈریا کی پختگی دونوں انواع میں نیوران کی پختگی کے ساتھ ہم آہنگ رہی۔

یہ دریافت Vanderhaeghen اور Iwata کو اہم قرار دیا۔ اور اس نے انہیں حیرت میں ڈال دیا کہ کیا مائٹوکونڈریا پرجاتیوں کے درمیان ترقیاتی رفتار میں وسیع فرق کو چلانے والی خاموش ڈرم بیٹ ہو سکتی ہے۔

ریڑھ کی ہڈی کو کیسے بڑھایا جائے۔

جنین کی نشوونما کی رفتار کا مطالعہ کرنے کے لیے ایک کلاسک ماڈل ریڑھ کی ہڈی کا نمونہ ہے۔ تمام فقاریوں کی ریڑھ کی ہڈی ہوتی ہے جو کشیرکا حصوں کی ایک تار پر مشتمل ہوتی ہے، لیکن انواع اپنی تعداد اور سائز میں مختلف ہوتی ہیں۔ اس لیے ایک فطری سوال ان ترقیاتی میکانزم کے بارے میں پیدا ہوتا ہے جو اس ضروری فقاری خصوصیت کو جنم دیتے ہیں اور جانوروں کی بادشاہی میں اس کے بہت سے تغیرات کو جنم دیتے ہیں۔

1997 میں، ترقیاتی ماہر حیاتیات اولیور پورکیاب ہارورڈ میڈیکل اسکول میں، سب سے پہلے ایک مالیکیولر آسکیلیٹر کا انکشاف ہوا جسے سیگمنٹیشن کلاک کہا جاتا ہے جو اس میکانزم کو چلاتا ہے جو کشیرکا ریڑھ کی ہڈی کو نمونہ بناتا ہے۔ چکن ایمبریو کے ساتھ کام کرتے ہوئے، ان کی ریسرچ ٹیم نے ان اہم کھلاڑیوں کی نشاندہی کی جن کا اظہار برانن ٹشو میں ہر کشیرکا طبقہ کی تشکیل کے دوران ہوتا ہے۔ سیگمنٹیشن کلاک جین کے اظہار کے دوغلوں کو متحرک کرتی ہے، جس کی وجہ سے خلیے ان کی ردعمل میں اتار چڑھاؤ کا باعث بنتے ہیں جو کہ سر سے دم تک منتقل ہوتے ہیں۔ جب ویو فرنٹ ریسپانسیو سیلز کا سامنا کرتا ہے تو ایک سیگمنٹ بنتا ہے۔ اس طرح، کلاک اور ویو فرنٹ میکانزم ریڑھ کی ہڈی کی متواتر تنظیم کو کنٹرول کرتا ہے۔

سیگمنٹیشن کلاک کو آرکیسٹریٹ کرنے والے جین تمام پرجاتیوں میں محفوظ ہیں۔ تاہم، گھڑی کا دورانیہ - ایک دولن میں دو چوٹیوں کے درمیان کا وقت - نہیں ہے۔ کئی سالوں سے، ترقیاتی جینیاتی ماہرین اس کی وضاحت کرنے کے لیے نقصان میں تھے: ان کے پاس بڑھتے ہوئے جنین میں گھڑی کو درست طریقے سے ہیرا پھیری کرنے کے لیے جینیاتی اوزار نہیں تھے۔ لہٰذا، 2008 کے آس پاس، پورکی نے لیب میں میکانزم کو بہتر طریقے سے جدا کرنے کے طریقے تیار کرنا شروع کر دیے۔

اس وقت، "یہ کل سائنس فکشن کی طرح لگتا تھا،" انہوں نے کہا۔ لیکن یہ خیال اگلی دہائی کے دوران زیادہ قابل فہم ہو گیا، کیونکہ پورکی کی لیب اور دنیا بھر کے دیگر افراد نے جنین کے اسٹیم سیلز کی ثقافت سیکھی اور یہاں تک کہ organoids کی تعمیر — جیسے ریٹنا، گٹ یا منی دماغ — ایک ڈش میں۔

Pourquié اور Diaz Cuadros، جو اس وقت اس کے گریجویٹ طالب علم تھے، نے ماؤس اور انسانی اسٹیم سیلز میں گھڑی کو دوبارہ تیار کرنے کا ایک طریقہ تلاش کیا۔ ابتدائی تجربات میں، انہوں نے دیکھا کہ گھڑی کا دورانیہ چوہوں میں تقریباً دو گھنٹے چلتا ہے، جب کہ انسانی خلیات میں ایک دوغلا پن مکمل کرنے میں تقریباً پانچ گھنٹے لگتے ہیں۔ یہ پہلا موقع تھا جب کسی نے انسانوں میں سیگمنٹیشن کلاک پیریڈ کی نشاندہی کی تھی۔

دیگر لیبز نے بھی اسٹیم سیل بائیولوجی میں ترقی کے وقت کے بارے میں دیرینہ سوالات سے نمٹنے کے لیے ان پیش رفت کے امکانات کو دیکھا۔ 2020 میں، دو ریسرچ گروپس - ایک کی قیادت مکی ایبیسویا بارسلونا میں یورپی مالیکیولر بائیولوجی لیبارٹری میں اور دوسری طرف سے جیمز برسکو لندن میں فرانسس کرک انسٹی ٹیوٹ میں - آزادانہ طور پر دریافت کیا کہ خلیے میں بنیادی سالماتی عمل ترقی کی رفتار کے ساتھ دھڑکتے رہتے ہیں۔ انہوں نے مطالعات شائع کیں۔ کی طرف by کی طرف in سائنس.

ایبیسویا کی ٹیم سالماتی رد عمل کی شرح میں فرق کو سمجھنا چاہتی تھی - جین کے اظہار اور پروٹین کے انحطاط - جو ہر گھڑی کے چکر کو چلاتے ہیں۔ انہوں نے پایا کہ دونوں عمل ماؤس کے خلیوں میں انسانوں کے مقابلے میں دو گنا تیزی سے کام کرتے ہیں۔

برسکو نے اس کے بجائے ریڑھ کی ہڈی کی ابتدائی نشوونما کو دیکھا۔ سیگمنٹیشن کلاک سائیکل کی طرح، نیوران کی تفریق کا عمل - بشمول جین کی ترتیب کا اظہار اور پروٹین کا ٹوٹنا - چوہوں کے مقابلے انسانوں میں متناسب طور پر پھیلا ہوا تھا۔ برسکو نے کہا کہ "انسانی برانن سٹیم سیلز کا استعمال کرتے ہوئے ترقی کے ایک ہی مرحلے تک پہنچنے میں دو سے تین گنا زیادہ وقت لگتا ہے۔"

ایسا لگتا تھا جیسے ہر خلیے کے اندر ایک میٹرنوم ٹک ٹک کر رہا تھا۔ پینڈولم کے ہر جھولے کے ساتھ، مختلف قسم کے سیلولر عمل — جین کا اظہار، پروٹین کا انحطاط، خلیے کی تفریق اور جنین کی نشوونما — سبھی رفتار برقرار رکھتے اور وقت پر رہتے ہیں۔

لیکن کیا یہ چوہوں اور انسانوں کے علاوہ تمام فقاری جانوروں کے لیے ایک عام اصول تھا؟ یہ جاننے کے لیے، Ebisuya کے گریجویٹ طالب علم جارج لازارو ایک "سٹیم سیل چڑیا گھر" بنایا، جس میں مختلف قسم کے ستنداریوں کے خلیات ہیں: چوہے، خرگوش، مویشی، گینڈے، انسان اور مارموسیٹس۔ جب اس نے ہر ایک پرجاتی کی سیگمنٹیشن کلاک کو دوبارہ تیار کیا تو اس نے دیکھا کہ بائیو کیمیکل ری ایکشن کی رفتار ہر ایک میں سیگمنٹیشن کلاک پیریڈ کے ساتھ تال میں رہتی ہے۔

مزید یہ کہ گھڑی کی رفتار جانوروں کے سائز کے مطابق نہیں تھی۔ ماؤس کے خلیے گینڈے کے خلیات سے زیادہ تیزی سے دوہرتے ہیں، لیکن انسانی خلیے گینڈے کے خلیات سے زیادہ آہستہ سے گھومتے ہیں، اور مارموسیٹ خلیوں میں سب سے سست رفتاری ہوتی ہے۔

حقائق وشواہد، میں شائع سیل اسٹیم سیل جون میں، تجویز کیا کہ بائیو کیمیکل رد عمل کی رفتار ترقیاتی وقت کو منظم کرنے کے لیے ایک عالمگیر طریقہ کار ہو سکتی ہے۔

انہوں نے مالیکیولر بائیولوجی کے مرکزی عقیدہ کے ایک اہم لیکن نظر انداز شدہ پہلو کی حدود کو بھی آگے بڑھایا۔ "ہم نقل، ترجمہ اور پروٹین کے استحکام کے بارے میں بات کر رہے ہیں،" Diaz-Cuadros نے کہا۔ ہر کسی نے سوچا تھا کہ وہ تمام ممالیہ یا فقاری پرجاتیوں میں ایک جیسے ہیں، "لیکن اب ہم جو کہہ رہے ہیں وہ یہ ہے کہ مرکزی عقیدہ کی رفتار پرجاتیوں سے متعلق ہے، اور میرے خیال میں یہ کافی دلکش ہے۔"

پروٹین بنائیں یا توڑیں۔

گھڑی، پھر، ایک میکانزم سے نکلتی ہے جو پرجاتیوں میں بائیو کیمیکل رد عمل کی رفتار کا تعین کرتا ہے. ٹریسا ریون جب وہ اس کی اصلیت کو ننگا کرنا چاہتی تھی۔ دیکھا موٹر نیوران مختلف ہوتے ہیں۔ اس کی لندن لیبارٹری میں، جہاں اس نے برسکو کے تحت تعلیم حاصل کی۔

اس نے جینیاتی طور پر ترقی پذیر ماؤس اور انسانی نیوران کو فلوروسینٹ پروٹین کا اظہار کرنے کے لیے انجنیئر کیا، جو صحیح طول موج پر لیزر کے ذریعے پرجوش ہونے پر چمکتا ہے۔ پھر اس نے متعارف کرائے گئے پروٹین کو انحطاط کے ساتھ دیکھا۔ اس کی حیرت کی بات یہ ہے کہ وہی فلوروسینٹ پروٹین انسانی خلیات کے مقابلے ماؤس کے خلیوں میں زیادہ تیزی سے الگ ہو گئے، نیوران کی نشوونما کے ساتھ وقت کو مدنظر رکھتے ہوئے۔ اس نے اسے تجویز کیا کہ انٹرا سیلولر ماحول میں کسی چیز نے تنزلی کی رفتار طے کی۔

"اگر آپ کسی ماہر حیاتیات سے پوچھیں، 'آپ پروٹین کے استحکام کا تعین کیسے کرتے ہیں؟' وہ آپ کو بتائیں گے کہ یہ ترتیب کے مطابق ہے،" ریون نے کہا، جو اب کیمبرج، انگلینڈ میں بابرہام انسٹی ٹیوٹ میں اپنی لیب کی قیادت کرتی ہیں۔ "تاہم، ہم نے پایا کہ حقیقت میں ایسا نہیں ہے۔ ہم سوچتے ہیں کہ یہ وہ مشینری ہو سکتی ہے جو پروٹین کو کم کر رہی ہے جو شاید کردار ادا کر رہی ہو۔

لیکن وہ اور اس کا گروپ صرف ایک سیل کی قسم میں دیکھ رہے تھے۔ اگر مختلف ٹشوز میں سیل کی اقسام مختلف شرحوں پر نشوونما پاتی ہیں، تو کیا ان کے پروٹین بھی مختلف شرحوں پر کم ہو جائیں گے؟

مائیکل ڈورٹی ہائیڈل برگ میں یورپی مالیکیولر بائیولوجی لیبارٹری میں یہ سوچ کر اس سوال کو کھوج رہا تھا کہ درجہ حرارت ترقی کو کیسے متاثر کرتا ہے۔ بہت سے جانور، کیڑوں سے لے کر مچھلی تک، زیادہ درجہ حرارت پر پالنے پر تیزی سے نشوونما پاتے ہیں۔ حیرت انگیز طور پر، اس نے مشاہدہ کیا کہ گرم ماحول میں پرورش پانے والے زیبرا مچھلی کے جنین میں، کچھ خلیوں کی نشوونما کی رفتار دوسروں کے مقابلے میں تیز ہوتی ہے۔

In ایک پری پرنٹ اس نے پچھلے سال پوسٹ کیا تھا، اس نے ایک وضاحت کی تھی جس میں وہ مشینری شامل تھی جو پروٹین کو بناتی اور ان کو کم کرتی ہے۔ کچھ خلیوں کی اقسام کو دوسروں کے مقابلے میں زیادہ حجم یا زیادہ پیچیدہ پروٹین کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس کے نتیجے میں، کچھ سیل اقسام دائمی طور پر "ان پروٹین کوالٹی کنٹرول میکانزم پر بوجھ ڈال رہے ہیں،" انہوں نے کہا۔ جب درجہ حرارت بڑھتا ہے، تو ان میں پروٹین کی اعلیٰ ضروریات کو پورا کرنے کی صلاحیت نہیں ہوتی، اور اس لیے ان کی اندرونی گھڑی تیز رفتاری اور رفتار برقرار رکھنے میں ناکام رہتی ہے۔

اس لحاظ سے، حیاتیات ایک واحد گھڑی کو برقرار نہیں رکھتے، لیکن بہت سے ٹشوز اور سیل کی اقسام کے لیے بہت سی گھڑیاں رکھتے ہیں۔ ارتقائی لحاظ سے، یہ کوئی بگ نہیں بلکہ ایک خصوصیت ہے: جب بافتیں ایک دوسرے کے ساتھ ہم آہنگی سے باہر ہوتی ہیں، تو جسم کے اعضاء مختلف شرحوں پر بڑھ سکتے ہیں - جو متنوع حیاتیات یا حتیٰ کہ نئی نسلوں کے ارتقاء کا باعث بن سکتے ہیں۔

یہ ایسا ہی تھا جیسے انہوں نے خلیے کے اندرونی میٹرنوم کی ٹیوننگ نوب کو دریافت کیا تھا، جو انہیں برانن کی نشوونما کی رفتار کو تیز یا کم کرنے دیتا ہے۔ "یہ جین ریگولیٹری فن تعمیر میں فرق نہیں ہے جو وقت میں ان اختلافات کی وضاحت کرتا ہے،" پورکی نے کہا۔ نتائج یہ تھے۔ میں شائع فطرت، قدرت اس سال کے اوائل.

یہ میٹابولک ٹیوننگ نوب صرف ترقی پذیر ایمبریو تک محدود نہیں تھا۔ اس دوران Iwata اور Vanderhaeghen نے یہ معلوم کیا کہ کیسے منشیات اور جینیات کو پختہ ہونے والے نیورونز کے میٹابولک ٹیمپو کے ساتھ کھلونے کے لیے استعمال کیا جائے - ایک ایسا عمل جو صرف چند دنوں تک چلنے والی سیگمنٹیشن کلاک کے برعکس، کئی ہفتے یا مہینے لگتے ہیں۔ جب ماؤس نیوران کو زیادہ آہستہ آہستہ توانائی پیدا کرنے پر مجبور کیا گیا تو، نیوران بھی آہستہ آہستہ پختہ ہو گئے۔ اس کے برعکس، فارماسولوجیکل طور پر انسانی نیوران کو تیز رفتار راستے کی طرف منتقل کر کے، محققین ان کی پختگی کو تیز کر سکتے ہیں۔ نتائج یہ تھے۔ میں شائع سائنس جنوری میں.

Vanderhaeghen کے لیے، ان کے تجربات کا نتیجہ واضح ہے: "میٹابولک ریٹ ترقی کے وقت کو آگے بڑھا رہا ہے۔"

پھر بھی، یہاں تک کہ اگر میٹابولزم دیگر تمام سیلولر عملوں کا اپ اسٹریم ریگولیٹر ہے، تو ان اختلافات کو جینیاتی ضابطے میں واپس آنا چاہیے۔ یہ ممکن ہے کہ مائٹوکونڈریا ڈیولپمنٹ جینز کے اظہار کے وقت پر اثر انداز ہو یا جو پروٹین بنانے، برقرار رکھنے اور ری سائیکل کرنے کی مشینری میں شامل ہوں۔

ایک امکان، Vanderhaeghen نے قیاس کیا، یہ ہے کہ مائٹوکونڈریا سے میٹابولائٹس اس عمل کے لیے ضروری ہیں جو جینوم میں فولڈ ڈی این اے کو گاڑھا یا پھیلاتا ہے تاکہ اسے پروٹین بنانے کے لیے نقل کیا جا سکے۔ ہو سکتا ہے، اس نے تجویز کیا، وہ میٹابولائٹس ٹرانسکرپشن کی شرح کو محدود کرتے ہیں اور عالمی سطح پر اس رفتار کو طے کرتے ہیں جس پر جین ریگولیٹری نیٹ ورکس کو آن اور آف کیا جاتا ہے۔ تاہم، یہ صرف ایک خیال ہے، جسے تجرباتی پیک کھولنے کی ضرورت ہے۔

یہ بھی سوال ہے کہ مائٹوکونڈریا کو سب سے پہلے کس چیز نے ٹک کیا ہے۔ Diaz Cuadros کے خیال میں اس کا جواب DNA میں ہونا چاہیے: "ان کے جینوم میں کہیں نہ کہیں، ماؤس اور انسان کے درمیان ایک ترتیب کا فرق ہونا چاہیے جو ترقی کی شرح میں اس فرق کو انکوڈ کر رہا ہے۔"

"ہمیں ابھی تک نہیں معلوم کہ یہ فرق کہاں ہے،" انہوں نے کہا۔ "ہم بدقسمتی سے ابھی تک اس سے بہت دور ہیں۔"

اس جواب کو تلاش کرنے میں وقت لگ سکتا ہے، اور مائٹوکونڈریل گھڑی کی طرح، سائنسی پیشرفت اپنی رفتار سے آگے بڑھتی ہے۔

تصحیحات، 18 ستمبر 2023
تعارف میں، یہ واضح کرنے کے لیے ایک جملے پر نظر ثانی کی گئی تھی کہ یہ جین کے اظہار کی شرح ہے، مجموعی میٹابولک ریٹ نہیں، جو ترقی کی رفتار کو آگے بڑھانے میں مدد کرتا ہے۔ مضمون کو یہ درست کرنے کے لیے بھی اپ ڈیٹ کیا گیا تھا کہ اسٹیم سیل چڑیا گھر میں کون سی انواع سب سے تیز اور سب سے سست سیگمنٹیشن کلاک دولن ہیں۔