एक नए माउस मॉडल का उपयोग करके जीन अभिव्यक्ति में मुख्य अंतर्दृष्टि को अनलॉक करना

जैसा कि साइंस टोक्यो के शोधकर्ताओं ने बताया है, एक नया विकसित माउस मॉडल डीएनए ट्रांसक्रिप्शन के दौरान आरएनए पॉलीमरेज़ II (आरएनएपी2) के वास्तविक समय के दृश्य को सक्षम बनाता है। टीम ने चूहों को एक फ्लोरोसेंट एंटीबॉडी का उत्पादन करने के लिए इंजीनियर किया जो सक्रिय प्रतिलेखन के दौरान विशेष रूप से आरएनएपी2 से जुड़ता है। उनके दृष्टिकोण ने जीवित कोशिकाओं में प्रतिलेखन साइटों की सुपर-रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग को सक्षम किया, जिससे कोशिका प्रकारों और विकासात्मक स्थितियों में जीन अभिव्यक्ति की गतिशीलता में अंतर का पता चला।

प्रतिलेखन एक सेलुलर प्रक्रिया है जिसके द्वारा डीएनए से आरएनए का उत्पादन होता है – जीन अभिव्यक्ति में एक महत्वपूर्ण कदम और अंततः, प्रोटीन और कार्यात्मक आरएनए अणुओं का संश्लेषण। प्रतिलेखन में एक आवश्यक खिलाड़ी आरएनए पॉलीमरेज़ II (आरएनएपी2) है, एक बड़ा प्रोटीन कॉम्प्लेक्स जो डीएनए को खोलता है और आरएनए स्ट्रैंड के संश्लेषण का समन्वय करता है।

RNAP2 की यात्रा को दो प्रमुख चरणों में विभाजित किया जा सकता है: आरंभ और विस्तार। दीक्षा के दौरान, कॉम्प्लेक्स जीन के शुरुआती बिंदु पर बस जाता है और आरएनए के पहले छोटे हिस्से का निर्माण शुरू कर देता है। एक विराम के बाद, आरएनएपी2 बढ़ाव पर स्विच करता है, जिसके दौरान यह जीन के साथ यात्रा करता है और आरएनए स्ट्रैंड को लगातार विस्तारित करता है जब तक कि पूर्ण प्रतिलेख तैयार नहीं हो जाता।

जीन अभिव्यक्ति को कैसे नियंत्रित किया जाता है इसकी विस्तार से जांच करने के लिए, वैज्ञानिकों को RNAP2 को क्रिया में देखने की आवश्यकता है। हालाँकि, वर्तमान में उपलब्ध उपकरण, जैसे कि फ्लोरोसेंटली टैग किए गए RNAP2, आरंभ और बढ़ाव के दौरान RNAP2 द्वारा लिए जाने वाले रूपों के बीच स्पष्ट रूप से अंतर नहीं कर सकते हैं।

इस पृष्ठभूमि के खिलाफ, जापान के इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस टोक्यो में इंटीग्रेटेड रिसर्च इंस्टीट्यूट के सेल बायोलॉजी सेंटर के प्रोफेसर हिरोशी किमुरा के नेतृत्व में एक शोध टीम ने एक अभिनव माउस मॉडल विकसित किया जो बढ़ाव के दौरान आरएनएपी 2 के विवो विज़ुअलाइज़ेशन को सक्षम बनाता है। में प्रकाशित जर्नल ऑफ़ मॉलिक्यूलर बायोलॉजी 13 अगस्त, 2025 को, यह अध्ययन जीन अभिव्यक्ति और विवो में इसके नियामक तंत्र की अधिक संपूर्ण समझ की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है।

मॉडल Ser2 फॉस्फोराइलेशन (Ser2ph) का पता लगाने पर केंद्रित है, जो एक महत्वपूर्ण आणविक संशोधन है जो RNAP2 बढ़ाव के दौरान गुजरता है और बनाए रखता है। शोधकर्ताओं ने आनुवंशिक रूप से चूहों को एक संशोधन-विशिष्ट फ्लोरोसेंट इंट्रासेल्युलर एंटीबॉडी (जिसे “मिंटबॉडी” भी कहा जाता है) व्यक्त करने के लिए इंजीनियर किया, जो विशेष रूप से Ser2ph-संशोधित RNAP2 से जुड़ता है। सुपर-रिज़ॉल्यूशन प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके, टीम विभिन्न ऊतकों से जीवित कोशिकाओं के नाभिक में प्रतिलेखन बढ़ाव के फॉसी को स्पष्ट रूप से देखने में सक्षम थी।

किमुरा कहते हैं, “हमारी विधि ने माउस ऊतकों में जीन प्रतिलेखन गतिविधि के गतिशील पैटर्न का खुलासा किया जो पहले केवल निश्चित नमूनों में ही देखे जा सकते थे।”

शोधकर्ताओं ने तब विश्लेषण किया कि प्रतिलेखन साइटों की संख्या और गतिशीलता में चिह्नित अंतरों को देखते हुए, कोशिका प्रकार और विकासात्मक स्थिति के आधार पर प्रतिलेखन बढ़ाव कैसे भिन्न होता है। उदाहरण के लिए, प्लीहा में प्रतिरक्षा कोशिकाओं ने अद्वितीय प्रतिलेखन पैटर्न प्रदर्शित किया, और प्रसार करने वाली कोशिकाएं आम तौर पर विभेदित (परिपक्व) कोशिकाओं की तुलना में अधिक मोबाइल प्रतिलेखन फ़ॉसी प्रदर्शित करती हैं।

कुल मिलाकर, ये प्रयोग दर्शाते हैं कि कैसे प्रस्तावित दृष्टिकोण प्रतिलेखन की जटिल प्रक्रिया पर प्रकाश डाल सकता है। किमुरा ने निष्कर्ष निकाला, “नव विकसित माउस मॉडल विवो में ट्रांसक्रिप्शनल विनियमन का अध्ययन करने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण प्रदान करता है, जिसमें सेलुलर स्तर पर विकास, भेदभाव, पर्यावरणीय प्रतिक्रियाओं, उम्र बढ़ने और रोग तंत्र को समझने के लिए व्यापक निहितार्थ हैं।” “यह चिकित्सीय विकास और सटीक चिकित्सा में भविष्य के अनुप्रयोगों के लिए भी वादा करता है।”