एक जीव की कोशिकाओं में लगभग समान DNA होता है, लेकिन वे अलग-अलग तरह से काम करती हैं। यह मस्तिष्क में विशेष रूप से स्पष्ट है: इसके विभिन्न क्षेत्र अलग-अलग जीन सक्रिय करते हैं और अलग-अलग कार्यों के लिए जिम्मेदार होते हैं। यहाँ DNA और RNA के रासायनिक संशोधन महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं - ये विशेष चिह्न हैं जो प्रभावित करते हैं कि कोशिका आनुवंशिक जानकारी कैसे पढ़ती है।
समस्या यह है कि लंबे समय तक ऊतक का विश्लेषण अक्सर एक समान नमूने के रूप में किया जाता था। यह दृष्टिकोण सुविधाजनक है, लेकिन यह पड़ोसी क्षेत्रों के बीच महत्वपूर्ण अंतर मिटा देता है।
एक प्राचीन संग्रह की कल्पना करें जहाँ प्रत्येक स्क्रॉल पर ऐसे प्रतीक अंकित हैं जो केवल विशेष प्रकाश में दिखाई देते हैं। ये संकेत बताते हैं कि पाठ कैसे पढ़ा जाए। DREAMS लगभग इसी तरह काम करता है: यह कोशिकाओं की आणविक विशेषताओं को उजागर करता है और दिखाता है कि ऊतक में आनुवंशिक जानकारी पढ़ने से संबंधित संकेत कहाँ वितरित हैं। यह केवल एक नया तकनीकी उपकरण नहीं है - यह एपिजेनेटिक रोगों का नए तरीके से अध्ययन करने में मदद कर सकता है।
DREAMS विधि - DNA RNA Elements Areal Mass Spectrometry - पत्रिका में प्रस्तुत की गई है Nature Cell Biology। यह आणविक डेटा में एक स्थानिक आयाम जोड़ता है। यह मास स्पेक्ट्रोमेट्री इमेजिंग पर आधारित है: आवेशित सूक्ष्म बूंदों की एक धारा ऊतक के पतले खंड की सतह से अणुओं को निकालती है, जिसके बाद उपकरण उनकी संरचना निर्धारित करता है।
शोधकर्ताओं की रुचि मुक्त संशोधित न्यूक्लियोसाइड्स में है - DNA और RNA के टूटने और नवीनीकरण के उत्पाद। उनका वितरण अप्रत्यक्ष रूप से संबंधित संशोधनों की स्थिति का संकेत दे सकता है। हालाँकि, DREAMS अणु के किसी विशेष भाग पर सीधे चिह्न नहीं दिखाता है और यह अनुक्रमण का विकल्प नहीं है। इसकी ताकत कहीं और है: यह विधि असामान्य आणविक प्रोफ़ाइल वाले क्षेत्रों को तेज़ी से खोजने और उन्हें अधिक विस्तृत विश्लेषण के लिए चुनने की अनुमति देती है।
जब DREAMS को माउस के मस्तिष्क पर लागू किया गया, तो इसने उल्लेखनीय विषमता का पता लगाया। मस्तिष्क के विभिन्न क्षेत्रों में संशोधित न्यूक्लियोसाइड्स के अलग-अलग सेट थे, जिनमें 5-मेथिलसाइटोसिन और अधिक दुर्लभ यौगिक शामिल थे। परिणामस्वरूप, पूरे ऊतक की औसत तस्वीर कई स्वतंत्र आणविक परिदृश्यों में विभाजित हो गई।
TET परिवार के एंजाइमों के बिगड़ा कार्य वाले जानवरों में विशेष रूप से दिलचस्प डेटा प्राप्त हुआ। ये एंजाइम साइटोसिन के संशोधित रूपों के रूपांतरण में शामिल हैं और DNA की एपिजेनेटिक स्थिति को विनियमित करने में मदद करते हैं। हालाँकि, DREAMS ने न केवल DNA संशोधनों में, बल्कि N¹-मेथिलएडेनोसिन (m¹A) में भी परिवर्तन दिखाए - एक यौगिक जो मुख्य रूप से RNA से जुड़ा है।
m¹A के स्तर में परिवर्तन ट्रांसक्रिप्टोम में परिवर्तन के साथ थे। यह TET1-निर्भर प्रक्रियाओं और RNA विनियमन के बीच संभावित संबंध का संकेत देता है। दूसरे शब्दों में, एपिजीनोमिक्स और एपिट्रांसक्रिप्टोमिक्स के बीच की सीमा उतनी स्पष्ट नहीं हो सकती जितनी आमतौर पर मानी जाती है।
लेकिन बहुत व्यापक निष्कर्ष निकालना अभी जल्दबाजी होगी। परिणाम यह साबित नहीं करते कि TET1 सार्वभौमिक रूप से RNA संशोधनों को नियंत्रित करता है। अध्ययन मुख्य रूप से माउस ऊतकों पर किया गया था, और DREAMS के संकेत स्वयं कारण-प्रभाव संबंध नहीं दिखाते हैं। तकनीकी सीमाएँ भी हैं: समान गुणों वाले अणुओं को अलग करना मुश्किल हो सकता है, और दुर्लभ संशोधन पता लगाने की सीमा से नीचे हो सकते हैं। इसलिए, प्राप्त डेटा की पुष्टि अनुक्रमण और अन्य तरीकों से की जानी चाहिए।
DREAMS का सबसे बड़ा लाभ संभवतः ट्रांसक्रिप्टोमिक्स, सेल प्रकार मैपिंग और स्थानिक जीव विज्ञान की अन्य तकनीकों के साथ संयोजन में होगा। ऐसा व्यापक दृष्टिकोण आणविक परिवर्तनों को केवल पूरे अंग से नहीं, बल्कि ऊतक के एक विशिष्ट क्षेत्र और उसके सेलुलर वातावरण से जोड़ने की अनुमति देगा।
DREAMS आधुनिक जीव विज्ञान के सामान्य बदलाव को दर्शाता है - औसत मापदंडों से विस्तृत स्थानिक मानचित्रों की ओर। अब यह जानना महत्वपूर्ण है कि DNA, एपिजीनोम या RNA में क्या बदला, बल्कि यह भी कि यह वास्तव में कहाँ हुआ। यह विधि स्पष्ट रूप से दिखाती है: यहाँ तक कि एक ऊतक भी कई अलग-अलग आणविक परिदृश्यों से बना हो सकता है, जो औसत नमूने के विश्लेषण में पूरी तरह से गायब हो जाते हैं।
