बीजिंग -- शोधकर्ताओं ने फलों की मक्खियों के विकास के पूरे चक्र के दौरान एक व्यापक 3डी स्पैटियोटेम्पोरल मल्टी-ओमिक्स एटलस का निर्माण किया है, जो जैविक विकास के अणु स्तर की जानकारी प्रदान करता है।

यह नवाचार विकासात्मक दोषों और संबंधित रोग तंत्रों पर शोध को बढ़ाने की उम्मीद करता है। यह अध्ययन बीजीआई रिसर्च, जो हांग्जो में स्थित है, और शेनजेन में साउदर्न यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी के बीच एक सहयोग है, जिसे Cell पत्रिका में प्रकाशित किया गया है।

वैज्ञानिकों का कहना है कि जानवरों का विकास एक जटिल क्रियान्वयन प्रक्रिया है जिसमें जीन और कोशिकाएँ स्थानिक और समयिक सटीकता के साथ सहयोग करती हैं। फलों की मक्खियों का मॉडल जीव के रूप में उपयोग करते हुए, वे देखते हैं कि इसका विकास चक्र चार स्पष्ट चरणों में विकसित होता है: अंडा, लार्वा, प्यूपा और वयस्क। इस पूरे विकासात्मक प्रक्रिया की तुलना एक बारीकी से नियंत्रित "जीवित रंगमंच उत्पादन" से की जा सकती है, जहां प्रत्येक कोशिका का प्रवेश समय, स्थानिक स्थिति और विशिष्ट कोशिका प्रकारों में बाद में परिवर्तन सभी आनुवंशिक "स्क्रिप्ट" द्वारा नियंत्रित होते हैं।

शोध टीम ने बीजीआई की स्व-विकसित तकनीकों का उपयोग करते हुए 30 मिनट से दो घंटे के अंतराल पर फलों की मक्खियों के भ्रूण के गहन नमूनों का संग्रहण किया, इसके साथ लार्वल और प्यूपल चरणों के महत्वपूर्ण विकासात्मक समय बिंदुओं पर प्रणालीबद्ध नमूनों का संग्रहण किया गया।

यह रणनीति पूरे जीवन चक्र में 3.8 मिलियन से अधिक स्थानिक रूप से सुसंगत एकल-कोशिका ट्रांसक्रिप्टोम का विशाल डेटा सेट उत्पन्न करती है। स्पैटियो, एक स्पैटियोटेम्पोरल विश्लेषण के लिए एल्गोरिदम टूल का उपयोग करके, उन्होंने उच्च-resolution 3D मॉडल को फिर से बनाया, जो ऊतकों की आकृति और जीन अभिव्यक्ति की स्थानिक गतिशीलता को सटीक रूप से मैप करता है। इन डेटा को एकीकृत करके, शोधकर्ताओं ने एक विभेदन पथ मानचित्र बनाया, जिससे कोशिका भाग्य निर्णयों को निर्धारित करने वाले मौलिक आणविक तंत्रों का पता चला।

“विभिन्न जर्म परतों से कोशिकाएँ विशिष्ट विभेदन पथों का पालन करती हैं। ट्रांसक्रिप्शन कारक 'कोशिकीय निर्देशक' की तरह काम करते हैं, विशिष्ट भूमिकाओं को कोशिकाओं को असाइन करने के लिए जीनों को सक्रिय या दबाकर विभेदन का आयोजन करते हैं,” अध्ययन के सह-प्रथम लेखक वांग मिंग्यू ने कहा।

वांग ने बताया कि कई पहले से अज्ञात ट्रांसक्रिप्शन कारकों की पहचान की गई है, जो तंत्रिका तंत्र, आंत और अंतःस्रावी विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने की संभावना रखते हैं।

चूंकि लगभग 70 प्रतिशत मानव रोग संबंधी जीनों के फलों की मक्खियों में समकक्ष होते हैं, यह शोध मानव विकासात्मक रोगों के अध्ययन के लिए एक शक्तिशाली संदर्भ प्रदान करता है और जैव चिकित्सा अनुसंधान के लिए नए मार्गों की पेशकश करता है, वांग ने कहा।