मानव जीनोम को अनुक्रमित करने से चिकित्सा में क्रांति आ गई, लेकिन वैज्ञानिकों को जल्द ही एहसास हुआ कि आनुवंशिक ब्लूप्रिंट अकेले शरीर की गतिविधियों को प्रकट नहीं कर सकते। इसके लिए प्रोटिओम को समझने की आवश्यकता है - हमारे जीन द्वारा व्यक्त किए गए सभी प्रोटीन जो सेलुलर मशीनरी बनाते हैं जो शरीर के अधिकांश कार्य करते हैं। अब, अणुओं का एक और समूह जिसे लिपोसोम्स कहा जाता है - हमारे शरीर में सभी लिपिड - मानव शरीर विज्ञान के अधिक विवरण भर रहे हैं।
मानव लिपोसोम, जिसमें मानव शरीर के सभी लिपिड शामिल हैं, मानव शरीर क्रिया विज्ञान में उनकी भूमिका, विशेष रूप से आहार और आंतों के रोगाणुओं के प्रत्यक्ष प्रभाव और रोग हस्तक्षेप में उनकी क्षमता, विशेष रूप से टाइप 2 मधुमेह जैसे रोगों में उनकी रुचि के कारण बढ़ती रुचि है। एक हालिया अध्ययन में लिपोसोम्स पर गहराई से विचार किया गया, जिसमें इंसुलिन प्रतिरोध, उम्र बढ़ने और संक्रमण के प्रति प्रतिक्रिया जैसे स्वास्थ्य मार्करों के साथ उनके संबंध का पता चला, साथ ही जैविक उम्र बढ़ने की भविष्यवाणी करने और स्वास्थ्य हस्तक्षेपों का मार्गदर्शन करने की उनकी क्षमता का भी पता चला।
लिपिड वसा या तैलीय छोटे अणुओं का एक बड़ा वर्ग है, जिसमें ट्राइग्लिसराइड्स, कोलेस्ट्रॉल, हार्मोन और कुछ विटामिन शामिल हैं। हमारे शरीर में, वे कोशिका झिल्ली बनाते हैं, सेलुलर दूत के रूप में कार्य करते हैं, और ऊर्जा का भंडारण करते हैं; वे संक्रमण का जवाब देने और चयापचय को विनियमित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
हमारा जीनोम मूलतः स्थिर है। हमारा प्रोटीओम, हालांकि स्वास्थ्य और पर्यावरण से प्रभावित होता है, काफी हद तक जीन की कोडिंग से निर्धारित होता है। इसके विपरीत, हमारे लिपोसोम्स में सीधे तौर पर बदलाव किया जा सकता है, आंशिक रूप से इस बात से कि हम क्या खाते हैं और हमारे पेट में कौन से रोगाणु रहते हैं, जिससे लिपोसोम्स अधिक प्लास्टिक बन जाते हैं और शायद हस्तक्षेपों के प्रति अधिक प्रतिक्रियाशील हो जाते हैं। हालाँकि, लिपिड अणुओं की संख्या और विविधता (कम से कम हजारों) उनका अध्ययन करना कठिन बना देती है।
"लिपिड्स का बहुत कम अध्ययन किया गया है," स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में जेनेटिक्स के एफएसीएस प्रोफेसर माइकल स्नाइडर, पीएच.डी., डब्ल्यू. एशरमैन, एमडी, ने कहा। "वे शरीर में लगभग हर प्रक्रिया में शामिल होते हैं, लेकिन क्योंकि वे इतने विषम और असंख्य हैं, हम अधिकांश लिपिड की वास्तविक भूमिका नहीं जान सकते हैं।"
नेचर मेटाबॉलिज्म जर्नल में 11 सितंबर को प्रकाशित स्नाइडर लैब का एक नया अध्ययन, मानव लिपोसोम्स पर गहराई से नज़र डालने और यह ट्रैक करने वाले पहले अध्ययनों में से एक है कि वे स्वास्थ्य और बीमारी में कैसे बदलते हैं, खासकर टाइप 2 मधुमेह की शुरुआत के दौरान।
100 से अधिक प्रतिभागियों, जिनमें कई मधुमेह के उच्च जोखिम में थे, पर नौ वर्षों तक नज़र रखी गई, स्वस्थ होने पर हर तीन महीने में और बीमार होने पर हर कुछ दिनों में रक्त के नमूने दिए गए।
मास स्पेक्ट्रोमेट्री का उपयोग करते हुए, एक तकनीक जो आणविक द्रव्यमान और चार्ज द्वारा यौगिकों को अलग करती है, शोधकर्ताओं ने लगभग 800 लिपिड और इंसुलिन प्रतिरोध, वायरल संक्रमण, उम्र बढ़ने और बहुत कुछ के साथ उनके संबंध को सूचीबद्ध किया।
शोधकर्ताओं ने पाया कि जबकि प्रत्येक व्यक्ति के लिपोसोम्स की एक अनूठी प्रोफ़ाइल होती है और समय के साथ स्थिर रहती है, व्यक्ति के स्वास्थ्य की प्रगति के साथ कुछ प्रकार के लिपिड अनुमानित रूप से बदल जाते हैं।
उदाहरण के लिए, सूचीबद्ध लिपिड में से आधे से अधिक इंसुलिन प्रतिरोध से संबंधित हैं - जिसके परिणामस्वरूप टाइप 2 मधुमेह होता है जब शरीर की कोशिकाएं रक्त से ग्लूकोज लेने के लिए इंसुलिन का उपयोग करने में असमर्थ होती हैं। जबकि इंसुलिन प्रतिरोध का निदान रक्त शर्करा को मापकर किया जा सकता है, लिपोसोम में परिवर्तन को समझने से जैविक प्रक्रियाओं को उजागर करने में मदद मिल सकती है।
स्नाइडर की प्रयोगशाला में पूर्व पोस्टडॉक और अध्ययन के सह-प्रथम लेखक डैनियल हॉर्नबर्ग, पीएचडी, ने कहा, "किसी बीमारी से जुड़े प्रत्येक अणु के पास हमें तंत्र के बारे में अधिक बताने और संभावित रूप से एक लक्ष्य बनने का अवसर होता है जो रोग की प्रगति को प्रभावित करता है।"
शोधकर्ताओं ने 200 से अधिक लिपिड की भी पहचान की जो श्वसन वायरल संक्रमण के दौरान उतार-चढ़ाव करते हैं। इन लिपिड स्तरों में वृद्धि और गिरावट संक्रमण के प्रारंभिक चरण में शरीर की उच्च ऊर्जा चयापचय और सूजन प्रतिक्रिया से मेल खाती है और रोग के प्रक्षेपवक्र का संकेत दे सकती है। इंसुलिन प्रतिरोध वाले लोगों में संक्रमण के प्रति इन प्रतिक्रियाओं में कुछ असामान्यताएं होती हैं और टीकाकरण के प्रति प्रतिक्रिया कमजोर होती है।
प्रतिभागियों की उम्र 20 से 79 वर्ष के बीच थी और अध्ययन की अवधि लंबी थी, जिससे शोधकर्ताओं को यह देखने का मौका मिला कि उम्र बढ़ने के साथ लिपोसोम कैसे बदलते हैं। उन्होंने पाया कि अधिकांश लिपिड, जैसे कोलेस्ट्रॉल, उम्र के साथ बढ़ते हैं, लेकिन ओमेगा -3 फैटी एसिड सहित कुछ, उम्र के साथ कम हो जाते हैं। इसके अलावा, लिपोसोम्स के साथ उम्र बढ़ने के ये लक्षण हर किसी में एक ही दर से दिखाई नहीं देते हैं। उदाहरण के लिए, इंसुलिन प्रतिरोध इन संकेतों की शुरुआत को तेज करता प्रतीत होता है।
"यह एक दिलचस्प सवाल उठाता है: क्या लिपिड प्रोफाइल यह अनुमान लगा सकता है कि किसी व्यक्ति की जैविक उम्र बढ़ने की गति तेज है या धीमी है," अध्ययन के सह-प्रथम लेखक और स्नाइडर की प्रयोगशाला में एक अन्य पूर्व पोस्टडॉक SiWu, पीएच.डी. ने कहा।
वू ने कहा, एक और आश्चर्यजनक खोज यह थी कि कुछ लिपिड, जैसे कि ईथर-लिंक्ड फॉस्फेटिडाइलथेनॉलमाइन, जिसे एंटीऑक्सीडेंट माना जाता है और सेल सिग्नलिंग में शामिल होता है, बेहतर स्वास्थ्य से निकटता से जुड़े हुए थे। वे स्वास्थ्य की निगरानी के नए तरीकों या यहां तक कि आहार अनुपूरक के रूप में भी उम्मीदवार हो सकते हैं।
इसके बाद, स्नाइडर की प्रयोगशाला को विशिष्ट लिपिड और जीवनशैली में बदलाव के बीच सहसंबंधों का अध्ययन करने के लिए इस व्यापक सर्वेक्षण से सुराग मिलने की उम्मीद है।