माइक्रोआरएनए: वायरल संक्रमण और इसके महत्व में क्रिया के तंत्र की नई समझ

MicroRNAs या संक्षेप में miRNAs (एमआरएनए या मैसेंजर आरएनए के साथ भ्रमित नहीं होना) की खोज 1993 में की गई थी और पिछले दो दशकों में या तो जीन अभिव्यक्ति को विनियमित करने में उनकी भूमिका के लिए बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है। miRNAs को शरीर की विभिन्न कोशिकाओं और ऊतकों में भिन्न रूप से व्यक्त किया जाता है। क्वीन्स यूनिवर्सिटी, बेलफास्ट के वैज्ञानिकों द्वारा हाल ही में किए गए शोध ने प्रतिरक्षा प्रणाली के नियमन में miRNAs की यंत्रवत भूमिका का खुलासा किया है जब शरीर की कोशिकाओं को वायरस द्वारा चुनौती दी जाती है। इन निष्कर्षों से उपन्यास चिकित्सीय विकास के लक्ष्य के रूप में बीमारी और उनके शोषण की समझ में वृद्धि होगी।  

माइक्रोआरएनए या miRNAs विभेदन, चयापचय होमियोस्टैसिस, प्रसार और एपोप्टोसिस जैसी पोस्ट-ट्रांसक्रिप्शनल प्रक्रियाओं में उनकी भूमिका के लिए पिछले दो दशकों में लोकप्रियता हासिल की है। ^(1-5). miRNAs छोटे एकल-फंसे हुए हैं आरएनए अनुक्रम जो किसी भी प्रोटीन के लिए एन्कोड नहीं करते हैं। वे बड़े पूर्ववर्तियों से प्राप्त हुए हैं, जो डबल-स्ट्रैंडेड हैं आरएनए. का जैवजनन miRNA कोशिका के केंद्रक में शुरू होता है और इसमें प्राथमिक की उत्पत्ति शामिल होती है miRNA द्वारा प्रतिलेख आरएनए पोलीमरेज़ II के बाद एक एंजाइम कॉम्प्लेक्स द्वारा प्री-एमआईआरएनए हेयरपिन को मुक्त करने के लिए प्राथमिक प्रतिलेख की ट्रिमिंग की जाती है। मुख्य miRNA इसके बाद इसे साइटोप्लाज्म में निर्यात किया जाता है जहां इस पर DICER (एक प्रोटीन कॉम्प्लेक्स जो प्री-miRNA को विभाजित करता है) द्वारा कार्य किया जाता है, जिससे परिपक्व एकल-फंसे miRNA का उत्पादन होता है। परिपक्व miRNA खुद को RNA प्रेरित साइलेंसिंग कॉम्प्लेक्स (RISC) के हिस्से के रूप में एकीकृत करता है और लक्ष्य mRNAs में 3' अनट्रांसलेटेड क्षेत्रों (UTRs) के भीतर पाए जाने वाले पूरक क्षेत्रों में RISC को बांध कर पोस्ट-ट्रांसक्रिप्शनल जीन साइलेंसिंग को प्रेरित करता है। 

कहानी की शुरुआत 1993 में की खोज के साथ हुई miRNAs in सी एलिगेंस ली और उनके सहयोगियों द्वारा ⁽⁶⁾. यह देखा गया कि लिन-14 प्रोटीन को लिन-4 नामक एक अन्य ट्रांसक्राइब्ड जीन द्वारा डाउनरेगुलेट किया गया था और यह डाउनरेगुलेशन लार्वा के विकास के लिए आवश्यक था। सी एलिगेंस चरण L1 से L2 तक प्रगति में। प्रतिलेखित लिन-4 के परिणामस्वरूप लिन-14 के 3'यूटीआर क्षेत्र में पूरक बाइंडिंग के माध्यम से लिन-4 अभिव्यक्ति को डाउनरेगुलेट किया गया। mRNA, थोड़े बदलाव के साथ mRNA लिन-4 का स्तर। इस घटना को शुरू में विशिष्ट और विशिष्ट माना गया था सी. एलिगेंस, लगभग 2000 तक, जब वे अन्य जानवरों की प्रजातियों में खोजे गए थे ⁽⁷⁾. तब से, पौधों और जानवरों दोनों में miRNAs की खोज और अस्तित्व का वर्णन करने वाले शोध लेखों की बाढ़ आ गई है। 25000 से अधिक miRNAs अब तक खोजे जा चुके हैं और कई लोगों के लिए, जीव के जीव विज्ञान में उनकी सटीक भूमिका अभी भी अस्पष्ट बनी हुई है। 

miRNAs उनके द्वारा नियंत्रित एमआरएनए के 3 'यूटीआर' में पूरक साइटों के लिए बाध्य करके एमआरएनए को पोस्ट-ट्रांसक्रिप्शनल रूप से दबाकर उनके प्रभाव डालते हैं। एक मजबूत संपूरकता एमआरएनए को गिरावट के लिए निर्धारित करती है जबकि एक कमजोर संपूरकता एमआरएनए स्तरों में कोई परिवर्तन नहीं करती है लेकिन अनुवाद के अवरोध का कारण बनती है। यद्यपि ट्रांसक्रिप्शनल दमन में miRNA की प्रमुख भूमिका है, वे दुर्लभ मामलों में सक्रियकर्ताओं के रूप में भी कार्य करते हैं ⁽⁸⁾. भ्रूण अवस्था से अंग और अंग प्रणालियों के विकास के लिए जीन और जीन उत्पादों को विनियमित करके miRNAs जीव के विकास में एक अनिवार्य भूमिका निभाते हैं। ^(9-11). सेलुलर होमियोस्टैसिस को बनाए रखने में उनकी भूमिका के अलावा, miRNAs को कैंसर जैसी विभिन्न बीमारियों में भी शामिल किया गया है (miRNAs जीन के उत्प्रेरक और दमनकर्ता दोनों के रूप में कार्य करना), न्यूरोडीजेनेरेटिव विकार और हृदय संबंधी रोग। विभिन्न रोगों में उनकी भूमिका को समझने और स्पष्ट करने से रोग की रोकथाम के लिए सहवर्ती नए चिकित्सीय दृष्टिकोण के साथ नए बायोमार्कर की खोज हो सकती है। miRNAs रोग के प्रति प्रभावी प्रतिक्रिया स्थापित करने के लिए प्रतिरक्षा प्रणाली के जीन को विनियमित करके बैक्टीरिया और वायरस जैसे सूक्ष्म जीवों के कारण होने वाले संक्रमण के विकास और रोगजनन में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। वायरल संक्रमण के मामले में, टाइप I इंटरफेरॉन (आईएफएन अल्फा और आईएफएन बीटा) को एंटी-वायरल साइटोकिन्स के रूप में जारी किया जाता है जो बदले में प्रतिरक्षा प्रणाली को एक लड़ाकू प्रतिक्रिया देने के लिए नियंत्रित करता है। ⁽¹²) इंटरफेरॉन के उत्पादन को प्रतिलेखन और अनुवाद दोनों स्तरों पर कसकर नियंत्रित किया जाता है और मेजबान द्वारा एंटी-वायरल प्रतिक्रिया को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। हालांकि, वायरस इस प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को दबाने के लिए मेजबान कोशिकाओं को धोखा देने के लिए पर्याप्त रूप से विकसित हुए हैं, इसकी प्रतिकृति के लिए वायरस को लाभ प्रदान करते हैं और इस तरह रोग के लक्षणों को बढ़ाते हैं। ^{(12, 13)}. वायरल संक्रमण पर मेजबान द्वारा आईएफएन उत्पादन और संक्रमित वायरस द्वारा इसके दमन के बीच परस्पर क्रिया का कड़ा नियंत्रण उक्त वायरस के कारण होने वाली बीमारी की सीमा और अवधि को निर्धारित करता है। हालांकि IFN उत्पादन और संबंधित IFN प्रेरित जीन (ISGs) का ट्रांसक्रिप्शनल नियंत्रण अच्छी तरह से स्थापित है ⁽¹⁴⁾, अनुवाद नियंत्रण का तंत्र अभी भी मायावी बना हुआ है ⁽¹⁵⁾. 

मैकगिल विश्वविद्यालय, कनाडा और के शोधकर्ताओं द्वारा हाल ही में किया गया अध्ययन क्वींस विश्वविद्यालय, बेलफास्ट के अनुवादकीय नियंत्रण की यंत्रवत समझ प्रदान करता है आईएफएन उत्पादन जो IFN-बीटा उत्पादन को दबाने और miRNA, miR-4a की भागीदारी में 34EHP प्रोटीन की भूमिका पर प्रकाश डालता है। 4EHP, ifnb34 mRNA के miR-1a-प्रेरित ट्रांसलेशनल साइलेंसिंग को संशोधित करके IFN उत्पादन को डाउनरेगुलेट करता है। RNA वायरस और IFN बीटा इंडक्शन के साथ संक्रमण miR-34a miRNA के स्तर को बढ़ाता है, एक नकारात्मक प्रतिक्रिया नियामक लूप को ट्रिगर करता है जो IFN बीटा अभिव्यक्ति को 4EHP के माध्यम से दबाता है ⁽¹⁶⁾. वर्तमान महामारी के कारण इस अध्ययन का बहुत महत्व है COVID -19 (एक आरएनए वायरस के कारण होने वाला संक्रमण) क्योंकि यह बीमारी को और अधिक समझने में मदद करेगा और डिजाइनर एक्टिवेटर्स/इनहिबिटर्स का उपयोग करके miR-34a miRNA के स्तरों को संशोधित करके और नैदानिक ​​​​परीक्षणों में उनका परीक्षण करके संक्रमण से निपटने के नए तरीकों की ओर ले जाएगा। IFN प्रतिक्रिया पर इसके प्रभाव। IFN बीटा थेरेपी का उपयोग करने वाले नैदानिक ​​परीक्षणों की रिपोर्टें मिली हैं ⁽¹⁷⁾ और यह अध्ययन एक होमोस्टैटिक वातावरण को बनाए रखने के लिए मेजबान ट्रांसलेशनल मशीनरी को आंतरिक रूप से विनियमित करने में miRNA की भूमिका को उजागर करके आणविक तंत्र को जानने में मदद करेगा। 

ऐसे और अन्य ज्ञात और उभरते हुए विषयों पर भविष्य की जांच और शोध miRNAs जीनोमिक, ट्रांसक्रिपटोमिक और/या प्रोटिओमिक डेटा के साथ इन निष्कर्षों के एकीकरण से न केवल सेलुलर इंटरैक्शन और बीमारी के बारे में हमारी यंत्रवत समझ में वृद्धि होगी, बल्कि नवीनता भी आएगी miRNA एक्टिमिर के रूप में miRNA का उपयोग करके आधारित उपचार (प्रतिस्थापन के लिए miRNA को एक्टिवेटर के रूप में उपयोग करना)। miRNAs जो कि उत्परिवर्तित या हटा दिए गए हैं) और प्रचलित और उभरते मानव और पशु रोगों के लिए एंटागोमिर्स (जहां उक्त एमआरएनए का असामान्य अपनियमन होता है, वहां प्रतिपक्षी के रूप में miRNAs का उपयोग करना)।  

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संदर्भ  

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