উষ্ণ পরিবেশে জিনের কার্যকারিতা পরিবর্তন করে জৈবিক ঘড়ি ২৪ ঘন্টার একটি চক্র বজায় রাখে।

জাপানের RIKEN সেন্টার ফর ইন্টারডিসিপ্লিনারি থিওরেটিকাল অ্যান্ড ম্যাথমেটিক্যাল সায়েন্সেস (iTHEMS) এর জেনারেল কুরোসাওয়ার নেতৃত্বে গবেষকরা তাত্ত্বিক পদার্থবিদ্যা ব্যবহার করে আবিষ্কার করেছেন যে তাপমাত্রা পরিবর্তনের পরেও আমাদের জৈবিক ঘড়ি কীভাবে একটি স্থিতিশীল 24 ঘন্টা চক্র বজায় রাখে।

তারা দেখেছেন যে উচ্চ তাপমাত্রায় জিনের কার্যকলাপের ছন্দের "আকৃতি"-তে একটি সূক্ষ্ম পরিবর্তনের মাধ্যমে এই স্থিতিশীলতা অর্জন করা হয়, যা তরঙ্গরূপ বিকৃতি নামে পরিচিত। এই প্রক্রিয়াটি কেবল সঠিক সময় বজায় রাখতে সাহায্য করে না, বরং আমাদের অভ্যন্তরীণ ঘড়িগুলি দিন-রাত্রি চক্রের সাথে কতটা ভালভাবে সামঞ্জস্যপূর্ণ তাও প্রভাবিত করে। গবেষণাটি PLOS কম্পিউটেশনাল বায়োলজি জার্নালে প্রকাশিত হয়েছে ।

তুমি কি কখনও ভেবে দেখেছো যে তোমার শরীর কীভাবে জানে কখন ঘুমাতে হবে বা কখন জেগে উঠতে হবে? উত্তরটি সহজ: তোমার শরীরে একটি জৈবিক ঘড়ি আছে যা প্রায় ২৪ ঘন্টার চক্রে চলে। কিন্তু যেহেতু তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে বেশিরভাগ রাসায়নিক বিক্রিয়া দ্রুততর হয়, তাই সারা বছর ধরে তাপমাত্রার পরিবর্তনের জন্য শরীর কীভাবে ক্ষতিপূরণ দেয় - এমনকি যখন আমরা গ্রীষ্মের তাপ এবং শীতাতপ নিয়ন্ত্রিত ঘরের শীতলতার মধ্যে চলে যাই তখনও এটি একটি রহস্য।

জৈবিক ঘড়িটি mRNA-এর মাত্রার চক্রাকার ওঠানামার মাধ্যমে কাজ করে - প্রোটিন উৎপাদনের জন্য কোড করা অণুগুলি - যা নির্দিষ্ট জিনগুলিকে ছন্দবদ্ধভাবে চালু এবং বন্ধ করার সময় ঘটে। ঠিক যেমন একটি পেন্ডুলামের গতি একটি গাণিতিক সাইন তরঙ্গ দ্বারা বর্ণনা করা যেতে পারে, মসৃণভাবে উত্থান এবং পতন, তেমনি mRNA উৎপাদন এবং ক্ষয়ের ছন্দ একটি দোলক তরঙ্গ দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা যেতে পারে।

RIKEN iTHEMS-এ কুরোসাওয়ার দল, YITP কিয়োটো বিশ্ববিদ্যালয়ের সহকর্মীদের সাথে, mRNA-এর এই ছন্দবদ্ধ দোলনগুলিকে বর্ণনা করে এমন গাণিতিক মডেলগুলি বিশ্লেষণ করার জন্য তাত্ত্বিক পদার্থবিদ্যার পদ্ধতিগুলি প্রয়োগ করেছে। বিশেষ করে, তারা পুনর্নবীকরণ গ্রুপ পদ্ধতি ব্যবহার করেছে, যা পদার্থবিদ্যার একটি শক্তিশালী হাতিয়ার যা mRNA ছন্দ ব্যবস্থা থেকে ধীরে ধীরে পরিবর্তনশীল গতিশীল প্রক্রিয়াগুলি কী বের করতে দেয়।

বিশ্লেষণে দেখা গেছে যে তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে mRNA স্তর দ্রুত বৃদ্ধি পায় এবং ধীরে ধীরে হ্রাস পায়, কিন্তু একটি চক্রের সময়কাল স্থির থাকে। একটি গ্রাফে, উচ্চ তাপমাত্রায় এই ছন্দটি একটি বিকৃত, অসমমিত তরঙ্গের মতো দেখাচ্ছিল।

জীবন্ত প্রাণীর উপর তাত্ত্বিক সিদ্ধান্ত পরীক্ষা করার জন্য, গবেষকরা ফলের মাছি এবং ইঁদুরের উপর পরীক্ষামূলক তথ্য বিশ্লেষণ করেছেন। প্রকৃতপক্ষে, উচ্চ তাপমাত্রায়, এই প্রাণীগুলি পূর্বাভাসিত তরঙ্গরূপ বিকৃতি দেখিয়েছিল, যা তাত্ত্বিক মডেলের সঠিকতা নিশ্চিত করেছে।

বিজ্ঞানীরা উপসংহারে পৌঁছেছেন যে জৈবিক ঘড়িতে তাপমাত্রা ক্ষতিপূরণের জন্য তরঙ্গরূপ বিকৃতি গুরুত্বপূর্ণ, বিশেষ করে প্রতিটি চক্রের সাথে mRNA স্তরের পতন ধীর করার জন্য।

দলটি আরও দেখেছে যে তরঙ্গরূপ বিকৃতি শরীরের ঘড়ির আলো এবং অন্ধকারের মতো বাহ্যিক সংকেতের সাথে সমন্বয় সাধনের ক্ষমতাকে প্রভাবিত করে। বিশ্লেষণে দেখা গেছে যে বৃহত্তর তরঙ্গরূপ বিকৃতির সাথে, ঘড়িটি আরও স্থিতিশীল থাকে এবং বাহ্যিক সংকেত দ্বারা কম প্রভাবিত হয়।

এই তাত্ত্বিক উপসংহারটি মাছি এবং ছত্রাকের পরীক্ষামূলক পর্যবেক্ষণের সাথে মিলে যায় এবং এটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ অনিয়মিত আলো-অন্ধকার চক্র বেশিরভাগ মানুষের জন্য আধুনিক জীবনের অংশ হয়ে উঠেছে।

"আমাদের ফলাফল দেখায় যে তাপমাত্রা পরিবর্তনের পরেও জৈবিক ঘড়ি কীভাবে সঠিক এবং সুসংগত থাকে তার জন্য তরঙ্গরূপ বিকৃতি একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান," কুরোসাওয়া বলেছেন।

তিনি আরও বলেন যে ভবিষ্যতের গবেষণা mRNA স্তরের পতনকে ধীর করে দেয় এবং তরঙ্গরূপ বিকৃতি ঘটায় এমন আণবিক প্রক্রিয়াগুলি সনাক্ত করার উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করতে পারে। গবেষকরা আরও অধ্যয়ন করার আশা করছেন যে এই বিকৃতি কীভাবে প্রজাতি বা এমনকি ব্যক্তিদের মধ্যে পরিবর্তিত হয়, কারণ বয়স এবং পৃথক পার্থক্য জৈবিক ঘড়ির কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করতে পারে।

"দীর্ঘমেয়াদে," কুরোসাওয়া উল্লেখ করেন, "ঘড়ির জিনের তরঙ্গরূপ বিকৃতির মাত্রা ঘুমের ব্যাধি, জেট ল্যাগ এবং অভ্যন্তরীণ ঘড়ির উপর বার্ধক্যের প্রভাব আরও ভালভাবে বোঝার জন্য একটি বায়োমার্কার হয়ে উঠতে পারে। এটি ছন্দের সর্বজনীন ধরণগুলিও প্রকাশ করতে পারে - কেবল জীববিজ্ঞানেই নয় বরং পুনরাবৃত্তি চক্র সহ যেকোনো সিস্টেমে।"