विभेदक आसंजन परिकल्पना
विभेदक आसंजन परिकल्पना (डीएएच) एक परिकल्पना है जो थर्मोडायनामिक सिद्धांतों के साथ मोर्फोजेनेसिस के समय सेलुलर आंदोलन की व्याख्या करती है। डीएएच में ऊतक (जीव विज्ञान) को मोबाइल कोशिकाओं से बने तरल पदार्थ के रूप में माना जाता है, जिनकी सतह के आसंजन की अलग-अलग डिग्री उनकी इंटरफेशियल थर्मोडायनामिक मुक्त ऊर्जा को कम करने के लिए उन्हें स्वचालित रूप से पुनर्गठित करती है।[1] दूसरे विधि से कहें तो, डीएएच के अनुसार, कोशिकाएं कोशिकाओं के बीच संबंध शक्ति को अधिकतम करने और अधिक थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर संरचना का उत्पादन करने के लिए समान चिपकने वाली शक्ति वाली अन्य कोशिकाओं के पास जाती हैं।[2] जिससे यह डीएएच के अनुसार इस तरह ऊतक निर्माण के समय कोशिकाओं की गति, तरल पदार्थों के मिश्रण के व्यवहार की प्रतिलिपि करती है।[3] यद्यपि मूल रूप से कशेरुकी भ्रूणों में कोशिका वर्गीकरण व्यवहार को समझने की समस्या से प्रेरित होकर, डीएएच को बाद में कई अन्य रूपात्मक घटनाओं को समझाने के लिए प्रयुक्त किया गया है।[4]
पृष्ठभूमि
डीएएच की उत्पत्ति का पता फिलिप एल. टाउन्स और जोहान्स होल्टफ़्रेटर द्वारा 1955 में किए गए एक अध्ययन से लगाया जा सकता है।[4] इस अध्ययन में टाउन्स और होल्टफ्रेटर ने उभयचर की तीन रोगाणु परतों को एक क्षारीय घोल में रखा गया था, जिससे वे अलग-अलग कोशिकाओं में अलग हो गए और इन विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं को एक साथ मिला दिया। विभिन्न प्रजातियों की कोशिकाओं का उपयोग दृष्टि से देखने और उनकी गतिविधियों का अनुसरण करने में सक्षम होने के लिए किया गया था। जिससे इस समान प्रकार की कोशिकाएँ अपने सही स्थान पर चली गईं और अपने विकास की दृष्टि से सही स्थिति में रोगाणु परतें बनाने के लिए पुन: एकत्रित हो गईं। इस प्रयोग से पता चला कि ऊतक संगठन अपनाए गए पथ से स्वतंत्र हो सकता है, जिसका अर्थ है कि यह उन शक्ति द्वारा मध्यस्थ होता है जो निरंतर उपस्थित रहती हैं और केवल इसके पहले की विकासात्मक घटनाओं के कालानुक्रमिक अनुक्रम से उत्पन्न नहीं होती हैं।[3]
इन परिणामों से होल्टफ्रेटर ने चयनात्मक आत्मीयता की अपनी अवधारणा विकसित की थी और परिकल्पना की कि पूरे विकास के समय एक दूसरे के साथ कोशिकाओं की चयनात्मक आत्मीयता में समय पर होने वाले परिवर्तन मॉर्फोजेनेसिस द्वारा निर्देशित होते हैं।[3] इन परिणामों को समझाने के लिए कई परिकल्पनाएँ प्रस्तुत की गईं जिनमें समय परिकल्पना और विभेदक सतह संकुचन परिकल्पना सम्मिलित हैं।[3] इस प्रकार 1964 में मैल्कम स्टाइनबर्ग ने विभेदक आसंजन परिकल्पना प्रस्तुत की जो सेल सॉर्टिंग और देखी गई व्यवस्था के पैटर्न का वर्णन और व्याख्या करने के लिए थर्मोडायनामिक सिद्धांतों का उपयोग करती है।[4]
अवलोकन
डीएएच के अनुसार, सेलुलर आंदोलन और वर्गीकरण को कोशिकाओं के सहज पुनर्व्यवस्था द्वारा नियंत्रित किया जाता है - तरल के समान ही - अधिक थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर संतुलन के लिए यह कोशिकाओं को एक साथ चिपकाकर उपयोग की जाने वाली ऊर्जा की मात्रा को अधिकतम करके प्राप्त किया जाता है, जिससे प्रणाली में उपलब्ध मुक्त ऊर्जा कम हो जाती है। जैसे-जैसे सतह आसंजन की समान शक्ति वाली कोशिकाएं एक-दूसरे से बंधती हैं, जिसमे यह समग्र प्रणाली में बंधन ऊर्जा बढ़ती है, और इंटरफेशियल मुक्त ऊर्जा कम हो जाती है, जिससे प्रणाली अधिक थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर हो जाता है। तरल पदार्थ एक तुलनीय विधि से व्यवहार करते हैं, किंतु अणु अपनी गतिकी और सक्रिय गति के संयोजन के कारण घूमने वाली कोशिकाओं के अतिरिक्त गतिज ऊर्जा के कारण घूमते हैं।[4]
यह ऊतक व्यवस्था के उदाहरणों को तरल पदार्थों के व्यवहार के अनुरूप बनाने की अनुमति देता है, जैसे कि एक ऊतक दूसरे में फैल रहा है और पानी में तेल फैल रहा है; अशक्त तेल-पानी की अंतःक्रिया को कम करने और शसक्त जल-जल और तेल-तेल की अंतःक्रिया को अधिकतम करने के लिए तेल पूरे पानी में फैलता है, कोशिकाएं समान चिपकने वाली शक्ति वाली अन्य कोशिकाओं के समीप होने और उनके साथ बंधने के लिए खुद को क्रमबद्ध करती हैं।[3]अन्य ऊतक अंतःक्रियाएं जिनके लिए डीएएच एक स्पष्टीकरण प्रस्तुत करता है, उनमें ऊतक पदानुक्रम सम्मिलित है, जहां अशक्त सतह आसंजन वाले ऊतक शसक्त सतह आसंजन वाले ऊतकों को घेर लेते हैं, अनियमित कोशिका द्रव्यमान की गोलाई गोलाकार हो जाती है, और कोशिका सार्टिंग और संरचनात्मक संरचनाओं का निर्माण जो कि लिए गए पथ से स्वतंत्र होता है।.[3]
डीएएच कोशिका आसंजन में गुणात्मक अंतर पर निर्भर नहीं करता है, जिससे यह केवल उनकी सतह आसंजन की शक्ति में मात्रात्मक अंतर पर निर्भर करता है।[5] डीएएच को प्रयोगात्मक रूप से और कम्प्यूटेशनल मॉडल द्वारा समर्थित किया गया है।[4]
अनुप्रयोग
कशेरुक भ्रूणजनन के संदर्भ में अपने मूल सूत्रीकरण के बाद से, डीएएच का उपयोग घाव भरने, और कैंसर की प्रगति और रूप-परिवर्तन में उपकला-मेसेनकाइमल संक्रमण सहित कई अन्य रूपात्मक घटनाओं के लिए स्पष्टीकरण प्रदान करने के लिए किया गया है।[4]
यह भी देखें
- सेल सार्टिंग
- सेल आसंजन
- मॉर्फोजेनेसिस
- घाव भरने
- मेटास्टैसिस
संदर्भ
- ↑ Foty, Ramsey A.; Steinberg, Malcolm S. (1 February 2005). "The differential adhesion hypothesis: a direct evaluation". Developmental Biology. 278 (1): 255–263. doi:10.1016/j.ydbio.2004.11.012. PMID 15649477.
- ↑ Duguay, Duke; Foty, Ramsey A.; Steinberg, Malcolm S. (15 January 2003). "Cadherin-mediated cell adhesion and tissue segregation: qualitative and quantitative determinants". Developmental Biology. 253 (2): 309–323. doi:10.1016/S0012-1606(02)00016-7. PMID 12645933.
- ↑ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 Steinberg, Malcolm S. (15 December 1996). "Adhesion in Development: An Historical Overview". Developmental Biology. 180 (2): 377–388. doi:10.1006/dbio.1996.0312. PMID 8954711.
- ↑ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 Steinberg, Malcolm S. (August 2007). "Differential adhesion in morphogenesis: a modern view". Current Opinion in Genetics & Development. 17 (4): 281–286. doi:10.1016/j.gde.2007.05.002. PMID 17624758.
- ↑ Forgacs, Gabor; Foty, Ramsey A.; Shafrir, Yinon; Steinberg, Malcolm S. (May 1998). "Viscoelastic Properties of Living Embryonic Tissues: a Quantitative Study". Biophysical Journal. 74 (5): 2227–2234. Bibcode:1998BpJ....74.2227F. doi:10.1016/S0006-3495(98)77932-9. PMC 1299566. PMID 9591650.
