उम्र बढ़ना एक अनियमित प्रक्रिया की तरह लग सकता है: जैसे-जैसे समय आगे बढ़ता है, हमारी कोशिकाएं और शरीर अनिवार्य रूप से गंदगी और खरोंच जमा करते हैं जो शिथिलता, विफलता और अंततः मृत्यु का कारण बनते हैं। हालाँकि, 1993 में एक खोज ने घटनाओं की उस व्याख्या को उलट दिया। शोधकर्ताओं ने एक जीन में एक उत्परिवर्तन पाया जिसने कृमि के जीवन काल को दोगुना कर दिया; बाद के काम से पता चला कि संबंधित जीन, जो इंसुलिन की प्रतिक्रिया में शामिल हैं, कीड़े और मक्खियों से लेकर मनुष्यों तक कई जानवरों में उम्र बढ़ने के प्रमुख नियामक हैं। खोज ने सुझाव दिया कि उम्र बढ़ना एक यादृच्छिक प्रक्रिया नहीं है - वास्तव में, विशिष्ट जीन इसे नियंत्रित करते हैं - और आणविक स्तर पर उम्र बढ़ने की प्रक्रिया के बारे में आगे के शोध का द्वार खोल दिया।

हाल ही में, कागजात के एक सेट ने एक नए जैव रासायनिक मार्ग का दस्तावेजीकरण किया जो उम्र बढ़ने को नियंत्रित करता है, जो माइटोकॉन्ड्रिया के बीच पारित संकेतों पर आधारित है, कोशिका के पावरहाउस के रूप में जाना जाने वाला अंग। कृमियों के साथ काम करते हुए, शोधकर्ताओं ने पाया कि मस्तिष्क कोशिकाओं में माइटोकॉन्ड्रिया को नुकसान होने से एक मरम्मत प्रतिक्रिया शुरू हो गई, जिसे बाद में बढ़ाया गया, जिससे कृमि के पूरे शरीर में माइटोकॉन्ड्रिया में समान प्रतिक्रियाएं शुरू हो गईं। इस मरम्मत गतिविधि का प्रभाव जीव के जीवन काल को बढ़ाना था: मरम्मत किए गए माइटोकॉन्ड्रियल क्षति वाले कीड़े 50% अधिक समय तक जीवित रहे।

इसके अलावा, जर्मलाइन में कोशिकाएं - वे कोशिकाएं जो अंडे और शुक्राणु पैदा करती हैं - इस एंटी-एजिंग संचार प्रणाली के केंद्र में थीं। यह एक ऐसी खोज है जो लोगों द्वारा उम्र बढ़ने और उनकी "जैविक घड़ी" के बारे में बात करने पर उत्पन्न होने वाली प्रजनन संबंधी चिंताओं में नए आयाम जोड़ती है। कुछ निष्कर्ष थे में सूचना दी विज्ञान अग्रिम और अन्य को इस पर पोस्ट किया गया था वैज्ञानिक प्रीप्रिंट सर्वर biorxiv.org गिरावट में।

यह शोध हालिया कार्य पर आधारित है जो यह सुझाव देता है माइटोकॉन्ड्रिया सामाजिक अंग हैं जो अलग-अलग ऊतकों में होने पर भी एक-दूसरे से बात कर सकते हैं। संक्षेप में, माइटोकॉन्ड्रिया सेलुलर वॉकी-टॉकी के रूप में कार्य करता है, जो पूरे शरीर में संदेश भेजता है जो पूरे जीव के अस्तित्व और जीवन काल को प्रभावित करता है।

"यहां महत्वपूर्ण बात यह है कि आनुवंशिक कार्यक्रमों के अलावा, उम्र बढ़ने को नियंत्रित करने के लिए एक बहुत ही महत्वपूर्ण कारक भी है, जो ऊतकों के बीच संचार है," उन्होंने कहा। डेविड विलचेज़, जो कोलोन विश्वविद्यालय में उम्र बढ़ने का अध्ययन करता है और नए शोध में शामिल नहीं था।

कोशिका जीवविज्ञानी एंड्रयू डिलिन जीवन काल को नियंत्रित करने वाले इस नवीन मार्ग के पहले संकेतों की खोज लगभग एक दशक पहले हुई थी। वह जीवन-विस्तारित करने वाले जीन की तलाश कर रहा था Caenorhabditis एलिगेंस जब उन्होंने पाया कि आनुवंशिक रूप से माइटोकॉन्ड्रिया को नुकसान पहुंचाने से कीड़ों का जीवन 50% बढ़ गया है।

यह अनपेक्षित था। डिलिन ने मान लिया था कि दोषपूर्ण माइटोकॉन्ड्रिया जीवन को लम्बा करने के बजाय मृत्यु को तेज कर देगा - आखिरकार, माइटोकॉन्ड्रिया कोशिका कार्यप्रणाली के केंद्र में हैं। फिर भी किसी कारण से, माइटोकॉन्ड्रिया की सुचारु कार्यप्रणाली को चबाने से कीड़ों को लंबे समय तक जीवित रहने के लिए मजबूर होना पड़ा।

इससे भी अधिक दिलचस्प तथ्य यह था कि क्षतिग्रस्त माइटोकॉन्ड्रिया ऐसा प्रतीत होता है कि कीड़ों के तंत्रिका तंत्र पर इसका प्रभाव पड़ रहा है। “यह वास्तव में कहता है कि कुछ माइटोकॉन्ड्रिया दूसरों की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण हैं,” डिलिन ने कहा, जो अब कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले में प्रोफेसर हैं। "न्यूरॉन्स जीव के बाकी हिस्सों पर इसे निर्देशित करते हैं, और यह वास्तव में आश्चर्यजनक था।"

अब, डिलिन और उनकी टीम ने जीवन को बढ़ाने के लिए मस्तिष्क में माइटोकॉन्ड्रिया कृमि के शरीर में कोशिकाओं के साथ कैसे संचार करते हैं, इसके बारे में नए विवरणों की खोज करके उस खोज का विस्तार किया है।

सबसे पहले, उन्हें यह समझना था कि मस्तिष्क के माइटोकॉन्ड्रिया को होने वाली क्षति संभवतः जीव पर लाभकारी प्रभाव क्यों डाल सकती है। ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए माइटोकॉन्ड्रियन की प्रक्रिया में दर्जनों विभिन्न प्रोटीन भागों के साथ अत्यधिक जटिल आणविक मशीनरी की आवश्यकता होती है। जब चीजें गड़बड़ हो जाती हैं, जैसे कि जब कुछ घटक गायब हो जाते हैं या गलत तरीके से मुड़ जाते हैं, तो माइटोकॉन्ड्रिया एक तनाव प्रतिक्रिया को सक्रिय करता है, जिसे अनफोल्डेड प्रोटीन प्रतिक्रिया के रूप में जाना जाता है, जो कॉम्प्लेक्स को ठीक से इकट्ठा करने और माइटोकॉन्ड्रियल फ़ंक्शन को बहाल करने में मदद करने के लिए मरम्मत एंजाइम प्रदान करता है। इस तरह, प्रकट प्रोटीन प्रतिक्रिया कोशिकाओं को स्वस्थ रखती है।

डिलिन को उम्मीद थी कि यह प्रक्रिया केवल क्षतिग्रस्त माइटोकॉन्ड्रिया वाले न्यूरॉन्स के अंदर ही सामने आएगी। फिर भी उन्होंने देखा कि कृमि के शरीर के अन्य ऊतकों की कोशिकाएँ भी मरम्मत प्रतिक्रियाएँ चालू कर देती हैं, भले ही उनका माइटोकॉन्ड्रिया बरकरार हो।

यह मरम्मत गतिविधि ही है जिसने कीड़ों को लंबे समय तक जीवित रहने में मदद की। कार को नियमित रूप से मैकेनिक के पास ले जाने की तरह, प्रकट प्रोटीन प्रतिक्रिया कोशिकाओं को अच्छे क्रम में रखती है और एंटी-एजिंग डिटेलिंग के रूप में कार्य करती है। जो बात रहस्यमय बनी रही वह यह थी कि इस प्रकट प्रोटीन प्रतिक्रिया को शेष जीव तक कैसे संप्रेषित किया गया।

कुछ जांच के बाद, डिलिन की टीम ने पाया कि तनावग्रस्त न्यूरॉन्स में माइटोकॉन्ड्रिया पुटिकाओं का उपयोग कर रहे थे - बुलबुले जैसे कंटेनर जो कोशिका के चारों ओर या कोशिकाओं के बीच सामग्री को स्थानांतरित करते हैं - Wnt नामक सिग्नल को तंत्रिका कोशिकाओं से परे शरीर में अन्य कोशिकाओं तक ले जाने के लिए। जीवविज्ञानी पहले से ही जानते थे कि Wnt प्रारंभिक भ्रूण विकास के दौरान शरीर के पैटर्न को स्थापित करने में एक भूमिका निभाता है, जिसके दौरान यह प्रकट प्रोटीन प्रतिक्रिया जैसी मरम्मत प्रक्रियाओं को भी ट्रिगर करता है। फिर भी, Wnt सिग्नलिंग, जब एक वयस्क में चालू किया जाता है, भ्रूण कार्यक्रम को सक्रिय करने से कैसे बच सकता है?

डिलिन को संदेह था कि कोई अन्य सिग्नल होना चाहिए जिसके साथ Wnt ने इंटरैक्ट किया हो। आगे के काम के बाद, शोधकर्ताओं ने पाया कि जर्मलाइन के माइटोकॉन्ड्रिया में व्यक्त जीन - और किसी अन्य माइटोकॉन्ड्रिया में नहीं - Wnt की विकासात्मक प्रक्रियाओं को बाधित कर सकता है। उस परिणाम ने उसे यह सुझाव दिया जर्मलाइन कोशिकाएँ महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं शरीर के बाकी हिस्सों में तंत्रिका तंत्र और ऊतकों के बीच Wnt सिग्नल को रिले करने में।

डिलिन ने कहा, "इसके लिए जर्मलाइन बिल्कुल आवश्यक है।" हालाँकि, यह स्पष्ट नहीं है कि क्या जर्मलाइन माइटोकॉन्ड्रिया एम्पलीफायर के रूप में कार्य करता है, मस्तिष्क के माइटोकॉन्ड्रिया से संकेत प्राप्त करता है और इसे अन्य ऊतकों तक पहुंचाता है, या क्या प्राप्त करने वाले ऊतक दोनों स्रोतों से संकेतों को "सुन" रहे हैं।

किसी भी तरह से, जर्मलाइन सिग्नल की ताकत जीव के जीवन काल को नियंत्रित करती है, डिलिन ने कहा। जैसे-जैसे कीड़ा बूढ़ा होता है, उसके अंडों या शुक्राणु की गुणवत्ता में गिरावट आती है - जिसे हम जैविक घड़ी की टिक-टिक कहते हैं। उन्होंने सुझाव दिया कि यह गिरावट रोगाणु कोशिकाओं की मस्तिष्क के माइटोकॉन्ड्रिया से संकेत संचारित करने की बदलती क्षमता में भी परिलक्षित होती है। जैसे-जैसे कीड़ा बड़ा होता जाता है, इसकी रोगाणु रेखा मरम्मत संकेत को कम प्रभावी ढंग से संचारित करती है, और इसलिए इसके शरीर में भी गिरावट आती है।

वैज्ञानिक अभी तक यह नहीं जानते हैं कि क्या ये निष्कर्ष मनुष्यों पर लागू होते हैं और हमारी उम्र कैसे बढ़ती है। फिर भी, परिकल्पना व्यापक विकासवादी दृष्टिकोण से समझ में आती है, डिलिन ने कहा। जब तक रोगाणु कोशिकाएं स्वस्थ हैं, वे यह सुनिश्चित करने के लिए उत्तरजीविता संकेत भेजती हैं कि उनका मेजबान जीव प्रजनन के लिए जीवित रहे। लेकिन जैसे-जैसे रोगाणु कोशिकाओं की गुणवत्ता में गिरावट आती है, जीवन काल को आगे बढ़ाने का कोई विकासवादी कारण नहीं रह जाता है; विकास के दृष्टिकोण से, जीवन स्वयं को पुन: उत्पन्न करने के लिए अस्तित्व में है।

यह तथ्य कि माइटोकॉन्ड्रिया आपस में बात कर सकते हैं, कुछ हद तक चिंताजनक लग सकता है, लेकिन इसकी एक व्याख्या है। बहुत पहले, माइटोकॉन्ड्रिया मुक्त-जीवित बैक्टीरिया थे जो एक अन्य प्रकार की आदिम कोशिका के साथ मिलकर काम करते थे जो हमारी आधुनिक जटिल कोशिकाएँ बन गईं। तो, उनकी संवाद करने की क्षमता संभवतः माइटोकॉन्ड्रिया के मुक्त-जीवित जीवाणु पूर्वज का अवशेष है।

डिलिन ने कहा, "यह छोटी सी चीज़ जो अरबों वर्षों से कोशिकाओं के अंदर टिक रही है, अभी भी इसकी जीवाणु उत्पत्ति बरकरार है।" और यदि कृमियों पर उनका शोध मनुष्यों जैसे अधिक जटिल जीवों पर आधारित है, तो संभव है कि आपका माइटोकॉन्ड्रिया अभी आपकी उम्र के बारे में बात कर रहा हो।