മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ, Nrf2, മൈറ്റോകോണ്ട്രിയൽ ബയോജെനസിസ്: എന്താണ് അളന്നത്, എന്താണ് ഇപ്പോഴും നിർദേശിതമായി നിലനിൽക്കുന്നത്

മെത്തിലീൻ ബ്ലൂവിനെക്കുറിച്ചുള്ള എഴുത്തുകളിൽ ഒരു വാക്യം പതിവായി കാണാം: അത് Nrf2 സജീവമാക്കുകയും പുതിയ മൈറ്റോകോണ്ട്രിയകൾ നിർമ്മിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. വായിക്കുമ്പോൾ ഒരൊറ്റ അവകാശവാദമായി തോന്നുന്ന ഈ വാക്യത്തിൽ, വ്യത്യസ്ത സംവിധാനങ്ങളിൽ വ്യത്യസ്ത തരത്തിലുള്ള തെളിവുകളോടെ പഠിച്ച രണ്ട് ആശയങ്ങളുണ്ട്. ആദ്യത്തേത് ഒരു സിഗ്നലിങ് പാതയാണ്: പ്രതിരോധ ജീനുകളെ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്ന ഒരു സെൻസർ. രണ്ടാമത്തേത് ഒരു നിർമ്മാണ പരിപാടിയാണ്: കോശം കൂടുതൽ മൈറ്റോകോണ്ട്രിയൽ സംവിധാനങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്നത്. ഒരു സിഗ്നലിന് നിർമ്മാണം ആരംഭിക്കാനാകും. എന്നാൽ സിഗ്നൽ പ്രവർത്തിച്ചെന്ന് കാണിക്കുന്നത് കെട്ടിടം ഉയർന്നെന്ന് കാണിക്കുന്നതിന് തുല്യമല്ല; കൂടുതൽ നിർമ്മാണസാമഗ്രികൾ ഉണ്ടെന്ന് കാണിക്കുന്നത് മെച്ചപ്പെട്ട ഊർജവിതരണം ഉണ്ടെന്ന് കാണിക്കുന്നതിനും തുല്യമല്ല. ഈ ലേഖനം ഈ മൂന്ന് കാര്യങ്ങളെയും വേർതിരിച്ചാണ് കാണുന്നത്.

Nrf2 എന്ന ആശയം: ഒരു സെൻസർ, കവചമല്ല

Nrf2 (ന്യൂക്ലിയർ ഫാക്ടർ എരിത്രോയ്ഡ് 2-റിലേറ്റഡ് ഫാക്ടർ 2) ഒരു ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ ഫാക്ടറാണ്—ജീനുകളെ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുക എന്ന ചുമതലയുള്ള ഒരു പ്രോട്ടീൻ. വിശ്രമാവസ്ഥയിൽ Keap1 എന്ന സെൻസർ പ്രോട്ടീൻ അതിനെ സൈറ്റോപ്ലാസത്തിൽ പിടിച്ചുനിർത്തുകയും തുടർച്ചയായി നശിപ്പിക്കാനായി കോശത്തിന്റെ നിർമാർജന സംവിധാനത്തിന് കൈമാറുകയും ചെയ്യുന്നു. ഓക്സിഡന്റുകളോ ഇലക്ട്രോഫൈലുകളോ Keap1-ലെ പ്രതിപ്രവർത്തനശേഷിയുള്ള സിസ്റ്റീനുകളെ മാറ്റുമ്പോൾ ഈ നിർമാർജനം നിൽക്കുന്നു. പുതുതായി നിർമ്മിക്കപ്പെട്ട Nrf2 അടിഞ്ഞുകൂടി ന്യൂക്ലിയസിലേക്ക് നീങ്ങുന്നു, ചെറിയ Maf പ്രോട്ടീനുകളുമായി ജോടിചേരുന്നു, ആന്റിഓക്സിഡന്റ് റെസ്പോൺസ് എലമെന്റുകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്ന DNA അനുക്രമങ്ങളുമായി ബന്ധിക്കുന്നു. ഈ ബന്ധനം ഒരു കൂട്ടം പ്രതിരോധ ജീനുകളെ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നു.

ഈ പാതയുടെ അംഗീകൃത അളവുസൂചകങ്ങൾ നിർദിഷ്ടമാണ്. NQO1 (NAD(P)H ക്വിനോൺ ഡീഹൈഡ്രോജനേസ് 1), TrxR1 (തയോറെഡോക്സിൻ റിഡക്ടേസ് 1) എന്നിവ ഏറ്റവും വിശ്വസനീയമായ Nrf2 ലക്ഷ്യജീനുകളിൽപ്പെടുന്നു. HO-1 (ഹീം ഓക്സിജനേസ്-1) ശക്തമായി പ്രേരിപ്പിക്കപ്പെടുമെങ്കിലും മറ്റു നിയന്ത്രകങ്ങളോടും പ്രതികരിക്കുന്നു. SOD, കാറ്റലേസ് തുടങ്ങിയ എൻസൈമുകൾ ആന്റിഓക്സിഡന്റ് സംവിധാനത്തിന്റെ ഭാഗമാണ്. എന്നാൽ അവയുടെ അളവ് പല ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ ഫാക്ടറുകളും നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനാൽ, SOD വർധിക്കുന്നത് മാത്രം അതിന് കാരണം Nrf2 ആണെന്ന് തെളിയിക്കുന്നില്ല. ന്യൂക്ലിയസിൽ Nrf2 അടിഞ്ഞുകൂടുന്നത്, ഒരു ARE റിപ്പോർട്ടർ സജീവമാകുന്നത്, അല്ലെങ്കിൽ Nrf2 നീക്കം ചെയ്യുമ്പോൾ ഇല്ലാതാകുന്ന അംഗീകൃത ലക്ഷ്യജീനുകളുടെ പ്രേരണം എന്നിവയാണ് സിഗ്നലിങ് സംഭവത്തോട് ഏറ്റവും അടുത്ത തെളിവുകൾ. ഓക്സിഡന്റുകളുടെ അളവ് കുറയുന്നത്, സമ്മർദാവസ്ഥയിൽ മെച്ചപ്പെട്ട അതിജീവനം, ഉയർന്ന ഗ്ലൂട്ടത്തയോൺ അളവ് തുടങ്ങിയ മറ്റെല്ലാം പല പാതകൾക്കും സൃഷ്ടിക്കാവുന്ന തുടർഫലങ്ങളാണ്.

ഈ വിഷയത്തിലെ ഏറ്റവും ആദ്യകാല മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ ഫലം ആ തെളിവുശ്രേണിയിൽ സിഗ്നലിനോട് അടുത്ത ഭാഗത്താണ് വരുന്നത്. nanomolar സാന്ദ്രതയിലുള്ള മെത്തിലീൻ ബ്ലൂവിന് വിധേയമായ ഫൈബ്രോബ്ലാസ്റ്റുകളിൽ കോശവാർധക്യം വൈകുകയും, അതോടൊപ്പം കോംപ്ലക്സ് IV-ന്റെ അളവ് കൂടുകയും, ഓക്സിജൻ ഉപഭോഗം വർധിക്കുകയും, ഘട്ടം-2 എൻസൈമുകളായ TrxR1, NQO1 എന്നിവ പ്രേരിപ്പിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്തു. മെത്തിലീൻ ബ്ലൂവിനെ മൈറ്റോകോണ്ട്രിയൽ മെച്ചപ്പെടലുമായും കോശവാർധക്യം വൈകുന്നതുമായും ആദ്യം ബന്ധിപ്പിച്ച പഠനത്തിൽ ഇത് റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തിട്ടുണ്ട്. ശ്രദ്ധാപൂർവം വായിക്കുന്ന ഒരാൾ കാണാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്ന അംഗീകൃത Nrf2 ലക്ഷ്യങ്ങൾ തന്നെയാണ് TrxR1, NQO1 എന്നിവ. എന്നാൽ പഠനം സിഗ്നലിങ് സംഭവം തന്നെ കാണിച്ചില്ല: ന്യൂക്ലിയറിലെ Nrf2 അളന്നില്ല, ARE റിപ്പോർട്ടർ ഉപയോഗിച്ചില്ല, Nrf2 നോക്കൗട്ട് നിയന്ത്രണപരീക്ഷണം നടത്തിയില്ല. അതിനാൽ, ഈ സംവിധാനത്തിൽ മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ അറിയപ്പെടുന്ന Nrf2 ലക്ഷ്യജീനുകളെ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നു എന്നതാണ് സത്യസന്ധമായ വിലയിരുത്തൽ. ഇത് Nrf2 സജീവമാകുന്നതുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു, എന്നാൽ Nrf2 തന്നെയാണ് കാരണമെന്ന് വേർതിരിച്ച് തെളിയിക്കുന്നില്ല. ഒരു ലക്ഷ്യജീനിന്റെ പ്രേരണം സ്വിച്ചിന് ഒരു പടി ശേഷമുള്ള സംഭവമാണ്.

ബയോജെനസിസ് എന്ന ആശയം: മൂന്ന് പരിശോധനാഘട്ടങ്ങളുള്ള ഒരു പരിപാടി

ഒരു കോശം കൂടുതൽ മൈറ്റോകോണ്ട്രിയൽ ശേഷി നിർമ്മിക്കുന്ന പരിപാടിയാണ് മൈറ്റോകോണ്ട്രിയൽ ബയോജെനസിസ്. പാഠപുസ്തകങ്ങളിൽ വിവരിക്കുന്ന അതിന്റെ ക്രമം മൂന്ന് പരിശോധനാഘട്ടങ്ങളിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നു. ആദ്യം, സഹ-സജീവീകരകമായ PGC-1alpha പരിപാടി പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നു. രണ്ടാമതായി, ന്യൂക്ലിയർ ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ ഫാക്ടറുകൾ മൈറ്റോകോണ്ട്രിയൽ ജീനുകളുടെ പ്രകടനത്തിന് വഴിയൊരുക്കുന്നു. മൈറ്റോകോണ്ട്രിയൽ DNA പരിപാലിക്കുകയും പകർപ്പുകൾ നിർമ്മിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന TFAM ഇതിൽപ്പെടുന്നു. ആശയക്കുഴപ്പമുണ്ടാക്കുന്ന ഒരു കാര്യം: ഈ ഫാക്ടറുകളിൽ ഒന്നിന്റെ പേര് NRF1, അഥവാ ന്യൂക്ലിയർ റെസ്പിറേറ്ററി ഫാക്ടർ 1, എന്നാണ്; ഇത് Nrf2-ൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായ പ്രോട്ടീനാണ്. മൂന്നാമതായി, കോശത്തിൽ കൂടുതൽ മൈറ്റോകോണ്ട്രിയൽ ജീനോമുകളും കൂടുതൽ ശ്വസന സംവിധാനങ്ങളും ഉണ്ടാകുന്നു. mtDNA പകർപ്പുകളുടെ എണ്ണം, സിട്രേറ്റ് സിന്തേസ് പ്രവർത്തനം, അല്ലെങ്കിൽ ശ്വസന കോംപ്ലക്സുകളുടെ അളവും പ്രവർത്തനവും ഉപയോഗിച്ച് ഇവ അളക്കാം.

ഓരോ പരിശോധനാഘട്ടവും നൽകുന്ന അവകാശവാദത്തിന്റെ ശക്തി മറ്റുള്ളവയുടേതിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാണ്. PGC-1alpha അല്ലെങ്കിൽ TFAM മെസഞ്ചർ RNA ഉയരുന്നത് പരിപാടി ആരംഭിക്കാൻ നിർദേശം ഉണ്ടായെന്ന് കാണിക്കുന്നു; അത് പൂർത്തിയായെന്ന് കാണിക്കുന്നില്ല. കൂടുതൽ mtDNA അല്ലെങ്കിൽ കൂടുതൽ കോംപ്ലക്സ് IV പ്രോട്ടീൻ ഉണ്ടാകുന്നത് കൂടുതൽ ഘടകങ്ങൾ ഉണ്ടെന്ന് കാണിക്കുന്നു. എന്നാൽ പുനഃസംഘടിപ്പിക്കപ്പെട്ട മൈറ്റോകോണ്ട്രിയകളിലും ഇതേ രൂപം കാണാം. മെച്ചപ്പെട്ട ശ്വസനം, ഉയർന്ന ഓക്സിജൻ ഉപഭോഗം അല്ലെങ്കിൽ കോംപ്ലക്സ് പ്രവർത്തനം എന്നിവ പ്രവർത്തനത്തിൽ മാറ്റമുണ്ടായെന്ന് കാണിക്കുന്നു. എന്നാൽ പുതിയ മൈറ്റോകോണ്ട്രിയകൾ ഒന്നും ഉണ്ടാകാതെയും പ്രവർത്തനം മെച്ചപ്പെടാം. ശക്തമായ ഒരു ബയോജെനസിസ് അവകാശവാദം ഈ മൂന്നും സംയോജിപ്പിക്കുന്നു: നിയന്ത്രകം, ഘടകങ്ങളുടെ അളവ്, പ്രവർത്തനം.

ഫൈബ്രോബ്ലാസ്റ്റുകളിൽ നടത്തിയ തുടർപഠനം ഈ ശൃംഖലയുടെ മിക്ക ഘട്ടങ്ങളും പരിശോധിച്ചു. 100 nanomolar മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ നൽകിയ മനുഷ്യ IMR90 കോശങ്ങളിൽ, NAD-ഉം NADH-ഉം തമ്മിലുള്ള അനുപാതം 15 മിനിറ്റിനുള്ളിൽ താൽക്കാലികമായി ഉയർന്ന് ഒരു ദിവസത്തിനുള്ളിൽ അടിസ്ഥാനനിലയിലേക്ക് മടങ്ങി. ആ താൽക്കാലിക ഊർജസിഗ്നലിന് പിന്നാലെ ഊർജ സെൻസറായ AMPK-യുടെ താൽക്കാലിക ഫോസ്ഫോറിലേഷൻ ഉണ്ടായി. തുടർന്ന് PGC-1alpha-യും പ്രവർത്തനക്ഷമമായ കോംപ്ലക്സ് IV കൂട്ടിച്ചേർക്കാൻ ആവശ്യമായ SURF1 എന്ന പ്രോട്ടീനും പ്രേരിപ്പിക്കപ്പെട്ടു. കോംപ്ലക്സ് IV പ്രവർത്തനം ഏകദേശം ഇരട്ടിയായി, കോശത്തിലെ ഓക്സിഡന്റുകൾ ഏകദേശം 28 ശതമാനം കുറഞ്ഞു, ടെലോമിയറുകളുടെ ക്ഷയം മന്ദഗതിയിലായി. ഈ പൂർണക്രമം മെത്തിലീൻ ബ്ലൂവിന്റെ റെഡോക്സ് പ്രവർത്തനത്തെ AMPK-യുമായും മൈറ്റോകോണ്ട്രിയൽ ബയോജെനസിസുമായും ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന പ്രബന്ധത്തിൽ വിശദീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.

ആ പ്രബന്ധത്തിലെ രണ്ട് വിശദാംശങ്ങൾ ശ്രദ്ധ അർഹിക്കുന്നു; സാധാരണയായി ഒഴിവാക്കപ്പെടുന്ന തരത്തിലുള്ള വിശദാംശങ്ങളാണവ. ഒന്നാമതായി, സജീവീകരണം ഉണ്ടായോ എന്നതിനെക്കാൾ അതിന്റെ രീതിക്കായിരുന്നു പ്രാധാന്യം: മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ AMPK-യെ താൽക്കാലികമായി സജീവമാക്കിയപ്പോൾ, താരതമ്യത്തിനുപയോഗിച്ച AICAR എന്ന മരുന്ന് അതിനെ ദീർഘകാലത്തേക്ക് സജീവമാക്കി. താൽക്കാലിക സജീവീകരകമാണ് കോശവാർധക്യം വൈകിക്കുന്നതിൽ ഏകദേശം എട്ട് മടങ്ങ് കൂടുതൽ ഫലപ്രദമായത്. അതിനാൽ, “മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ AMPK സജീവമാക്കുന്നു” എന്ന അവകാശവാദം അപൂർണമാണ്; അത് AMPK-യെ താൽക്കാലികമായി സജീവമാക്കുന്നു എന്നതാണ് പ്രസക്തമായ അവകാശവാദം. ദീർഘകാല സജീവീകരണം അതേ ഫലം നൽകുന്നില്ലെന്ന് ഈ താരതമ്യം സൂചിപ്പിക്കുന്നു. രണ്ടാമതായി, മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ കോശചക്രത്തിൽ മാറ്റം വരുത്തിയില്ല. കോശങ്ങൾ പതുക്കെ വിഭജിച്ചതുകൊണ്ട് മാത്രം ചെറുപ്പമായി തോന്നിയതാകാം എന്ന ഏറ്റവും ലളിതമായ ബദൽ വിശദീകരണം ഇത് ഒഴിവാക്കുന്നു.

എലികളിലെ പഠനശാഖ: പെരുമാറ്റം, ജീനോമുകൾ, ബോധപൂർവം വിരോധാഭാസമുള്ള ഒരു പ്രേരകം

മധ്യവയസ്കരായ എലികളെ പഠിച്ച ഒരു സംഘം കോശസംവർധനത്തിലെ ഗവേഷണം മൃഗങ്ങളിലേക്കും വ്യാപിപ്പിച്ചു. 60 ദിവസം വായിലൂടെ മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ നൽകിയ ശേഷം, ചികിത്സ ലഭിച്ച എലികൾ ചികിത്സ ലഭിക്കാത്ത പ്രായമായ എലികളേക്കാൾ കൂടുതൽ ശാരീരിക സഹനശേഷിയും പര്യവേക്ഷണ പെരുമാറ്റവും നിലനിർത്തുകയും ഉത്കണ്ഠയെ അനുസ്മരിപ്പിക്കുന്ന പെരുമാറ്റം കുറച്ച് കാണിക്കുകയും ചെയ്തു. മസ്തിഷ്ക കോശകലയിൽ, പ്രായമാകലോടെ പ്രകടനം കുറഞ്ഞിരുന്ന NRF1, TFAM, SOD2, കോംപ്ലക്സ് IV ഉപഘടകമായ COX1 എന്നീ ജീനുകളുടെ പ്രകടനം പ്രായപൂർത്തിയായ എലികളിലെ നിലയിലേക്കു മടങ്ങി; mtDNA പകർപ്പുകളുടെ എണ്ണവും വർധിച്ചു. പെരുമാറ്റം, നിയന്ത്രകം, ജീനോമുകളുടെ അളവ് എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്ന ഈ ഫലങ്ങൾ മെത്തിലീൻ ബ്ലൂവിനെയും മസ്തിഷ്കത്തിലെ മൈറ്റോകോണ്ട്രിയൽ ബയോജെനസിസിനെയും കുറിച്ചുള്ള മധ്യവയസ്ക എലികളിലെ പഠനത്തിൽ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തിട്ടുണ്ട്.

നിർദേശിച്ച പ്രേരകമാണ് ഇതിലെ കൗതുകകരമായ ഭാഗം. കാരണം, മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ ഒരു ആന്റിഓക്സിഡന്റാണ് എന്ന ലളിതമായ വിവരണത്തിന് ഇത് വിരുദ്ധമാണ്. ചികിത്സ ലഭിച്ച എലികളുടെ മസ്തിഷ്ക മൈറ്റോകോണ്ട്രിയകളിൽ റിയാക്ടീവ് ഓക്സിജൻ സ്പീഷീസിന്റെ, പ്രത്യേകിച്ച് ഹൈഡ്രജൻ പെറോക്സൈഡിന്റെ, ഉത്പാദനം ഉയർന്നിരുന്നു. ഗവേഷകരുടെ നിർദേശം ഇതാണ്: നേരിയ പെറോക്സൈഡ് സിഗ്നലാണ് Nrf2 പാത സജീവമാക്കുന്നത്; ആ പാത തുടർന്ന് ബയോജെനസിസ് പരിപാടി മുന്നോട്ടുകൊണ്ടുപോകുന്നു. ഈ മാതൃകയിൽ, മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ പ്രേരകഘട്ടത്തിൽ ഒരു പ്രോ-ഓക്സിഡന്റും ഫലഘട്ടത്തിൽ ഒരു ആന്റിഓക്സിഡന്റുമാണ്. ചെറിയൊരു സമ്മർദം അതിനെക്കാൾ വലിയ പ്രതിരോധപ്രതികരണം ഉണർത്തുന്ന ഈ രീതിയെ ഔഷധശാസ്ത്രജ്ഞർ ഹോർമീസിസ് എന്നു വിളിക്കുന്നു. ആ പെറോക്സൈഡ് വർധന യഥാർഥത്തിൽ Nrf2 സജീവീകരണത്തിന് കാരണമാകുന്നുണ്ടോ എന്ന് നേരിട്ട് പരിശോധിച്ചിട്ടില്ല; അത് നിർദേശിച്ച ബന്ധമാണ്, അളന്നുറപ്പിച്ച ബന്ധമല്ല.

അതേ സംഘത്തിന്റെ അനുബന്ധപഠനം ഈ നിർദേശത്തിന്റെ സുരക്ഷാവശം കർശനമായി പരിശോധിച്ചു. വേർതിരിച്ചെടുത്ത മസ്തിഷ്ക മൈറ്റോകോണ്ട്രിയകളിൽ, 50 nanomolar വരെ കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതകളിലും മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ ഹൈഡ്രജൻ പെറോക്സൈഡ് ഉത്പാദനം വർധിപ്പിച്ചു. എന്നിരുന്നാലും, ചികിത്സാപരമായ സാന്ദ്രതകളിൽ മൈറ്റോകോണ്ട്രിയൽ DNA-യിൽ കണ്ടെത്താവുന്ന കേടുപാടൊന്നും ഉണ്ടായില്ല. ചികിത്സാപരമായ നിലകളെക്കാൾ വളരെ ഉയർന്ന 100 micromolar സാന്ദ്രതയിൽ മാത്രമാണ് തിരഞ്ഞെടുത്ത mtDNA ഭാഗങ്ങളിൽ കേടുപാട് കണ്ടത്. 20 micromolar ചായവും ചുവന്ന വെളിച്ചവും ചേർന്നപ്പോൾ സിംഗ്ലെറ്റ് ഓക്സിജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെട്ടു; അത് mtDNA-യിൽ വ്യാപകമായ കേടുപാടുണ്ടാക്കി. ഇത് ചായത്തിന്റെ അറിയപ്പെടുന്ന പ്രകാശസംവേദനക്ഷമത വർധിപ്പിക്കുന്ന സ്വഭാവമാണ്, വെളിച്ചമില്ലാത്ത സാഹചര്യത്തിലെ അതിന്റെ ഔഷധശാസ്ത്രപരമായ പ്രവർത്തനമല്ല. മുൻകൂട്ടി നൽകിയ മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ, വെൻട്രൽ മിഡ്ബ്രെയിൻ മൈറ്റോകോണ്ട്രിയകളെ റോട്ടെനോൺ മൂലമുണ്ടാകുന്ന mtDNA ക്ഷതങ്ങളിൽനിന്ന് സംരക്ഷിക്കുകയും ചെയ്തു. ഡോസ് അനുസരിച്ചുള്ള പ്രതികരണവും ജനിതകവിഷത്വം പരിശോധിച്ച നിയന്ത്രണപരീക്ഷണങ്ങളും ജനിതകവിഷത്വമില്ലാതെ മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ പെറോക്സൈഡ് ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനത്തിൽ വിശദമായി നൽകിയിട്ടുണ്ട്.

അളന്നതും നിർദേശിച്ചതും: രേഖാചിത്രം വായിക്കുമ്പോൾ

ഈ ലേഖനം തുടർച്ചയായി ചൂണ്ടിക്കാണിക്കുന്ന വ്യത്യാസം വ്യക്തമാക്കാനാണ് താഴെയുള്ള പാതാരേഖാചിത്രം വരച്ചിരിക്കുന്നത്. തുടർച്ചയായ അതിരുകളുള്ള പെട്ടികൾ മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ ഗവേഷണങ്ങളിൽ നേരിട്ടുള്ള പരീക്ഷണപിന്തുണയുള്ള ഘട്ടങ്ങളാണ്: NAD/NADH മാറ്റുന്ന റെഡോക്സ് ചക്രണം, താൽക്കാലിക AMPK ഫോസ്ഫോറിലേഷൻ, PGC-1alpha-യുടെയും SURF1-ന്റെയും പ്രേരണം, ഉയർന്ന കോംപ്ലക്സ് IV പ്രവർത്തനം, NQO1-ന്റെയും TrxR1-ന്റെയും പ്രേരണം, എലികളുടെ മസ്തിഷ്കത്തിൽ ബയോജെനസിസ് ജീൻ പ്രകടനത്തിന്റെയും mtDNA പകർപ്പുകളുടെ എണ്ണത്തിന്റെയും പുനഃസ്ഥാപനം, ചികിത്സാപരമായ ഡോസുകളിൽ mtDNA കേടുപാടില്ലാത്ത പെറോക്സൈഡ് വർധന എന്നിവ. ഇടവിട്ട അതിരുകളുള്ള പെട്ടികൾ നിർദേശിച്ച ബന്ധങ്ങളാണ്: Keap1 പെറോക്സൈഡ് സിഗ്നൽ തിരിച്ചറിയുന്നത്, ന്യൂക്ലിയസിലെ Nrf2 സഞ്ചയം പ്രതിരോധ ജീനുകളെ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നത്, Nrf2 സജീവീകരണത്തിൽനിന്ന് ബയോജെനസിസ് പരിപാടിയിലേക്കുള്ള കാരണബന്ധം എന്നിവ. ഇടവിട്ട വരകളുള്ള ഈ ഘട്ടങ്ങൾ സംഭവ്യമാണ്, ഡാറ്റയുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നവയാണ്, സാധാരണ പാഠപുസ്തക ജീവശാസ്ത്രത്തിന്റെ ഭാഗവുമാണ്. എന്നാൽ അവയെ തുടർച്ചയായ അതിരുകളുള്ള പെട്ടികളാക്കാൻ ആവശ്യമായ നിയന്ത്രണപരീക്ഷണങ്ങളോടെ—ന്യൂക്ലിയറിലെ Nrf2, ARE റിപ്പോർട്ടറുകൾ, Nrf2 നോക്കൗട്ട്—ഈ പ്രബന്ധങ്ങളിൽ അവ അളന്നിട്ടില്ല.

രേഖാചിത്രം മുന്നിൽ കാണുമ്പോൾ മൂന്ന് ആശയക്കുഴപ്പങ്ങൾ വ്യക്തമാകുന്നു. ഒന്നാമതായി, ഏതാണ്ട് ഒരേ പേരുള്ള വ്യത്യസ്ത പ്രോട്ടീനുകളാണ് NRF1-ഉം Nrf2-ഉം. എലികളിലെ പഠനം അളന്നത് ബയോജെനസിസ് നിയന്ത്രകമായ ന്യൂക്ലിയർ റെസ്പിറേറ്ററി ഫാക്ടർ 1-നെയാണ്, ആന്റിഓക്സിഡന്റ് ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ ഫാക്ടറെയല്ല. ഇവയെ ഒന്നായി കാണുന്നത് രേഖാചിത്രം മുഴുവൻ ഒരൊറ്റ ബിന്ദുവിലേക്ക് ചുരുക്കുന്നു. രണ്ടാമതായി, ജീൻ പ്രകടനം കഥയുടെ തുടക്കമാണ്, അവസാനമല്ല. പുനഃസ്ഥാപിക്കപ്പെട്ട TFAM അല്ലെങ്കിൽ COX1 മെസഞ്ചർ RNA ബയോജെനസിസ് ആരംഭിക്കാനുള്ള നിർദേശത്തെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു; mtDNA പകർപ്പുകളുടെ എണ്ണവും കോംപ്ലക്സ് IV പ്രവർത്തനവുമാണ് ആ നിർദേശം നടപ്പായതിന്റെ തെളിവുകൾ. മൂന്നാമതായി, ആന്റിഓക്സിഡന്റ് ഫലം Nrf2 വഴിയാണ് ഉണ്ടായതെന്ന് തെളിയിക്കുന്നില്ല. ഫൈബ്രോബ്ലാസ്റ്റുകളിലെ ഓക്സിഡന്റുകളുടെ 28 ശതമാനം കുറവും എലികളിലെ റോട്ടെനോണിനെതിരായ സംരക്ഷണവും യഥാർഥ തുടർഫലങ്ങളാണ്. എന്നാൽ പല പാതകളും ഈ ഫലങ്ങളിലേക്കെത്തുന്നു.

ഇടവിട്ട അതിരുള്ള പെട്ടിയെ തുടർച്ചയായ അതിരുള്ളതാക്കാൻ എന്താണ് വേണ്ടത്

ഇനിയും നടത്തേണ്ടത് സാധാരണ പരീക്ഷണങ്ങളാണ്. താൽക്കാലിക AMPK സിഗ്നലുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന സമയക്രമത്തിൽ, മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ നൽകിയ ശേഷമുള്ള ന്യൂക്ലിയറിലെ Nrf2 പ്രോട്ടീൻ അളക്കുന്നത് രണ്ട് ശാഖകളും യഥാർഥത്തിൽ ഒരുമിച്ച് സജീവമാകുന്നുണ്ടോ എന്ന് പരിശോധിക്കും—സമന്വയിച്ച സജീവീകരണം എന്ന അനുമാനം അവകാശപ്പെടുന്നതുപോലെ. ARE നിയന്ത്രിക്കുന്ന ഒരു റിപ്പോർട്ടർ, ലക്ഷ്യജീനുകളിൽനിന്ന് അനുമാനിക്കുന്നതിനുപകരം ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ പ്രവർത്തനം സ്ഥിരീകരിക്കും. Nrf2-ന്റെ പ്രകടനം കുറച്ചോ പൂർണമായി ഇല്ലാതാക്കിയോ ബയോജെനസിസ് അളവുസൂചകങ്ങൾ വീണ്ടും പരിശോധിക്കുന്നത് കാരണബന്ധത്തെ നേരിട്ട് പരീക്ഷിക്കും: Nrf2 ഇല്ലാതെയും കോംപ്ലക്സ് IV പ്രേരണയും mtDNA വർധനയും നിലനിൽക്കുന്നുവെങ്കിൽ, നിർദേശിച്ച ബന്ധം തെറ്റാണ്; AMPK ശാഖ മാത്രമാണ് ഫലം സൃഷ്ടിക്കുന്നത്. മൃഗപഠനങ്ങളിൽ, നിയന്ത്രകം, ഘടകങ്ങളുടെ അളവ്, പ്രവർത്തനം എന്നീ അതേ മൂന്ന് പരിശോധനാഘട്ടങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുത്തി ദീർഘകാല ഡോസ് നൽകുന്ന പഠനം നടത്തിയാൽ, പരിപാടി പ്രവർത്തിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നുണ്ടോ അതോ പൊരുത്തപ്പെടുന്നുണ്ടോ എന്ന് പരിശോധിക്കാം. അതുവരെ, ഊർജപാതകളുടെയും പ്രതിരോധപാതകളുടെയും സമന്വയിച്ച സജീവീകരണം അതിന്റെ ഗവേഷകർ വിശേഷിപ്പിച്ചതുപോലെ തന്നെയാണ് നിലനിൽക്കുന്നത്: പ്രധാനമായിരിക്കാവുന്ന ഒരു ഘടകം, സ്ഥാപിക്കപ്പെട്ട ഒരു പ്രവർത്തനരീതിയല്ല.

ഔഷധശാസ്ത്രത്തിന്റെ വിപുലമായ പശ്ചാത്തലത്തിൽനിന്ന് വരുന്ന വായനക്കാർക്ക് അനുബന്ധസന്ദർഭം അറിയാൻ താൽപര്യമുണ്ടാകാം: മൈറ്റോകോണ്ട്രിയൽ തലത്തിൽ മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ ഇലക്ട്രോണുകളെ എങ്ങനെ കൈമാറുന്നു, മൈറ്റോകോണ്ട്രിയകളിലും കോശത്തിലെ ഊർജത്തിലും അത് മറ്റെന്തെല്ലാം ചെയ്യുന്നു, കോശവാർധക്യത്തെക്കുറിച്ചുള്ള കണ്ടെത്തലുകൾ പ്രായമാകൽ ഗവേഷണത്തിൽ എവിടെയാണ് ഉൾപ്പെടുന്നത്, ബയോജെനസിസ് അവകാശവാദങ്ങൾക്ക് ബൗദ്ധിക പ്രകടനവുമായി എന്താണ് ബന്ധം, ഡോസിനെക്കുറിച്ചുള്ള എല്ലാ ചർച്ചകൾക്കും പരിധി നിശ്ചയിക്കുന്ന സുരക്ഷാരേഖ എന്താണ് എന്നിവ. ഇവ ഓരോന്നും സ്വന്തം തെളിവുകളുള്ള വ്യത്യസ്ത ആശയങ്ങളാണ്. Nrf2-നെ ഈ ലേഖനം കൈകാര്യം ചെയ്തതുപോലെ, അളന്നതും നിർദേശിച്ചതും വേർതിരിച്ചുള്ള അതേ സമീപനം ഇവ ഓരോന്നും അർഹിക്കുന്നു.