আলঝেইমারে DNA-এর 3D বিন্যাসে নতুন পরিবর্তনের সন্ধান

আলঝেইমার রোগে মস্তিষ্কের কোষ কীভাবে ক্ষতিগ্রস্ত হয়, তা নিয়ে দীর্ঘদিন ধরেই গবেষণা চলছে। এবার নতুন এক গবেষণায় মস্তিষ্কের কোষের ভেতরে DNA এর ত্রিমাত্রিক বা 3D বিন্যাসে এমন কিছু পরিবর্তনের সন্ধান পেয়েছেন বিজ্ঞানীরা, যা রোগটির সঙ্গে জড়িত জিনের কার্যক্রম সম্পর্কে নতুন ধারণা দিতে পারে। গবেষণাটি ২০২৬ সালে Science জার্নালে প্রকাশিত হয়েছে।

গবেষণাটি করেছেন Carnegie Mellon University (CMU), University of Pittsburgh School of Medicine ও Washington University  সহ কয়েকটি প্রতিষ্ঠানের গবেষকেরা। আলঝেইমারে আক্রান্ত মস্তিষ্কের বিভিন্ন ধরনের কোষে DNA কীভাবে সাজানো থাকে এবং সেই বিন্যাসের সঙ্গে জিনের কার্যক্রমের কী সম্পর্ক রয়েছে, তা বোঝাই ছিল গবেষণার মূল লক্ষ্য।

DNA এর ভেতরের বিন্যাসেই মিলল পরিবর্তন

আমরা সাধারণত DNA কে জেনেটিক তথ্য বহনকারী একটি দীর্ঘ অণু হিসেবে জানি। কিন্তু কোষের ভেতরে DNA সোজা হয়ে পড়ে থাকে না। এটি অনেকটা সুতো বা ফিতার মতো ভাঁজ হয়ে ত্রিমাত্রিক কাঠামো তৈরি করে। এই বিন্যাস গুরুত্বপূর্ণ, কারণ DNA এর কোন অংশ কোন জিনের কাছে থাকবে, তার ওপর জিনের কার্যক্রম অনেকটাই নির্ভর করতে পারে।

নতুন গবেষণায় বিজ্ঞানীরা দেখেছেন, আলঝেইমারে আক্রান্ত মস্তিষ্কের বিভিন্ন কোষে এই 3D জিনোমের বিন্যাস স্বাভাবিক অবস্থার তুলনায় বদলে যেতে পারে। বিশেষ করে জিনোমের সক্রিয় ও অপেক্ষাকৃত নিষ্ক্রিয় অঞ্চলগুলোর মধ্যে স্বাভাবিক যোগাযোগ ও অবস্থানে পরিবর্তনের ইঙ্গিত পাওয়া গেছে।

গবেষকদের মতে, এই পরিবর্তন শুধু DNA কীভাবে সাজানো আছে, তার বিষয় নয়। এর সঙ্গে কোষের ভেতরে কোন জিন সক্রিয় হচ্ছে এবং কোন জিনের কার্যক্রম কমে যাচ্ছে, তারও সম্পর্ক রয়েছে।

বিভিন্ন ধরনের মস্তিষ্কের কোষ আলাদাভাবে বিশ্লেষণ

গবেষণাটির বিশেষত্ব হলো, বিজ্ঞানীরা পুরো মস্তিষ্ককে একসঙ্গে বিশ্লেষণ না করে বিভিন্ন ধরনের কোষের পরিবর্তন আলাদাভাবে দেখেছেন। এ জন্য তাঁরা single-cell genomics ও spatial transcriptomics এর মতো আধুনিক প্রযুক্তি ব্যবহার করেন।

একই সঙ্গে বিপুল পরিমাণ তথ্য বিশ্লেষণে কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা বা AI-ভিত্তিক পদ্ধতিও কাজে লাগানো হয়েছে। এর মাধ্যমে কোন ধরনের কোষে DNA এর 3D বিন্যাসে কী ধরনের পরিবর্তন হচ্ছে এবং সেই পরিবর্তনের সঙ্গে জিনের কার্যক্রমের সম্পর্ক কোথায়—তা তুলনা করা সম্ভব হয়েছে।

গবেষকেরা দেখতে পেয়েছেন, আলঝেইমারের প্রভাব সব ধরনের মস্তিষ্কের কোষে একই রকম নয়। নির্দিষ্ট কিছু কোষে জিনোমের সংগঠন ও জিনের কার্যক্রমে পরিবর্তন বেশি স্পষ্ট। ফলে রোগটির প্রভাব বোঝার ক্ষেত্রে শুধু একটি ধরনের কোষের দিকে নজর দিলেই পুরো চিত্র পাওয়া যায় না।

জিনের কার্যক্রমের সঙ্গে রয়েছে সম্পর্ক

গবেষণার গুরুত্বপূর্ণ ফলাফল হলো, DNA এর 3D বিন্যাসের পরিবর্তনের সঙ্গে কিছু জিনের কার্যক্রমের পরিবর্তনের সম্পর্ক পাওয়া গেছে। অর্থাৎ DNA শুধু জেনেটিক তথ্য বহন করছে না, কোষের ভেতরে সেটি কীভাবে সাজানো রয়েছে, সেটিও জিনের কার্যক্রম নিয়ন্ত্রণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখতে পারে।

এতে আলঝেইমার রোগের জটিলতা বোঝার ক্ষেত্রে নতুন একটি দিক সামনে এসেছে। এত দিন এই রোগ নিয়ে গবেষণায় জিনের DNA sequence, প্রোটিন এবং কোষের পরিবর্তনের দিকে বেশি গুরুত্ব দেওয়া হয়েছে। নতুন গবেষণা দেখাচ্ছে, এর পাশাপাশি জিনোমের 3D সংগঠনও রোগের প্রক্রিয়া বোঝার গুরুত্বপূর্ণ অংশ হতে পারে।

গবেষকদের মতে, কোনো জিনের কার্যক্রম বদলে যাওয়ার পেছনে শুধু জিনের নিজস্ব পরিবর্তন নয়, DNA এর ভাঁজ ও স্থানিক বিন্যাসও ভূমিকা রাখতে পারে। ফলে ভবিষ্যতে আলঝেইমার নিয়ে গবেষণায় এই 3D কাঠামো আরও গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠতে পারে।

AI-নির্ভর বিশ্লেষণেও নতুন সম্ভাবনা

এ গবেষণায় AI ব্যবহারের বিষয়টিও গুরুত্বপূর্ণ। মস্তিষ্কের অসংখ্য কোষ থেকে পাওয়া জেনেটিক ও স্থানিক তথ্য একসঙ্গে বিশ্লেষণ করা বেশ জটিল। AI-ভিত্তিক বিশ্লেষণ গবেষকদের এই বিপুল তথ্যের মধ্যে থাকা নির্দিষ্ট পরিবর্তনগুলো শনাক্ত করতে সাহায্য করেছে।

এ ধরনের প্রযুক্তি ভবিষ্যতে আলঝেইমারসহ অন্যান্য স্নায়বিক রোগে কোষের ভেতরের পরিবর্তন চিহ্নিত করার নতুন সুযোগ তৈরি করতে পারে। তবে এখনই এটিকে রোগ নির্ণয় বা চিকিৎসার জন্য প্রস্তুত কোনো পদ্ধতি বলা যাচ্ছে না।

গবেষণাটি আলঝেইমারের নতুন চিকিৎসা আবিষ্কার করেছে—এমন দাবিও করা যাবে না। DNA এর 3D বিন্যাসে এসব পরিবর্তন রোগের কারণ, নাকি রোগের কারণে তৈরি হওয়া পরিবর্তন,তা এখনো পুরোপুরি নিশ্চিত নয়। একইভাবে, এই পরিবর্তন ভবিষ্যতে রোগ শনাক্তকরণ বা নতুন ওষুধ তৈরির লক্ষ্য হতে পারবে কি না, সেটিও আরও গবেষণার বিষয়।

তবে আলঝেইমারের মতো জটিল রোগে মস্তিষ্কের কোষের ভেতরে জেনেটিক তথ্য কীভাবে সংগঠিত থাকে, তার সঙ্গে রোগের সম্পর্ক খুঁজে পাওয়া গবেষণাটিকে গুরুত্বপূর্ণ করে তুলেছে। ভবিষ্যতে একই পদ্ধতিতে আরও বেশি মানুষের মস্তিষ্কের তথ্য বিশ্লেষণ করলে রোগটির শুরু ও অগ্রগতির বিষয়ে আরও পরিষ্কার ধারণা পাওয়া যেতে পারে।

আলঝেইমারে মস্তিষ্কের কোষের DNA এর 3D বিন্যাসেও পরিবর্তন হতে পারে।নতুন গবেষণায় এমন গুরুত্বপূর্ণ ইঙ্গিত পাওয়া গেছে। এই ফলাফল রোগটির জটিল প্রক্রিয়া বোঝার নতুন পথ খুললেও চিকিৎসায় এর ব্যবহার নিশ্চিত করতে আরও গবেষণা প্রয়োজন।

তথ্যসূত্র: Science, Carnegie Mellon University (CMU), ScienceDaily