इंस्टीट्यूट ऑफ न्यूरोसाइंसेस (IN) की एक टीम, हायर काउंसिल फॉर साइंटिफिक रिसर्च (CSIC) के मिश्रित केंद्र और Elche के मिगुएल हर्नांडेज़ यूनिवर्सिटी (UMH) ने बताया है कि कैसे पता चला है कि कैसे हॉल्टरियोमक्खियों की उड़ान के लिए एक मौलिक संरचना।
यह छोटा अंग, मक्खियों के मुख्य पंखों के पीछे स्थित है, यह एक जैविक जाइरोस्कोप के रूप में कार्य करता है, जो कीट को हवा में स्थिर करने में मदद करता है। वह अध्ययनशीर्षक से पृष्ठीय और वेंट्रल सतहों के बीच यांत्रिक युग्मन ड्रोसोफिला के हाल्टरियो को आकार देता है, यह वर्तमान जीव विज्ञान पत्रिका में प्रकाशित किया गया है।
विशेष रूप से, इस शोध का नेतृत्व जोस कार्लोस पादरी पेरेजा ने किया है, जो कि इंस्टीट्यूट ऑफ न्यूरोसाइंसेस के तंत्रिका तंत्र में सेलुलर और टिशू आर्किटेक्चर की प्रयोगशाला के निदेशक हैं।
अप्रत्याशित खोज
यह दिखाया गया है कि, जो सोचा गया था, उसके विपरीत, हाल्टरियो एक खोखली संरचना नहीं है, लेकिन इसकी दो सतह आंतरिक रूप से जुड़ी हुई हैं एक परिष्कृत सेल प्रणाली के माध्यम से जो अपने गोल आकार को स्थिर करता है।
पादरी युगल के अनुसार, «यह संरचना एक है स्थिरीकरण प्रणाली आर्किटेक्चरल सपोर्ट्स को याद रखें: इन आंतरिक कनेक्शनों के बिना, हाल्टरियो लम्बा हो जाता है और अपना रूप खो देता है, जैसे टेंशनर्स के बिना एक तम्बू »।
उस प्रक्रिया के दौरान जिसे मक्खी के मेटामोर्फोसिस के रूप में जाना जाता है, लार्वा से वयस्क, पंखों और लगामों तक का मार्ग कोशिकाओं की एक पतली परत से विकसित होता है।
एक हाल्टरियो सामान्य (बाएं) स्थितियों के तहत विकसित हुआ और एक आनुवंशिक रूप से संशोधित फल मक्खी मॉडल (दाएं) (फोरम: सीएसआईसी – यूएमएच) में विकृत।
हाल्टरियो का महत्व
मक्खियों के हाल्टरियो के मामले में, टीम ने पता लगाया है कि पहले कोलेजन में समृद्ध एक बाह्य मैट्रिक्स को अपमानित किया जाता है जो इसके दो चेहरों को अलग करता है। यह गिरावट सेलुलर अनुमानों का गठन करने की अनुमति देती है जो दोनों सतहों को एक मैट्रिक्स के माध्यम से एक अन्य प्रोटीन, लैमिनिन के साथ जोड़ते हैं, एक प्रकार का आंतरिक फ्रेम बनाते हैं।
ये कनेक्शन के रूप में कार्य करते हैं जैविक तनावयह उन बलों का विरोध करने की अनुमति देता है जो अन्यथा अंग को विकृत कर देंगे। जब यह प्रणाली विफल हो जाती है, जैसा कि फल मक्खी मॉडल में होता है (ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर) टीम द्वारा आनुवंशिक रूप से संशोधित, हाल्टरियो अपने गोल आकार को खो देता है, इसके कार्य की कुंजी।
इसके अलावा, अध्ययन से पता चलता है कि हाल्टरियो एक निरंतर तनाव के अधीन है: एक बल जो अपने आधार को खींचता है और दूसरा जो कीट के बाहरी छल्ली को लंगर डालता है। यह ठीक इस आंतरिक तनाव प्रणाली है जो दोनों बलों को अपनी ज्यामिति को बनाए रखने के लिए संतुलित करती है।
इलेक्ट्रॉनिक माइक्रोस्कोपी और रिकॉर्डिंग
इन प्रभावों का निरीक्षण करने के लिए, टीम ने तकनीकों का उपयोग कियाइलेक्ट्रॉनिक माइक्रोस्कोपी का वान्ज़ा और मक्खी के कायापलट के दौरान लाइव रिकॉर्डिंग।
“हमने देखा है कि सेलुलर अनुमानों की एक श्रृंखला है जो बल्टरियो के गोल रूप को स्थिर करने के लिए बलों का मुकाबला करते हैं जो अन्यथा इसे विकृत कर देंगे,” पादरी युगल कहते हैं। और शोधकर्ता कहते हैं, «जब हम उत्परिवर्ती मॉडल में इस समर्थन संरचना को खत्म करते हैं, तो अंग अपनी कार्यात्मक ज्यामिति खो देता है»।
वह उत्परिवर्ती मॉडल का उपयोग और बाह्य मैट्रिक्स का विश्लेषण इस तंत्र को उजागर करने के लिए महत्वपूर्ण रहा हैयह कोलेजन गिरावट, सेलुलर आसंजन और आंतरिक टेंशनर्स को जोड़ती है जो भीतर से संरचना को सुदृढ़ करती है।
कपड़े अभियांत्रिकी
इस काम के परिणाम फलों के मक्खियों के विशेष मामले से परे हैं, क्योंकि वे सामान्य विचारों का योगदान करते हैं कि कैसे अंग जानवरों में अपना रूप प्राप्त करते हैंविकास जीव विज्ञान में एक मौलिक मुद्दा। इसके अलावा, वे टिशू इंजीनियरिंग या बायोमिमेटिक संरचनाओं के डिजाइन जैसे मुद्दों को संबोधित करने के नए तरीकों को प्रेरित कर सकते हैं।
अध्ययन को वैज्ञानिकों युझाओ गीत और तियानहुई सन के सहयोग से, त्सिंघुआ (चीन) विश्वविद्यालय से किया गया है; शोधकर्ता पालोमा मार्टिन और अर्नेस्टो सैंचेज़ हेरो, सेवेरो ओचोआ आणविक जीव विज्ञान केंद्र (सीबीएमएसओ, सीएसआईसी-यूएएम) से; और जॉर्ज फर्नांडीज हेरो, एलिकांटे विश्वविद्यालय से। इसके अलावा, इसमें विज्ञान, नवाचार और विश्वविद्यालयों के मंत्रालय का वित्तपोषण है, जो कि न्यूरोसाइंसेस इंस्टीट्यूट ऑफ न्यूरोसाइंसेस (CSIC-RUMH) के उत्कृष्टता सेवेरो ओचोआ के केंद्र, रामोन अरेस फाउंडेशन और चीन के नेशनल फाउंडेशन के लिए कार्यक्रम है।