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चिकित्सा नोबेल ने कोशिकाओं में प्रकाश-नियंत्रित स्विच की खोज को सम्मानित किया

First brief 6 Oct, 1:00 pm IST Updated 6 Oct, 1:00 pm IST 0 developments 1 min read
Co-laureate Karl Deisseroth; file photo
Christopher Michel · CC BY-SA 4.0

Where it stands

2026 का चिकित्सा नोबेल प्रकाश का उपयोग करके चयनित कोशिकाओं को नियंत्रित करने के तरीके को मान्यता देता है। कार्ल डेसरोथ, पीटर हेगेमैन और जॉर्ज नागेल ऑप्टोजेनेटिक्स के पीछे की खोजों के लिए पुरस्कार साझा करते हैं। यह विधि शोधकर्ताओं को यह परीक्षण करने में मदद करती है कि विशिष्ट तंत्रिका कोशिकाएं क्या करती हैं, बजाय इसके कि वे केवल उन्हें सक्रिय होते हुए देखें। शुरुआती बिंदु एक छोटा शैवाल (जीव) था जो प्रकाश की ओर बढ़ता है। हेगेमैन और नागेल ने एक ऐसे प्रोटीन की पहचान की जो नीले प्रकाश के पहुंचने पर कोशिका की बाहरी झिल्ली के माध्यम से एक मार्ग खोलता है। इसके बाद आवेशित कण इस मार्ग से प्रवाहित होते हैं, जिससे कोशिका की विद्युत गतिविधि बदल जाती है। डेसरोथ के काम ने दिखाया कि कैसे इस प्रकाश-संवेदनशील प्रणाली को तंत्रिका कोशिकाओं में पेश किया जा सकता है और संकेतों को ट्रिगर करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। मस्तिष्क अनुसंधान के लिए, इसका फायदा सटीकता है। शोधकर्ता कोशिकाओं के एक समूह का चयन कर सकते हैं और यह नियंत्रित कर सकते हैं कि वे कोशिकाएं कब सक्रिय होती हैं। यह एक विशेष सर्किट को किसी क्रिया या प्रतिक्रिया के साथ जोड़ने में मदद करता है। दृष्टि अनुसंधान सहित चिकित्सा अनुप्रयोगों का पता लगाया जा रहा है, लेकिन नोबेल की घोषणा का मतलब अंधापन या मस्तिष्क विकारों के लिए कोई सामान्य इलाज नहीं है।

Background

एक तंत्रिका कोशिका विद्युत संकेतों और रासायनिक संदेशों के माध्यम से संचार करती है। जब ऐसी कई कोशिकाएं जुड़ती हैं, तो वे गति, संवेदना और अन्य कार्यों में शामिल सर्किट बनाती हैं। किसी क्रिया के दौरान किसी सर्किट को सक्रिय होते हुए देखना, अपने आप में यह नहीं दर्शाता है कि सर्किट ने वह क्रिया की है। शोधकर्ताओं को इसकी गतिविधि को बदलने और यह देखने के तरीके की आवश्यकता होती है कि उसके बाद क्या होता है। पुराने उपकरणों ने इसे कठिन बना दिया था। एक इलेक्ट्रोड आस-पास की कोशिकाओं को एक साथ उत्तेजित कर सकता है, जबकि एक दवा व्यापक क्षेत्र या लंबी अवधि में गतिविधि को प्रभावित कर सकती है। ऑप्टोजेनेटिक्स एक और दृष्टिकोण प्रदान करता है: पहले चयनित कोशिकाओं को प्रकाश-संवेदनशील प्रोटीन बनाने के निर्देश दें, फिर एक प्रयोग में उन्हें रोशन करें। आनुवंशिक कदम चुनी गई कोशिकाओं को प्रकाश के प्रति प्रतिक्रिया देने में सक्षम बनाता है; और प्रकाश उनके समय को नियंत्रित करता है। चैनलरोडोप्सिन नामक प्रोटीन मस्तिष्क के उपचार को विकसित करने के प्रयास से नहीं, बल्कि शैवाल पर शोध से आया है। शैवाल अपने परिवेश पर प्रतिक्रिया करने के लिए प्रकाश-संवेदनशील तंत्र का उपयोग करते हैं। इस तंत्र को अन्य कोशिकाओं में स्थानांतरित करने से एक बुनियादी जैविक खोज एक शोध उपकरण में बदल गई। 2005 में प्रकाशित कार्य ने तंत्रिका कोशिकाओं में प्रकाश-ट्रिगर संकेतों का प्रदर्शन किया, जिसके बाद जीवित चूहों के मस्तिष्क में प्रयोग किए गए। इस पद्धति को अभी भी आनुवंशिक निर्देशों और प्रकाश दोनों के साथ चयनित कोशिकाओं तक पहुंचने के तरीके की आवश्यकता है। किसी के सिर पर साधारण टॉर्च चमकाने से यह हासिल नहीं होता है। जानवरों में सफल प्रयोग भी लोगों के लिए एक सुरक्षित और प्रभावी उपचार स्थापित नहीं करते हैं। प्रत्येक प्रस्तावित उपयोग के लिए अलग नैदानिक अनुसंधान की आवश्यकता होती है।

How it developed

  1. 5 October 2026; Nobel announcement
    How it started

    शैवाल पर काम तंत्रिका सर्किट के अध्ययन के लिए एक उपकरण बन जाता है

    कारोलिंस्का इंस्टीट्यूट में नोबेल असेंबली ने प्रकाश-गेटेड आयन चैनलों और ऑप्टोजेनेटिक्स से संबंधित खोजों के लिए पुरस्कार प्रदान किया। हेगेमैन और नागेल ने प्रकाश-संवेदनशील चैनल तंत्र स्थापित करने में मदद की। डेसरोथ के शोध ने इसके उपयोग को तंत्रिका-कोशिका गतिविधि को नियंत्रित करने तक बढ़ाया। यह पुरस्कार कई वर्षों में विकसित कार्य को मान्यता देता है, न कि इस सप्ताह आविष्कार की गई तकनीक को। एक संभावित चिकित्सा उपयोग अन्य प्रकाश-संवेदनशील कोशिकाओं के नष्ट हो जाने के बाद बची हुई रेटिनल कोशिकाओं को प्रकाश के प्रति उत्तरदायी बनाना है। 2021 के एक अध्ययन में जीन थेरेपी और विशेष चश्मे का उपयोग करके एक मरीज में दृश्य कार्य की आंशिक रिकवरी की सूचना दी गई थी। यह परिणाम एक सीमित नैदानिक प्रदर्शन था, न कि सामान्य दृष्टि की बहाली या अंधेपन के हर कारण का उपचार।

Why it matters for UPSC

GS3 · Biotechnology and scientific research

बताएं कि कैसे शैवाल पर जिज्ञासा-संचालित अनुसंधान ने तंत्रिका सर्किट का अध्ययन करने के लिए एक उपकरण तैयार किया। किसी जुड़ाव को देखने और कारण की भूमिका के परीक्षण के बीच अंतर करें। जीन, प्रोटीन और विद्युत संकेतों को जोड़ें, जबकि एक प्रयोगशाला विधि को अनुमोदित चिकित्सा उपचार से अलग करें।

Key terms

ऑप्टोजेनेटिक्स (Optogenetics)चयनित कोशिकाओं को नियंत्रित करने के लिए प्रकाश के साथ आनुवंशिक उपकरणों के संयोजन की एक विधि। शोधकर्ता प्रकाश-संवेदनशील प्रोटीन के लिए निर्देश पेश करते हैं, फिर कोशिकाओं की गतिविधि को बदलने के लिए प्रकाश का उपयोग करते हैं। यह विधि तंत्रिका सर्किट की भूमिकाओं के परीक्षण के लिए विशेष रूप से उपयोगी है। यह प्राकृतिक रूप से सक्रिय कोशिकाओं को देखने के समान नहीं है।
चैनलरोडोप्सिन (Channelrhodopsin)एक प्रकाश-संवेदनशील प्रोटीन जिसका पहली बार शैवाल में अध्ययन किया गया। यह कोशिका झिल्ली में एक चैनल बनाता है। जब उपयुक्त प्रकाश चैनल खोलता है, तो आवेशित कण गुजर सकते हैं और विद्युत गतिविधि को बदल सकते हैं। यह गुण इसे अनुसंधान में प्रकाश-नियंत्रित स्विच के रूप में उपयोगी बनाता है।
आयन चैनल (Ion channel)एक प्रोटीन जो कोशिका झिल्ली के माध्यम से आवेशित कणों (जिन्हें आयन कहा जाता है) के लिए एक मार्ग प्रदान करता है। आयनों के प्रवाह को बदलने से तंत्रिका कोशिका की विद्युत स्थिति बदल सकती है। एक प्रकाश-गेटेड चैनल प्रकाश की प्रतिक्रिया में खुलता है; अन्य चैनल अलग-अलग संकेतों का जवाब देते हैं।
जीन और प्रोटीन (Gene and protein)एक जीन निर्देश देता है जिसका उपयोग कोशिका प्रोटीन बनाने के लिए कर सकती है। प्रोटीन चैनल बनाने और संकेतों का पता लगाने सहित कई कार्य करते हैं। ऑप्टोजेनेटिक्स में, प्रासंगिक जीन को पेश करने से चयनित कोशिकाएं एक प्रकाश-संवेदनशील प्रोटीन का उत्पादन कर सकती हैं जो उनके पास पहले नहीं था।
तंत्रिका सर्किट (Neural circuit)सूचनाओं को संसाधित करने या प्रतिक्रिया उत्पन्न करने में शामिल तंत्रिका कोशिकाओं का एक जुड़ा हुआ समूह। एक सर्किट गति, स्मृति या संवेदना में योगदान कर सकता है। प्रयोगात्मक रूप से इसकी गतिविधि को बदलने से इसकी भूमिका का परीक्षण करने में मदद मिलती है, हालांकि जटिल व्यवहार में कई परस्पर क्रिया करने वाले सर्किट शामिल हो सकते हैं।
रेटिना (Retina)आंख के पिछले हिस्से में प्रकाश-संवेदनशील ऊतक। यह आने वाले प्रकाश को मस्तिष्क की ओर भेजे जाने वाले संकेतों में बदलने में मदद करता है। कुछ बीमारियाँ विशिष्ट रेटिनल कोशिकाओं को नष्ट कर देती हैं जबकि अन्य को जीवित छोड़ देती हैं। दृष्टि अनुसंधान यह जांच कर सकता है कि क्या उन बची हुई कोशिकाओं को प्रकाश के प्रति उत्तरदायी बनाया जा सकता है।
नैदानिक अनुसंधान (Clinical research)एक चिकित्सा दृष्टिकोण की सुरक्षा और प्रभावों की जांच करने के लिए लोगों से जुड़ा अनुसंधान। एक मरीज में उत्साहजनक परिणाम को आगे की जांच की आवश्यकता होती है। यह यह नहीं दिखाता है कि यह दृष्टिकोण सभी के लिए काम करेगा, वर्षों तक प्रभावी रहेगा, या नियमित उपचार के लिए अनुमोदन प्राप्त करेगा।
Sources (3)
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