गोफर फोटोरिसेप्टर शंकु के अंदर माइटोकॉन्ड्रिया (पीला) के बंडल विसरित प्रकाश (नीचे से चमक) (नीली किरण) के अधिक सटीक ध्यान केंद्रित करने में एक अप्रत्याशित भूमिका निभाते हैं।यह ऑप्टिकल व्यवहार शंकु कोशिकाओं में वर्णक को प्रकाश को पकड़ने में अधिक कुशल बनाकर दृष्टि में सुधार कर सकता है।
एक माइक्रोलेंस एरे के माध्यम से एक मच्छर आपको देख रहा है।आप अपना सिर घुमाते हैं, फ्लाईस्वाटर को अपने हाथ में पकड़ते हैं, और अपनी विनम्र, एक-लेंस वाली आंख से पिशाच को देखते हैं।लेकिन यह पता चला है कि आप एक-दूसरे को - और दुनिया को - जितना आप सोचते हैं, उससे कहीं अधिक देख सकते हैं।
साइंस एडवांसेज पत्रिका में पिछले महीने प्रकाशित एक अध्ययन में पाया गया कि स्तनधारी आंख के अंदर, माइटोकॉन्ड्रिया, कोशिका-पौष्टिक अंग, दूसरी माइक्रोलेंस भूमिका निभा सकते हैं, जो फोटोपिगमेंट पर प्रकाश को केंद्रित करने में मदद करते हैं, ये वर्णक मस्तिष्क के लिए प्रकाश को तंत्रिका संकेतों में परिवर्तित करते हैं। व्याख्या करना।निष्कर्ष स्तनधारी आंखों और कीड़ों और अन्य आर्थ्रोपोड्स की मिश्रित आंखों के बीच हड़ताली समानताएं दिखाते हैं, यह बताते हुए कि हमारी अपनी आंखों में गुप्त ऑप्टिकल जटिलता है और विकास ने नए उपयोगों के लिए हमारे सेलुलर शरीर रचना का एक बहुत ही प्राचीन हिस्सा बना दिया है।
आंख के सामने का लेंस पर्यावरण से प्रकाश को पीछे ऊतक की एक पतली परत पर केंद्रित करता है, जिसे रेटिना कहा जाता है।वहां, फोटोरिसेप्टर कोशिकाएं - शंकु जो हमारी दुनिया को रंग देती हैं और छड़ें जो हमें कम रोशनी में नेविगेट करने में मदद करती हैं - प्रकाश को अवशोषित करती हैं और इसे मस्तिष्क में जाने वाले तंत्रिका संकेतों में परिवर्तित करती हैं।लेकिन फोटोपिगमेंट मोटे माइटोकॉन्ड्रियल बंडल के ठीक पीछे, फोटोरिसेप्टर के बहुत अंत में स्थित होते हैं।इस बंडल की अजीब व्यवस्था माइटोकॉन्ड्रिया को अनावश्यक रूप से प्रकाश-बिखरने वाली बाधाओं में बदल देती है।
नेशनल आई इंस्टीट्यूट के वरिष्ठ शोधकर्ता और पेपर के प्रमुख लेखक वेई ली ने कहा, माइटोकॉन्ड्रिया प्रकाश कणों के लिए "अंतिम बाधा" हैं।कई वर्षों तक, दृष्टि वैज्ञानिक इन जीवों की इस अजीब व्यवस्था को समझ नहीं पाए - आखिरकार, अधिकांश कोशिकाओं के माइटोकॉन्ड्रिया अपने केंद्रीय अंग - नाभिक से चिपके रहते हैं।
कुछ वैज्ञानिकों ने सुझाव दिया है कि ये किरणें उस जगह से विकसित नहीं हो सकती हैं जहां से प्रकाश संकेतों को तंत्रिका संकेतों में परिवर्तित किया जाता है, एक ऊर्जा-गहन प्रक्रिया जो ऊर्जा को आसानी से पंप और जल्दी से वितरित करने की अनुमति देती है।लेकिन फिर अनुसंधान ने यह दिखाना शुरू किया कि फोटोरिसेप्टर को ऊर्जा के लिए कई माइटोकॉन्ड्रिया की आवश्यकता नहीं होती है - इसके बजाय, वे ग्लाइकोलाइसिस नामक प्रक्रिया में अधिक ऊर्जा प्राप्त कर सकते हैं, जो सेल के जिलेटिनस साइटोप्लाज्म में होता है।
ली और उनकी टीम ने गोफर की शंकु कोशिकाओं का विश्लेषण करके इन माइटोकॉन्ड्रियल पथों की भूमिका के बारे में सीखा, एक छोटा स्तनपायी जिसमें उत्कृष्ट दिन दृष्टि होती है लेकिन वास्तव में रात में अंधा होता है क्योंकि इसके शंकु फोटोरिसेप्टर अनुपातहीन रूप से बड़े होते हैं।
कंप्यूटर सिमुलेशन से पता चला कि माइटोकॉन्ड्रियल बंडलों में ऑप्टिकल गुण हो सकते हैं, ली और उनकी टीम ने वास्तविक वस्तुओं पर प्रयोग शुरू किया।उन्होंने गिलहरी के रेटिना के पतले नमूनों का इस्तेमाल किया, और कुछ शंकुओं को छोड़कर अधिकांश कोशिकाओं को हटा दिया गया, इसलिए उन्हें "माइटोकॉन्ड्रिया का एक बैग मिला" बड़े करीने से एक झिल्ली के अंदर पैक किया गया, ली ने कहा।
इस नमूने को रोशन करके और ली की प्रयोगशाला में एक वैज्ञानिक और अध्ययन के प्रमुख लेखक जॉन बॉल द्वारा डिजाइन किए गए एक विशेष कन्फोकल माइक्रोस्कोप के तहत इसकी सावधानीपूर्वक जांच करके, हमें एक अप्रत्याशित परिणाम मिला।माइटोकॉन्ड्रियल बीम से गुजरने वाला प्रकाश एक उज्ज्वल, तेजी से केंद्रित बीम के रूप में प्रकट होता है।शोधकर्ताओं ने इन माइक्रोलेंस के माध्यम से प्रकाश के अंधेरे में प्रवेश करने की तस्वीरें और वीडियो लिए, जहां जीवित जानवरों में फोटोपिगमेंट की प्रतीक्षा की जाती है।
माइटोकॉन्ड्रियल बंडल एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, एक बाधा के रूप में नहीं, बल्कि कम से कम नुकसान के साथ फोटोरिसेप्टर को जितना संभव हो उतना प्रकाश देने में, ली कहते हैं।
सिमुलेशन का उपयोग करते हुए, उन्होंने और उनके सहयोगियों ने पुष्टि की कि लेंस प्रभाव मुख्य रूप से माइटोकॉन्ड्रियल बंडल के कारण होता है, न कि इसके चारों ओर झिल्ली द्वारा (हालांकि झिल्ली एक भूमिका निभाता है)।गोफर के प्राकृतिक इतिहास की एक विचित्रता ने उन्हें यह प्रदर्शित करने में भी मदद की कि माइटोकॉन्ड्रियल बंडल का आकार ध्यान केंद्रित करने की क्षमता के लिए महत्वपूर्ण है: महीनों के दौरान गोफर हाइबरनेट करता है, इसके माइटोकॉन्ड्रियल बंडल अव्यवस्थित और सिकुड़ जाते हैं।जब शोधकर्ताओं ने मॉडल किया कि क्या होता है जब प्रकाश एक सोती हुई गिलहरी के माइटोकॉन्ड्रियल बंडल से होकर गुजरता है, तो उन्होंने पाया कि यह प्रकाश को उतना केंद्रित नहीं करता है जितना कि जब इसे फैलाया जाता है और अत्यधिक व्यवस्थित किया जाता है।
अतीत में, अन्य वैज्ञानिकों ने सुझाव दिया है कि माइटोकॉन्ड्रियल बंडल रेटिना में प्रकाश एकत्र करने में मदद कर सकते हैं, कोलंबिया यूनिवर्सिटी मेडिकल सेंटर में नेत्र विज्ञान के प्रोफेसर जेनेट स्पैरो नोट करते हैं।हालांकि, यह विचार अजीब लग रहा था: "मेरे जैसे कुछ लोग हँसे और कहा, 'चलो, क्या आपके पास प्रकाश का मार्गदर्शन करने के लिए वास्तव में इतने सारे माइटोकॉन्ड्रिया हैं?'- उसने कहा।"यह वास्तव में एक दस्तावेज है जो इसे साबित करता है - और यह बहुत अच्छा है।"
ली और उनके सहयोगियों का मानना है कि उन्होंने गोफर में जो देखा वह मनुष्यों और अन्य प्राइमेट्स में भी हो सकता है, जिनकी पिरामिड संरचना बहुत समान है।उन्हें लगता है कि यह 1933 में पहली बार वर्णित एक घटना की व्याख्या भी कर सकता है जिसे स्टाइल्स-क्रॉफर्ड प्रभाव कहा जाता है, जिसमें पुतली के बहुत केंद्र से गुजरने वाली रोशनी को कोण से गुजरने वाले प्रकाश की तुलना में उज्जवल माना जाता है।चूंकि केंद्रीय प्रकाश माइटोकॉन्ड्रियल बंडल पर अधिक केंद्रित हो सकता है, शोधकर्ताओं का मानना है कि यह शंकु वर्णक पर बेहतर केंद्रित हो सकता है।उनका सुझाव है कि स्टाइल्स-क्रॉफर्ड प्रभाव को मापने से रेटिना की बीमारियों का जल्द पता लगाने में मदद मिल सकती है, जिनमें से कई माइटोकॉन्ड्रियल क्षति और परिवर्तन का कारण बनती हैं।ली की टीम विश्लेषण करना चाहती थी कि रोगग्रस्त माइटोकॉन्ड्रिया प्रकाश को अलग तरह से कैसे केंद्रित करते हैं।
यह एक "खूबसूरत प्रयोगात्मक मॉडल" और एक बहुत ही नई खोज है, यूसीएलए में नेत्र विज्ञान के सहायक प्रोफेसर यरोंग पेंग ने कहा, जो अध्ययन में शामिल नहीं थे।यह देखना दिलचस्प होगा कि क्या ये माइटोकॉन्ड्रियल बंडल रात की दृष्टि में सुधार के लिए छड़ के अंदर भी काम कर सकते हैं, पेंग ने कहा।
कम से कम शंकु में, ये माइटोकॉन्ड्रिया माइक्रोलेंस में विकसित हो सकते थे क्योंकि उनके झिल्ली लिपिड से बने होते हैं जो स्वाभाविक रूप से प्रकाश को अपवर्तित करते हैं, ली ने कहा।"यह सुविधा के लिए बस सबसे अच्छी सामग्री है।"
लिपिड्स भी इस कार्य को प्रकृति में कहीं और पाते हैं।पक्षियों और सरीसृपों में, तेल की बूंदों नामक संरचनाएं रेटिना में विकसित हुई हैं जो रंग फिल्टर के रूप में काम करती हैं, लेकिन माइटोकॉन्ड्रियल बंडलों जैसे माइक्रोलेंस के रूप में कार्य करने के लिए भी सोचा जाता है।अभिसरण विकास के एक भव्य मामले में, ऊपर की ओर चक्कर लगाने वाले पक्षी, मच्छर अपने रमणीय मानव शिकार के चारों ओर घूमते हैं, आप इसे उपयुक्त ऑप्टिकल विशेषताओं के साथ पढ़ते हैं जो स्वतंत्र रूप से विकसित हुए हैं - अनुकूलन जो दर्शकों को आकर्षित करते हैं।यहाँ एक स्पष्ट और उज्ज्वल दुनिया आती है।
संपादक का नोट: यिरोंग पेंग को क्लिंगनस्टीन-सीमन्स फैलोशिप का समर्थन प्राप्त हुआ, जो सिमंस फाउंडेशन द्वारा समर्थित एक परियोजना है, जो इस स्वतंत्र रूप से संपादित पत्रिका को भी निधि देती है।सीमन्स फाउंडेशन के फंडिंग निर्णय से हमारी रिपोर्टिंग प्रभावित नहीं होती है।
सुधार: 6 अप्रैल, 2022 मुख्य छवि के शीर्षक ने शुरू में गलत तरीके से माइटोकॉन्ड्रियल बंडलों के रंग को पीले के बजाय बैंगनी के रूप में पहचाना।बैंगनी रंग का धुंधलापन बंडल के आसपास की झिल्ली से जुड़ा होता है।
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पोस्ट करने का समय: अगस्त-22-2022
