कोई ‘मोटापा जीन’ नहीं: आपकी आनुवंशिक संरचना एक निश्चित नियति क्यों नहीं है?

1983 के एक पेपर में, हार्वर्ड यूनिवर्सिटी के आनुवंशिकीविद् जेम्स गुसेला और नैन्सी वेक्सलर ने बताया कि हंटिंगटन की बीमारी, एक घातक विरासत में मिली बीमारी है, जिसमें मस्तिष्क कोशिकाएं धीरे-धीरे क्षय होती हैं, जो क्रोमोसोम 4 पर जीन उत्परिवर्तन के कारण होती है। यह पहली बार था कि एक ही जीन को किसी बीमारी में फंसाया गया था।

तब से, वैज्ञानिकों ने लगभग 5,000 जीनों की खोज की है जिनके उत्परिवर्तन से मोटापे से लेकर सिज़ोफ्रेनिया और द्विध्रुवी विकार तक की बीमारियों के प्रति हमारी संवेदनशीलता बढ़ सकती है।

आनुवंशिक खोजों में वृद्धि के साथ-साथ व्यावसायिक आनुवंशिक परीक्षण में भी वृद्धि हुई है। उदाहरण के लिए, अमेरिका स्थित कंपनी 23andMe लार-आधारित परीक्षण की पेशकश करती है, जिसकी कीमत लगभग रु. 20,000 जो “अंतर्दृष्टि” का वादा करता है [people’s] वंश, लक्षण और स्वास्थ्य जो इसे आसान बनाने में मदद कर सकते हैं [them] पर कार्रवाई करने के लिए [their] स्वास्थ्य।”

इसी तरह, हैदराबाद स्थित MapMyGenome रुपये में “Genomepatri” सेवा प्रदान करता है। 5,999. पर एक नाटक जन्मपत्रीउनकी वेबसाइट के अनुसार, एक वैदिक जन्म कुंडली जो किसी व्यक्ति के भाग्य की भविष्यवाणी करती है, जीनोमेपत्री उपभोक्ताओं को उनके “प्रामाणिक स्व” को उजागर करने और उनके स्वास्थ्य को बढ़ाने में मदद करने की पेशकश करती है।

लेकिन इस रिपोर्टर ने जिन छह आनुवंशिकीविदों से बात की, उनके अनुसार किसी व्यक्ति की आनुवंशिक संरचना उनकी नियति नहीं है।

टाटा इंस्टीट्यूट ऑफ फंडामेंटल रिसर्च, हैदराबाद के आणविक आनुवंशिकीविद् मनीष जयसवाल ने कहा, “हमारे जीन में उत्परिवर्तन हमें विशिष्ट लक्षणों और बीमारियों का शिकार बनाते हैं, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि यदि आपके पास उत्परिवर्तन है, तो आपको यह बीमारी हो जाएगी।”

तो फिर किसी लक्षण या बीमारी के लिए जीन खोजने का क्या मतलब है – और जब हम उन्हें धारण करते हैं तो क्या होता है?

जीन, उत्परिवर्तन, रोग

जीन डीएनए के खंड हैं जो शरीर को प्रोटीन के निर्माण के लिए एक खाका प्रदान करते हैं, जो अंततः आंखों के रंग या रक्त प्रकार जैसे लक्षणों को परिभाषित करने में मदद करते हैं।

जब हमारे शरीर में कोशिकाएं विभाजित होती हैं, तो विशेष प्रोटीन डीएनए की प्रतियां बनाते हैं। यह प्रक्रिया, हालांकि काफी हद तक सटीक है, डुप्लिकेट डीएनए में त्रुटियां ला सकती है। इन परिवर्तनों को उत्परिवर्तन कहा जाता है और कहा जाता है कि संबंधित जीन में एक एलील – एक प्रकार होता है।

किसी जीव के जीनोम का केवल एक छोटा सा अंश – जो उसके डीएनए की पूरी लंबाई है – में जीन होते हैं जिनका उपयोग उसका शरीर प्रोटीन बनाने के लिए करता है। मनुष्यों के लिए, इस कोडिंग क्षेत्र में लगभग 2% जीनोम शामिल है। डीएनए का बाकी हिस्सा गैर-कोडिंग है, यानी प्रोटीन के उत्पादन में शामिल नहीं है, लेकिन जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित करता है।

यदि कोडिंग क्षेत्र में उत्परिवर्तन प्रोटीन उत्पाद को ख़राब करता है, तो यह एक बीमारी का कारण बन सकता है। उदाहरण के लिए, हंटिंग्टन रोग में, का एक छोटा सा भाग एचटीटी जीन एक औसत व्यक्ति की तुलना में अधिक बार दोहराया जाता है। इससे प्रोटीन का एक लंबा संस्करण तैयार होता है, जिसके जहरीले टुकड़े मस्तिष्क कोशिकाओं में जमा हो जाते हैं और अंततः उन्हें मार देते हैं। जैसे-जैसे मस्तिष्क कोशिकाएं मरती रहती हैं, लोगों में बीमारी के लक्षण दिखाई देने लगते हैं।

कभी-कभी, डीएनए के गैर-कोडिंग क्षेत्रों में उत्परिवर्तन भी किसी व्यक्ति में बीमारी के जोखिम को बदल सकता है। उदाहरण के लिए, 2007 में चार स्वतंत्र अध्ययनों में पाया गया कि डीएनए के एक विशेष गैर-कोडिंग क्षेत्र में उत्परिवर्तन कोरोनरी धमनी रोग और टाइप 2 मधुमेह के उच्च जोखिम से जुड़े थे। बाद में, 2011 में, शोधकर्ताओं मिला इस क्षेत्र में कुछ वर्धक, लघु डीएनए अनुक्रम मौजूद हैं जो कुछ जीनों की अभिव्यक्ति को बढ़ावा देते हैं।

जीन की पहचान करना

किसी लक्षण या बीमारी से जुड़े जीन की पहचान करने के लिए, वैज्ञानिकों ने हाल तक दो प्रकार के दृष्टिकोण अपनाए: उम्मीदवार-जीन अध्ययन और लिंकेज अध्ययन।

उम्मीदवार-जीन अध्ययनों में, वैज्ञानिक संभावित जीन उम्मीदवारों की पहचान करने के लिए रोग के बारे में मौजूदा जानकारी का उपयोग करते हैं, जो उत्परिवर्तित होने पर बीमारी का कारण बन सकते हैं। उदाहरण के लिए, क्योंकि सिज़ोफ्रेनिया का इलाज उन दवाओं से किया जाता है जो मानव मस्तिष्क में डोपामाइन की मात्रा को नियंत्रित करती हैं, वैज्ञानिकों ने माना 2007 तक डोपामाइन विनियमन से संबंधित जीन में उत्परिवर्तन सिज़ोफ्रेनिया से जुड़े थे।

हालाँकि इस तरह के अध्ययन अल्जाइमर रोग जैसे कुछ मामलों में सफल रहे, लेकिन अन्य मामलों में वे बीमारी से जुड़े जीन की विश्वसनीय रूप से पहचान नहीं कर सके। उदाहरण के लिए, सिज़ोफ्रेनिया के मामले में, ऐतिहासिक रूप से अध्ययन किए गए 25 उम्मीदवार जीनों में से 21 में “अनुभवजन्य समर्थन … सिज़ोफ्रेनिया के लिए आनुवंशिक जोखिम कारकों के रूप में” बहुत कम पाया गया। 2015 समीक्षा में आणविक मनोरोग सूचना दी.

दूसरी ओर, लिंकेज अध्ययन एक ऐसी आबादी या परिवार की पहचान करके शुरू होता है जहां किसी लक्षण या बीमारी की घटना विशेष रूप से अधिक होती है। फिर, वैज्ञानिक अध्ययन करते हैं कि उनके डीएनए में ज्ञात मार्कर कैसे विरासत में मिले हैं। यदि लक्षण या बीमारी वाले आबादी के सदस्यों को भी समान मार्कर विरासत में मिलते हैं, तो वैज्ञानिक दावा कर सकते हैं कि बीमारी के लिए जिम्मेदार जीन संस्करण और मार्कर गुणसूत्र पर करीब हैं, यानी वे जुड़े हुए हैं। सांख्यिकीय तकनीकों का उपयोग करके, वैज्ञानिक जीन का पता लगा सकते हैं।

नेशनल इंस्टीट्यूट फॉर मेंटल हेल्थ एंड न्यूरो साइंसेज (NIMHANS) के आनुवंशिकी शोधकर्ता जयंत महादेवन ने कहा कि यह विधि तब अच्छी तरह से काम करती है जब बीमारियाँ एक या कुछ जीनों में उत्परिवर्तन के कारण होती हैं। हंटिंगटन जैसी बीमारियों को मोनोजेनिक कहा जाता है जब उनका जोखिम एक जीन में उत्परिवर्तन द्वारा निर्धारित होता है और ऑलिगोजेनिक जब यह कुछ जीनों में उत्परिवर्तन द्वारा निर्धारित होता है।

हालाँकि, अधिकांश मोनोजेनिक बीमारियाँ दुर्लभ हैं: वे 1% से भी कम आबादी में होती हैं, डॉ. महादेवन ने कहा। मधुमेह, मोटापा, कोरोनरी धमनी रोग और सिज़ोफ्रेनिया सहित अधिकांश आम बीमारियाँ पॉलीजेनिक हैं: वे कई जीनों में उत्परिवर्तन द्वारा निर्धारित होती हैं।

उदाहरण के लिए, 100 से अधिक जीनों में उत्परिवर्तन को विशिष्ट मोटापे में शामिल किया गया है। टाइप 2 मधुमेह के लिए, जो बीमारी का सबसे आम रूप है, हाल के अध्ययनों में यह संख्या लगभग 250 जीन बताई गई है। सिज़ोफ्रेनिया के लिए, वैज्ञानिकों का सुझाव है कि संख्या कई सैकड़ों तक हो सकती है।

ऐसी बीमारियों के लिए जिम्मेदार जीन वेरिएंट की पहचान करने के लिए, शोधकर्ता अब आमतौर पर जीनोम-वाइड एसोसिएशन अध्ययन (जीडब्ल्यूएएस) करते हैं। बड़ी संख्या में ऐसे व्यक्तियों के संपूर्ण डीएनए अनुक्रमों की तुलना करके, जिनमें कोई बीमारी है, उन व्यक्तियों के डीएनए अनुक्रमों के साथ, जिन्हें कोई बीमारी नहीं है, वैज्ञानिक किसी व्यक्ति के डीएनए की पूरी लंबाई के माध्यम से बीमारी से जुड़ी सैकड़ों विविधताओं की पहचान कर सकते हैं। इससे शोधकर्ताओं को बीमारी के अंतर्निहित जीन विविधताओं की अधिक समग्र तस्वीर मिलती है।

कोई ‘मोटापा जीन’ नहीं

लेकिन किसी बीमारी में शामिल एक या एक से अधिक जीन वेरिएंट होने का मतलब यह नहीं है कि कोई व्यक्ति बर्बाद हो गया है।

पहली बात तो यह है कि किसी बीमारी से जुड़े सभी जीन उत्परिवर्तनों का प्रभाव आकार समान नहीं होता है। यह इस बात का माप है कि एक जीन प्रकार किसी लक्षण को कितनी दृढ़ता से प्रभावित कर सकता है। उदाहरण के लिए, माना जाता है कि सिज़ोफ्रेनिया में शामिल अधिकांश जीन वेरिएंट का प्रभाव आकार छोटा होता है: किसी व्यक्ति के सिज़ोफ्रेनिया जोखिम को काफी हद तक बढ़ाने के लिए, उन्हें इनमें से कई जीनों में उत्परिवर्तन की आवश्यकता होती है।

अध्ययनों ने मोटापे से जुड़े जीन वेरिएंट के मामले में समान परिणाम दिखाए हैं। 2010 के एक अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने 12 लोगों के प्रभाव के आकार का अध्ययन किया। उन्होंने बताया कि इनका “मोटापे के उपायों पर छोटा प्रभाव” पड़ता है। यहां तक ​​कि उत्परिवर्तन भी एफटीओ जीन, किसी व्यक्ति के मोटापे के जोखिम पर सबसे अधिक प्रभाव डालने के लिए जाना जाता है और आमतौर पर होता है करार दिया अध्ययन में कहा गया है कि “मोटापा जीन”, उन व्यक्तियों की तुलना में वजन में केवल मामूली वृद्धि की संभावना रखता है जिनमें ये उत्परिवर्तन नहीं होते हैं।

भले ही इन जीनों में उत्परिवर्तन का संयोजन जोखिम को बढ़ा सकता है, “मोटापे के जोखिम के लिए उनका पूर्वानुमानित मूल्य सीमित है,” शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला।

इसका मतलब यह है कि वैज्ञानिक विश्वसनीय रूप से यह अनुमान नहीं लगा सकते हैं कि इन जीन वेरिएंट वाला कोई व्यक्ति अंततः मोटापे से ग्रस्त हो जाएगा या नहीं। दूसरे शब्दों में कहें तो, कोई “मोटापा जीन” नहीं है। और इसी तरह के कारणों से, कोई “वसा जीन”, “आलसी जीन” या “भूख जीन” नहीं है।

आनुवंशिकी भी किसी विशेष बीमारी के पीछे की कहानी का केवल एक हिस्सा है। दूसरा भाग एपिजेनेटिक्स है: ए जो बताता है कि कैसे शारीरिक, व्यवहारिक और सामाजिक कारक जीन अभिव्यक्ति को प्रभावित करते हैं और अंततः, किसी व्यक्ति के रोग के जोखिम को प्रभावित करते हैं।

“जीनोम को एक पियानो के रूप में सोचें, जहां प्रत्येक कुंजी एक जीन का प्रतिनिधित्व करती है,” एपिजेनेटिक्स शोधकर्ता उल्लास कोल्थुर-सीताराम, सेंटर फॉर डीएनए फिंगरप्रिंटिंग एंड डायग्नोस्टिक्स, हैदराबाद के निदेशक और टाटा इंस्टीट्यूट ऑफ फंडामेंटल रिसर्च, मुंबई में प्रोफेसर ने कहा। “यदि कोई कुंजी दोषपूर्ण है, तो यह असंगत नोट्स उत्पन्न कर सकती है – एक संभावित बीमारी के जोखिम को दर्शाती है। हालांकि, सिस्टम में लचीलापन है: अन्य कुंजी कैसे बजाई जाती है, इसे समायोजित करके, आप अक्सर क्षतिपूर्ति कर सकते हैं और फिर भी सामंजस्यपूर्ण संगीत उत्पन्न कर सकते हैं।”

उन्होंने कहा, “महत्वपूर्ण उत्परिवर्तन के कारण होने वाली कुछ विरासत में मिली बीमारियों के मामले में, कुछ चाबियाँ इतनी क्षीण हो सकती हैं कि कोई भी समायोजन वांछित संगीत को पूरी तरह से बहाल नहीं कर सकता है।”

“उन स्थितियों में, सीमा उपकरण में ही निहित होती है। लेकिन कई जटिल स्थितियों/बीमारियों के लिए, पियानो कैसे बजाया जाता है (या जीन कैसे व्यक्त किए जाते हैं) उतना ही महत्वपूर्ण हो जाता है जितना कि चाबियाँ।”

वास्तव में, व्यवहारिक और जीवनशैली में हस्तक्षेप वास्तव में बीमारियों के जोखिम को कम कर सकता है। इस बात के बढ़ते प्रमाण हैं कि व्यक्तियों में एफटीओ वे प्रकार जो मोटापे के जोखिम को बढ़ाते हैं, उच्च तीव्रता वाला व्यायाम जीन की अभिव्यक्ति को कम कर सकता है, जिससे संभावित रूप से मोटापे के विकास का जोखिम कम हो सकता है। एक 2015 अध्ययन लगभग 16,000 बच्चों और किशोरों की जांच में यह भी पाया गया कि “कम आहार प्रोटीन का सेवन इनके बीच संबंध को कमजोर करता है।” एफटीओ जीनोटाइप और वसा [the way fat is distributed] बच्चों और किशोरों में।”

आनुवंशिक परीक्षण के गुण

इस संदर्भ में, इसका क्या मतलब है जब वैज्ञानिक किसी बीमारी या लक्षण के लिए एक नए जीन संस्करण की पहचान करने की रिपोर्ट करते हैं?

कई न्यूरोलॉजिकल और मानसिक विकारों के आनुवंशिकी पर काम करने वाले निमहंस के वरिष्ठ प्रोफेसर संजीव जैन ने बताया, “आपने जो कुछ भी खोजा है वह जनसंख्या में इसके होने का पैटर्न या परिवार में इसके संचरण का पैटर्न है।”

लेकिन यह पता लगाने के लिए कि क्या वैरिएंट वास्तविक बीमारी से मेल खाता है – और कितना – वैज्ञानिकों को विविध मॉडल प्रणालियों को शामिल करते हुए अधिक शोध करने की आवश्यकता है, उन्होंने कहा।

इसका मतलब यह नहीं है कि आनुवंशिक खोज अपने आप में बेकार है, डॉ. जैन और डॉ. महादेवन दोनों ने आगाह किया। आनुवंशिक अध्ययन से शोधकर्ताओं को किसी बीमारी के अंतर्निहित शारीरिक तंत्र की पहचान करने में मदद मिलती है, जो चिकित्सकों को अधिक प्रभावी उपचार तैयार करने में मदद कर सकता है। वैज्ञानिक अक्सर ऐसे जीन वेरिएंट भी ढूंढ लेते हैं जो वास्तव में फायदेमंद होते हैं।

2000 के दशक से शुरू होकर, शोधकर्ता की खोज की कि में कुछ उत्परिवर्तन हैं पीसीएसके9 जीन कोरोनरी धमनी रोग के खतरे को काफी हद तक कम कर सकता है। तब से, चिकित्सकों ने जीन को शांत करने के तरीके विकसित किए हैं, जिससे रोगियों के कोलेस्ट्रॉल के स्तर को कम किया जा सकता है और स्ट्रोक और दिल के दौरे के जोखिम को कम किया जा सकता है।

कुछ वैज्ञानिक आनुवंशिक परीक्षण में भी योग्यता देखते हैं – लेकिन केवल कुछ संदर्भों में। नेशनल सेंटर फॉर बायोलॉजिकल साइंसेज, बेंगलुरु में जीन विनियमन शोधकर्ता डिंपल नोटानी ने कहा कि जो महिलाएं देर से गर्भधारण करती हैं, वे दुर्लभ आनुवंशिक विकारों से जुड़े उत्परिवर्तन के लिए खुद की जांच कराने पर विचार कर सकती हैं, जो अक्सर मोनोजेनिक होते हैं। लेकिन उन लक्षणों के लिए जो मोनोजेनिक नहीं हैं, “मुझे ज्यादा चिंता नहीं होगी,” उन्होंने कहा।

टीआईएफआर हैदराबाद के आनुवंशिकीविद् डॉ. जयसवाल ने कहा, आनुवंशिक परीक्षणों के बाद हमेशा आनुवंशिक परामर्श दिया जाना चाहिए। आनुवंशिक परामर्शदाता ऐसे विशेषज्ञ होते हैं जो लोगों को आनुवंशिक विकारों के विकास के जोखिम का आकलन करने और उन्हें प्रबंधित करने में मदद करते हैं।

दूसरे शब्दों में, आनुवंशिकी हमें एक उपयोगी लेकिन अधूरी तस्वीर प्रदान करती है। उत्परिवर्तन और उसकी अभिव्यक्ति के बीच एक बहुत ही उलझी हुई कहानी है।

रिपोर्टर ने डॉ. सुहास गणेश (निमहंस) को उनके इनपुट के लिए धन्यवाद दिया।

सायंतन दत्ता एक स्वतंत्र विज्ञान पत्रकार और एलायंस यूनिवर्सिटी, बेंगलुरु में संकाय सदस्य हैं।