এই ব্লগ পোস্টটি অমিক্স গবেষণার দৃষ্টিকোণ থেকে পরীক্ষা করে দেখায় যে কোষের পার্থক্যের সাথে সাথে প্রোটিনের সংমিশ্রণ কীভাবে পরিবর্তিত হয় এবং কীভাবে এই পরিবর্তনগুলি জৈবিক ব্যবস্থার কার্যকারিতা এবং রোগের সূত্রপাতের সাথে সম্পর্কিত।
আধুনিক জীবন বিজ্ঞানের অন্যতম মূল শব্দ হল ওমিক্স। অতীতের জীবন বিজ্ঞানের গবেষণার বিপরীতে, যা পৃথক জিন এবং প্রোটিনের কার্যকারিতা এবং গঠন বিশ্লেষণের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে, ওমিক্স জিনোমিক্স (একটি জীব বা কোষে জিনের সম্পূর্ণ সেট, বা জিনোম অধ্যয়ন), ট্রান্সক্রিপ্টমিক্স (আরএনএ, বা ট্রান্সক্রিপ্টোমের সম্পূর্ণ সেট অধ্যয়ন), এবং প্রোটিওমিক্স (প্রোটিনের সম্পূর্ণ সেট, বা প্রোটিওম অধ্যয়ন) এর মতো ধারণাগুলিকে অন্তর্ভুক্ত করে।
আণবিক জীববিজ্ঞান তত্ত্ব অনুসারে, ডিএনএ-তে থাকা জিনগত তথ্যের কেবলমাত্র একটি অংশই আরএনএ-তে রূপান্তরিত হয় এবং সেই আরএনএ-র কেবলমাত্র একটি অংশই প্রোটিনে রূপান্তরিত হয়। একটি নির্দিষ্ট জৈবিক ব্যবস্থার জিনোম, যেমন একটি জীব বা কোষ, সেই ব্যবস্থার সমস্ত কার্য সম্পাদনের জন্য সম্পূর্ণ জিনগত তথ্য ধারণ করে। মানব ব্যবস্থার জিনোম এবং অন্য একটি সিস্টেমের জিনোম, যেমন একটি মানব যকৃত কোষ, একই তথ্য ধারণ করে। তবে, একটি মানব যকৃত কোষ এবং একটি ইঁদুর যকৃত কোষের প্রতিটির জিনোমে আলাদা আলাদা তথ্য থাকে। ইতিমধ্যে, ট্রান্সক্রিপ্টোমে জিনোমিক তথ্য থেকে বর্তমানে সম্পাদিত কার্যকরী কার্যকলাপ সম্পর্কে তথ্য থাকে এবং ট্রান্সক্রিপ্টোমের অংশ হিসাবে প্রোটিওম আসলে সম্পাদিত কার্যকরী কার্যকলাপ সম্পর্কে তথ্য উপস্থাপন করে। জীবন্ত প্রাণীর মধ্যে সরাসরি প্রয়োজনীয় 'কাজ' সম্পাদনকারী পদার্থ, যেমন জৈব রাসায়নিক বিক্রিয়া অনুঘটক, হল প্রোটিন যা প্রোটিওম তৈরি করে।
মানুষের ২০,০০০-এরও বেশি স্বতন্ত্র প্রোটিন থাকে এবং মানুষের কোষ, তাদের ধরণের উপর নির্ভর করে, এই প্রোটিনগুলির বিভিন্ন সংমিশ্রণ ধারণ করে। অর্থাৎ, কিছু প্রোটিন সাধারণত ত্বকের কোষ, স্নায়ু কোষ, পেশী কোষ ইত্যাদিতে পাওয়া যায়, তবে অন্যান্য প্রোটিন কেবল নির্দিষ্ট কোষের ধরণের মধ্যে পাওয়া যায়। কোষগুলি ডিফারেনশিয়াল নামে একটি প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায়, যেখানে বাহ্যিক উদ্দীপনা বা একটি অন্তর্নিহিত প্রোগ্রামের প্রতিক্রিয়ায় একটি কোষের ধরণ অন্য কোষে রূপান্তরিত হয়। যখন কোষগুলি ডিফারেনশিয়ালের মাধ্যমে পরিবর্তিত হয়, তখন তাদের ধারণকৃত প্রোটিনের সংমিশ্রণও পরিবর্তিত হয়। যদিও কোষের বিভাজন ব্যক্তি বিকাশের সময় স্পষ্টভাবে পরিলক্ষিত হয়, তবে যে প্রক্রিয়ার মাধ্যমে স্বাভাবিক কোষগুলি ক্যান্সার কোষে রূপান্তরিত হয় তা একটি ডিফারেনশিয়াল প্রক্রিয়া হিসাবেও বোঝা যেতে পারে।
রোগীর ক্যান্সার কোষ এবং স্বাভাবিক কোষের উপর প্রোটিওমিক্স-ভিত্তিক গবেষণা প্রয়োগ করা হয় এমন একটি ঘটনা বিবেচনা করুন। ক্যান্সার কোষ এবং স্বাভাবিক কোষের প্রোটিওমগুলির তুলনা করলে এমন প্রোটিন সনাক্ত করা সম্ভব হয় যাদের ক্যান্সার কোষে স্বাভাবিক কোষের তুলনায় মাত্রা পরিবর্তিত হয়েছে। বিজ্ঞানীরা এই প্রোটিনগুলিকে ক্যান্সার চিকিৎসার জন্য সম্ভাব্য নতুন থেরাপিউটিক লক্ষ্য হিসাবে চিহ্নিত করেন এবং তাদের উপর গবেষণা চালিয়ে যান। যেসব প্রোটিনের মাত্রা স্বাভাবিক কোষের তুলনায় ক্যান্সার কোষে বৃদ্ধি পায় সেগুলি অনকোজিনের জন্য প্রার্থী হতে পারে, অন্যদিকে যেসব প্রোটিনের মাত্রা স্বাভাবিক কোষের তুলনায় ক্যান্সার কোষে হ্রাস পায় সেগুলি টিউমার দমনকারী প্রোটিনের জন্য প্রার্থী হতে পারে।
তাহলে এই আবিষ্কৃত ২০,০০০-এরও বেশি মানব প্রোটিনের মধ্যে কোনটি শনাক্ত করার প্রক্রিয়াটি কীভাবে সম্পন্ন হয়? প্রোটিনে ২০ ধরণের অ্যামিনো অ্যাসিড থাকে যা একটি রৈখিক ক্রমানুসারে সংযুক্ত থাকে, প্রতিটি প্রোটিনের গড়ে প্রায় ৫০০ অ্যামিনো অ্যাসিড থাকে। যেহেতু বিভিন্ন প্রোটিনের বিভিন্ন অ্যামিনো অ্যাসিড ক্রম থাকে, তাই একটি নির্দিষ্ট প্রোটিনের অ্যামিনো অ্যাসিড ক্রম জানা থাকলে তার পরিচয় নির্ধারণ করা সম্ভব হয়।
প্রোটিনের অ্যামিনো অ্যাসিড ক্রম নির্ধারণের জন্য বেশ কয়েকটি পরীক্ষামূলক পদ্ধতি রয়েছে, যার মধ্যে একটি হল পেপটাইড আণবিক ওজন বিশ্লেষণ। এর মধ্যে একটি অজানা প্রোটিনকে ট্রাইপসিন দিয়ে বিচ্ছিন্ন করে পেপটাইডে পরিণত করা হয় - গড়ে প্রায় ১০টি অ্যামিনো অ্যাসিডের টুকরো - এবং তারপর প্রতিটি পেপটাইডের আণবিক ওজন পরিমাপ করা হয়। যেহেতু ট্রাইপসিন ক্লিভেজের জন্য নির্দিষ্ট অ্যামিনো অ্যাসিডকে স্বীকৃতি দেয়, তাই অ্যামিনো অ্যাসিডের মধ্যে বিচ্ছিন্নতা কোথায় ঘটবে তা ভবিষ্যদ্বাণী করা সম্ভব। প্রকৃতপক্ষে, প্রোটিওমিক বিশ্লেষণের তথ্য সংখ্যাগতভাবে পেপটাইড আণবিক ওজন মান এবং পেপটাইডের আপেক্ষিক প্রাচুর্য হিসাবে উপস্থাপন করা হয়। যেহেতু সমস্ত মানব প্রোটিনের অ্যামিনো অ্যাসিড ক্রম এবং আণবিক ওজন ইতিমধ্যেই জানা, তাই ক্যান্সার কোষ এবং স্বাভাবিক কোষের প্রোটিওমগুলিকে ট্রিপসিন দিয়ে চিকিত্সা করে প্রাপ্ত পেপটাইডের আণবিক ওজন বিশ্লেষণের ফলাফলগুলি প্রার্থী থেরাপিউটিক লক্ষ্য প্রোটিন সনাক্ত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
