भ्रूण फाइब्रोब्लास्ट को ट्रांसक्रिप्शन कारक Oct4, Klf4, Sox2 और c-Myc के साथ ट्रांसड्यूस करने पर भ्रूण स्टेम कोशिकाओं (ESCs) के समान विशेषताओं वाले प्रेरित बहुलता स्टेम सेल (iPSCs) उत्पन्न होते हैं। अब तक, उन्हें विभिन्न प्रजातियों और विभिन्न प्रोटोकॉल के साथ अन्य दैहिक कोशिका आबादी से प्राप्त किया गया है। उनकी व्युत्पत्ति नैतिक और कानूनी रूप से कम समस्याग्रस्त और तकनीकी रूप से अधिक व्यवहार्य है। कोशिकाओं को बहुलता अवस्था में पुनः प्रोग्रामिंग करने के लिए वैश्विक एपिजेनेटिक रीमॉडलिंग की आवश्यकता होती है और एपिजेनेटिक परिवर्तन होते हैं, जिनमें से कुछ पुनः प्रोग्रामिंग के लिए आवश्यक होते हैं और अन्य जिनमें से कुछ अनजाने में प्रक्रिया के दौरान पेश किए जाते हैं। रोगी विशिष्ट स्टेम सेल उत्पन्न करना पुनर्योजी चिकित्सा के क्षेत्र में एक दीर्घकालिक लक्ष्य रहा है। ये कोशिकाएँ एक अनूठा मंच प्रदान करती हैं जिससे विभिन्न रोगों में यांत्रिक अंतर्दृष्टि प्राप्त की जा सकती है, इन विट्रो ड्रग स्क्रीनिंग की जा सकती है, संभावित उपचारों का मूल्यांकन किया जा सकता है और सेल रिप्लेसमेंट थेरेपी के साथ जीन की मरम्मत का पता लगाने के लिए। हम ट्रांसक्रिप्शन कारकों और एपिजेनेटिक संशोधनों पर ध्यान केंद्रित करेंगे जो प्लुरिपोटेंसी के प्रेरण को विनियमित कर सकते हैं। विभेदित कोशिकाओं को पुनः प्रोग्रामिंग करने के लिए संस्कृति की स्थिति पर बेहतर समझ के साथ, हम हृदय रोगों के क्षेत्र में नैदानिक ​​अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त मानव iPSCs को कुशलतापूर्वक प्राप्त करेंगे।

Pluripotent factors (OCT4/NANOG) in iPSC colony

यूकेरियोटिक डीएनए को गतिशील तरीके से क्रोमेटिन में व्यवस्थित किया जाता है जो इसे विभिन्न सेलुलर प्रक्रियाओं के दौरान एक्सेस करने में सक्षम बनाता है। क्रोमेटिन के मुख्य प्रोटीन घटक हिस्टोन को सेलुलर आवश्यकताओं के अनुसार इस संगठन को संरक्षित या बदलने के लिए इकट्ठा, प्रतिस्थापित या एक्सचेंज किया जाना चाहिए। हाल के आनुवंशिक अध्ययनों से संकेत मिलता है कि विशिष्ट हिस्टोन संशोधन और संशोधित एंजाइम वैश्विक और ऊतक-विशिष्ट क्रोमेटिन संगठन दोनों में आवश्यक भूमिका निभाते हैं। विशेष रूप से, ये अध्ययन संकेत देते हैं कि सामान्य भ्रूण पैटर्निंग, ऑर्गेनोजेनेसिस और अस्तित्व के लिए हिस्टोन एसिटिलेशन और मिथाइलेशन के स्तर और पैटर्न को नियंत्रित करने वाले एंजाइम आवश्यक हैं। इसलिए हम विकासात्मक जीव विज्ञान के विभिन्न संदर्भों में इन कारकों की भूमिका पर ध्यान केंद्रित करेंगे।

प्री-इम्प्लांटेशन E3.5 ब्लास्टोसिस्ट ई-कैडेरिन और हिस्टोन चैपरोन की अभिव्यक्ति को प्रदर्शित करता है

Post-implantation E5.5-E7.5 mouse embryo demonstrating the expression of E-Cadherin and histone chaperone

हम विभिन्न एपिजेनेटिक कारकों पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं जो स्तन कैंसर के आक्रामक या मेटास्टेटिक चरित्र को नियंत्रित या निर्देशित कर सकते हैं। इन कारकों की जांच करने के लिए ऊतक, मानव कोशिका रेखा और उसके बाद पशु मॉडल प्रयोगात्मक साक्ष्य का उपयोग मॉडल के रूप में किया जाता है।

स्तन आईडीसी रोगी के नमूने में एपीएलएफ की अभिव्यक्ति

भ्रूण स्टेम कोशिकाओं के लिए बहुलता की दो अवस्थाएँ मौजूद होती हैं, प्राइम्ड और नैव। दुर्भाग्य से, मानव ES कोशिकाएँ आम तौर पर प्राइम्ड अवस्था में मौजूद होती हैं, जिससे उन्हें संवर्धित करना और सबसे महत्वपूर्ण रूप से उनके क्लोनल विस्तार के लिए मुश्किल हो जाता है। इसलिए, पुनर्योजी उद्देश्य के लिए hES कोशिकाओं के संभावित उपयोग को अधिकतम करने के लिए उन्हें परिवर्तित करना या उन्हें नैव अवस्था में प्राप्त करना बहुत ज़रूरी है। इसलिए, हम आणविक तंत्र और नैव मानव ES कोशिकाओं को विकसित करने के तरीके की जांच करने के लिए विभिन्न मूल से ES कोशिकाओं पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं।

बहुलता की सरल बनाम तैयार अवस्था

दुनिया की सबसे बड़ी आबादी के साथ, भारत मांस और डेयरी उत्पादों की सबसे बड़ी खपत वाले देशों में से एक है और समय के साथ, इस मांग को पूरा करना मुश्किल होगा। इससे प्राकृतिक संसाधनों पर काफी दबाव पड़ेगा। पशुधन उत्पादन वैश्विक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन का 80% हिस्सा है और 83% कृषि भूमि का उपयोग करता है। इसके अतिरिक्त, मनुष्यों को खतरा पहुँचाने वाली 60% ज्ञात और 75% नई संक्रामक बीमारियाँ जानवरों से आती हैं। इसलिए, बड़े पैमाने पर आहार संशोधनों के लिए प्रयास किए जा रहे हैं जो इन परिणामों को कम करने की संभावना रखते हैं। इसलिए, एक स्थायी विकल्प का उपयोग और प्रसंस्करण करना बहुत महत्वपूर्ण है जो आबादी की स्वस्थ आहार की आवश्यकता को पूरा कर सके। देश के संसाधनों का उपयोग करके स्मार्ट प्रोटीन का उत्पादन स्थायी स्वदेशी वैकल्पिक प्रोटीन प्रदान करेगा जो भारत और दुनिया को भी खिला सकता है।

स्तन कैंसर जैसी बीमारी के दौरान या भ्रूण स्टेम कोशिकाओं (ईएससी) के प्रसार में सेंट्रोसोम दोहराव और इसकी संख्या में परिवर्तन या विचलन होता है जिससे जीनोमिक अस्थिरता होती है। हम हिस्टोन चैपरोन एपीएलएफ की भूमिका की जांच कर रहे हैं, जो कि एक किनेस भी है, सेंट्रोसोम दोहराव और इसकी संख्या को नियंत्रित करने में इसके विनियमन पर और इस प्रकार विकास और बीमारी में इसकी भूमिका।

प्री-इम्प्लांटेशन विकास पर हमारे अध्ययनों ने इम्प्लांटेशन में हिस्टोन चैपरोन की भूमिका को प्रदर्शित किया है। तदनुसार, हम देख रहे हैं कि यह अणु प्रीक्लेम्पसिया जैसी मातृ प्रजनन स्वास्थ्य से जुड़ी बीमारियों को कैसे नियंत्रित कर सकता है। हम गर्भवती महिलाओं (सामान्य और प्रीक्लेम्पसिया) से रक्त और प्लेसेंटा के नमूनों का विश्लेषण कर रहे हैं ताकि बायोमार्कर के रूप में इस अणु की भूमिका की जांच की जा सके। हम भ्रूण स्टेम कोशिकाओं और ट्रोफोब्लास्ट स्टेम कोशिकाओं से उत्पन्न ब्लास्टोइड या गैस्ट्रुलोइड के मॉडल का उपयोग करके हिस्टोन चैपरोन एपीएलएफ की अनुपस्थिति या उपस्थिति में गर्भावस्था से जुड़े विकारों के प्रेरण में शामिल आणविक तंत्र को समझने की भी कोशिश कर रहे हैं।