विकास में कोशिका प्रवासन

कोशिकाएँ — व्यक्तिगत रूप से या समूहों में — रासायनिक और भौतिक संकेतों द्वारा निर्देशित होकर अपने गंतव्यों तक पहुँचने और ऊतकों का निर्माण करने के लिए कैसे चलती हैं।

Definition

विकास में कोशिका प्रवासन कोशिकाओं का विनियमित, दिशात्मक संचलन है जहाँ वे उत्पन्न होती हैं वहाँ से जहाँ वे कार्य करेंगी, यह ऊतकों को इकट्ठा करने और पूरे भ्रूण में कोशिका प्रकारों को वितरित करने के लिए एक आवश्यक तंत्र है।

Scope

यह विषय विकास के दौरान निर्देशित कोशिका प्रवासन को शामिल करता है, जिसमें तंत्रिका शिखा कोशिकाओं (neural crest cells), आदिम जनन कोशिकाओं (primordial germ cells) का प्रवासन और ऊतकों को आकार देने वाली सामूहिक गतिविधियाँ शामिल हैं। यह मार्गदर्शन संकेतों (कीमोअट्रैक्टेंट, रिपेलेंट और सब्सट्रेट सिग्नल), गतिशीलता की कोशिका-जैविक मशीनरी और एकल-कोशिका तथा सामूहिक प्रवासन के बीच के अंतर पर चर्चा करता है।

Core questions

• प्रवास करने वाली कोशिकाएँ कैसे जानती हैं कि उन्हें किस दिशा में जाना है?
• कौन सी कोशिकीय मशीनरी निर्देशित गति को शक्ति प्रदान करती है?
• कोशिकाएँ व्यक्तियों के बजाय समन्वित समूहों के रूप में कैसे प्रवास करती हैं?
• प्रवास करने वाली कोशिकाओं को कब रुकने और बसने के लिए कहा जाता है?

Key concepts

• कीमोअट्रैक्शन और कीमोरेपल्शन (Chemoattraction and chemorepulsion)
• तंत्रिका शिखा कोशिका प्रवासन (Neural crest cell migration)
• आदिम जनन कोशिका प्रवासन (Primordial germ cell migration)
• सामूहिक बनाम एकल-कोशिका प्रवासन (Collective versus single-cell migration)
• गतिशीलता में कोशिका-सब्सट्रेट और कोशिका-कोशिका आसंजन (Cell–substrate and cell–cell adhesion in motility)

Mechanisms

प्रवास करने वाली कोशिकाएँ उभार (protrusions) बढ़ाती हैं, बाह्यकोशिकीय मैट्रिक्स (extracellular matrix) या पड़ोसियों से आसंजन (adhesions) बनाती हैं, और आगे बढ़ने के लिए एक्टिन साइटोस्केलेटन (actin cytoskeleton) के माध्यम से कर्षण (traction) उत्पन्न करती हैं, साथ ही पीछे के आसंजनों को वापस लेती जाती हैं। दिशा मार्गदर्शन संकेतों द्वारा निर्धारित होती है: आकर्षक या प्रतिकारक संकेतों के ग्रेडिएंट, संपर्क-मध्यस्थता वाले संकेत, और उस सब्सट्रेट के गुण जिस पर कोशिकाएँ यात्रा करती हैं। तंत्रिका शिखा (neural crest), एक ऐसी आबादी जो विकासशील तंत्रिका तंत्र से अलग होती है, वर्णक कोशिकाओं से लेकर चेहरे के कुछ हिस्सों तक संरचनाओं को बनाने के लिए व्यापक रूप से प्रवास करती है। जनन कोशिकाएँ जननांगों (gonads) में प्रवास करती हैं, और कई ऊतक सामूहिक प्रवासन के माध्यम से बनते हैं जिसमें कोशिकाएँ सुसंगत चादरों या श्रृंखलाओं के रूप में चलती हैं, मार्गदर्शन संकेतों पर एक साथ प्रतिक्रिया करते हुए संपर्क बनाए रखती हैं।

Clinical relevance

विकासात्मक प्रवासन में त्रुटियाँ तंत्रिका शिखा विकारों और गलत जगह पर स्थित ऊतकों जैसी स्थितियों में योगदान करती हैं, और यही गतिशीलता तंत्र प्रतिरक्षा कार्य और कैंसर मेटास्टेसिस (metastasis) के लिए केंद्रीय है। यह प्रविष्टि शैक्षिक है न कि नैदानिक मार्गदर्शन।

History

तंत्रिका शिखा जैसी कोशिकाओं के प्रवासी व्यवहार को शास्त्रीय भ्रूणविज्ञानियों द्वारा लेबलिंग और ग्राफ्टिंग का उपयोग करके प्रलेखित किया गया था; बाद के आणविक कार्य ने मार्गदर्शन संकेतों और साइटोस्केलेटल मशीनरी की पहचान की जो इन गतिविधियों को निर्देशित और संचालित करती हैं।

Seminal works

• gilbert2016

Frequently asked questions

विकास के दौरान कोशिकाएँ अपना रास्ता कैसे खोजती हैं?

वे मार्गदर्शन संकेतों — आकर्षक या प्रतिकारक अणुओं के ग्रेडिएंट और उन सतहों से संकेतों का पालन करती हैं जिन पर वे रेंगती हैं — जो उनकी गति को सही गंतव्य की ओर निर्देशित करते हैं।

तंत्रिका शिखा क्या है?

यह एक प्रवासी कोशिका आबादी है जो विकासशील तंत्रिका तंत्र को छोड़ देती है और व्यापक रूप से यात्रा करती है, जिससे वर्णक कोशिकाओं, नसों और चेहरे तथा खोपड़ी के कुछ हिस्सों सहित विविध संरचनाएँ बनती हैं।