हमारा शोध आणविक तंत्र की समझ पर केंद्रित है जिसके द्वारा रोडोप्सिन में उत्परिवर्तन, और जीन में जो इसकी तस्करी को नियंत्रित करते हैं, रेटिना की बीमारियों को जन्म देते हैं। रोडोप्सिन रेटिनल रॉड फोटोरिसेप्टर कोशिकाओं के प्रकाश-संवेदी झिल्लियों का एक प्रमुख घटक है, जहां यह प्रकाश संवेदन जीपीसीआर के रूप में कार्य करता है जो फोटोट्रांसडक्शन कैस्केड की शुरुआत करता है। रोडोप्सिन फोटोरिसेप्टर स्वास्थ्य का एक केंद्रीय नियामक भी है और 150 से अधिक विभिन्न उत्परिवर्तन के अधीन है जो रेटिनाइटिस पिगमेंटोसा का कारण बनता है। उत्परिवर्तन जो रोडोप्सिन सी-टर्मिनस को प्रभावित करते हैं, ऑटोसोमल प्रमुख रेटिनाइटिस पिगमेंटोसा (एडीआरपी) के गंभीर रूपों का कारण बनते हैं। अपने शोध के दौरान, हमने रोडोप्सिन सी-टर्मिनल वीएक्सपीएक्स मोटिफ को एक संरक्षित सिलिअरी टारगेटिंग सिग्नल (सीटीएस) के रूप में परिभाषित किया। हमने सिलिअरी टारगेटिंग कॉम्प्लेक्स के घटकों की पहचान की है जो रोडोप्सिन ट्रैफिकिंग और रेटिनल रॉड फोटोरिसेप्टर मेम्ब्रेन नवीनीकरण को विनियमित करने के लिए इस सिग्नल को पहचानते हैं।
रॉड फोटोरिसेप्टर के इष्टतम कार्य के लिए आधार विशिष्ट रूप से संशोधित प्राथमिक सिलियम के लिए रोडोप्सिन-लेटे हुए प्रकाश संवेदनशील झिल्ली का सख्त कंपार्टमेंटलाइज़ेशन है जो रॉड बाहरी खंड (आरओएस) बनाता है। रॉड फोटोरिसेप्टर होमियोस्टेसिस को प्रकाश-क्षतिग्रस्त आरओएस झिल्ली की निरंतर पुनःपूर्ति और फोटोट्रांसडक्शन में शामिल आरओएस प्रोटीन और लिपिड के कुशल अनुक्रम द्वारा बनाए रखा जाता है, जो रॉड इनर सेगमेंट (आरआईएस) नामक आसन्न सेल बॉडी में होने वाले विविध सेलुलर कार्यों में लगे हुए हैं। या रॉड सिनैप्टिक टर्मिनल पर। गोल्गी और अन्य बायोसिंथेटिक ऑर्गेनेल आरआईएस में, मायोइड क्षेत्र (एम) में स्थानीयकृत होते हैं। रेटिनल रॉड्स में ध्रुवीकृत झिल्ली तस्करी में आरआईएस के माध्यम से, गोल्गी-टू-सिलिया-निर्देशित रोडोप्सिन ट्रांसपोर्ट कैरियर्स (आरटीसी) की विलक्षण मात्रा का संश्लेषण, छंटाई और परिवहन शामिल है। आरटीसी माइटोकॉन्ड्रिया से भरे दीर्घवृत्तीय क्षेत्र (ई) को पार करते हैं और सीलियम की निकटता में आरआईएस प्लाज्मा झिल्ली के साथ फ्यूज करते हैं। नव संश्लेषित झिल्लियों को तब ROS (चित्र 1) में पहुँचाया जाता है।
आरटीसी में छंटनी रब और आरएफ परिवारों के छोटे GTPases द्वारा नियंत्रित होती है जो इंट्रासेल्युलर झिल्ली तस्करी के साथ-साथ प्राथमिक सिलिया को झिल्ली वितरण के आयोजन में केंद्रीय भूमिका निभाते हैं। सिलिया के गठन और रखरखाव में शामिल प्रोटीन विरासत में मिली रेटिनल रोग जीन के लगभग 25% द्वारा एन्कोडेड होते हैं, जिसमें उत्परिवर्तन के कारण रेटिनल डिजनरेशन, सिस्टिक किडनी, मोटापा और न्यूरल ट्यूब दोष आनुवंशिक विकारों की एक विस्तृत श्रृंखला में होते हैं, जिन्हें सामूहिक रूप से सिलियोपैथिस के रूप में जाना जाता है।
छोटा GTPase Arf4 रोडोप्सिन सी-टर्मिनल VxPx CTS को पहचानता है और सीधे बांधता है। Arf4, Arf guanine न्यूक्लियोटाइड एक्सचेंज फैक्टर (GEF) GBF1 द्वारा फोटोरिसेप्टर गोल्गी पर सक्रिय, Arf GTPase-एक्टिवेटिंग प्रोटीन (GAP) ASAP1 पर केंद्रित लक्ष्यीकरण नेक्सस की एक चरणबद्ध असेंबली शुरू करता है, जो Arf4 और Rab11a पर GTP हाइड्रोलिसिस की मध्यस्थता करता है। -FIP3-Rabin8 डुअल इफ़ेक्टर कॉम्प्लेक्स। यह परिसर अत्यधिक संरक्षित Rab11a-Rabin8-Rab8 लक्ष्यीकरण मॉड्यूल की असेंबली को नियंत्रित करता है जो सीधे R-SNARE VAMP7 को RTCs पर भर्ती करता है ताकि सिलिअरी बेस पर उनके संलयन को विनियमित किया जा सके, VAMP7 के माध्यम से कॉग्नेट प्लाज्मा झिल्ली SNAREs सिंटैक्सिन 3 और SNAP-25 के साथ जोड़ा जा सकता है। (चित्र 2)।
Rab11a-Rabin8-Rab8 सिलिअरी कैस्केड की जड़ में Rab8 GEF Rabin8 है, जो एक बहुक्रियाशील स्कैफोल्ड प्रोटीन है जो चुनिंदा सिलिअरी प्रोटीनों के साथ इंटरैक्ट करता है, जैसे कि TRAPPII ट्रैफिकिंग कॉम्प्लेक्स और BBSome, संवेदी रिसेप्टर्स के सिलिअरी पाथवे में एक केंद्रीय भूमिका का सुझाव देता है। इसका कार्य NDR2 kinase (STK38L) में उत्परिवर्तन से प्रभावित होता है, जो मानव सिलियोपैथी लेबर जन्मजात अमोरोसिस (LCA) के अनुरूप कैनाइन अर्ली रेटिनल डिजनरेशन (erd) जीन द्वारा एन्कोडेड है। हमारे वर्तमान अध्ययन से पता चलता है कि मानव GFP-Rabin8 ट्रांसजेनिक . में व्यक्त किया गया है एक्स लाविस गोल्गी और आरटीसी पर अंतर्जात राबिन8 और रोडोप्सिन के साथ मेल खाता है, सिलिअरी मार्ग के साथ झिल्ली प्रगति में राबिन8 की भूमिका पर भविष्य के अध्ययन का मार्ग प्रशस्त करता है, जो विरासत में मिली रेटिनल अपक्षयी रोगों में संभावित रूप से बाधित है।
सामूहिक रूप से, हमारे अध्ययनों से पता चला है कि आरओएस को झिल्ली लक्ष्यीकरण सिलिअरी लक्ष्यीकरण का एक संरक्षित रूप है। VxPx मोटिफ अन्य सिलिअरी मेम्ब्रेन प्रोटीन में मौजूद होता है। संरक्षित Arf4-आधारित लक्ष्यीकरण जटिल लक्ष्य संवेदी रिसेप्टर्स को प्राथमिक सिलिया के माध्यम से छोटे GTPases और उनके नियामकों के जटिल कार्यात्मक नेटवर्क के माध्यम से करता है जो रेटिना अध: पतन और सिलियोपैथियों के कारण उत्परिवर्तन के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं।
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