একটি উচ্চ-রেজোলিউশন ইমেজিং কৌশলের জন্য ধন্যবাদ, ব্যথার ওষুধের যৌগগুলির সাথে কাজ করা বিজ্ঞানীরা এখন তথাকথিত "ওয়াসাবি রিসেপ্টর" এর একটি 3D চিত্র তৈরি করতে সক্ষম, একটি প্রোটিন যা আয়নগুলির জন্য দারোয়ান হিসাবে কাজ করে যা ব্যথা সংকেতকে ট্রিগার করে৷ এখন যেহেতু তারা দেখতে পারে যে কীভাবে প্রোটিন গঠন করা হয়, তারা আরও কার্যকরভাবে ব্যথা বন্ধ করতে আরও স্মার্ট যৌগ তৈরি করতে পারে।
বর্তমান ব্যথার ওষুধগুলি হয় মস্তিষ্কের ব্যথার উপলব্ধি ব্লক করে বা প্রদাহজনক প্রতিক্রিয়া লক্ষ্য করে সংকেতকে সীমিত করার মাধ্যমে কাজ করে। যখন স্নায়ু কোষগুলি একটি রাসায়নিক সংকেত শনাক্ত করে, হয় বাইরের এজেন্ট যেমন ওয়াসাবি এবং টিয়ার গ্যাস বা শরীরের ভেতর থেকে, বিভিন্ন রাসায়নিক প্রক্রিয়াগুলি একটি কুশন হিসাবে কাজ করার জন্য ব্যথার জায়গায় তরল পাঠায়। এই হল প্রদাহ। ওয়াসাবি রিসেপ্টর, আনুষ্ঠানিকভাবে TRPA1 (উচ্চারিত "Trip-A1") নামে পরিচিত, এই প্রতিক্রিয়াগুলি অনুভব করে এবং খোলে। দুর্ভাগ্যবশত, TRPA1-এর গবেষণাটি পর্যাপ্ত বিশদে কীভাবে খোলে তা দেখতে সক্ষম হয়নি, তাই ব্যথার ওষুধ তৈরি করা মূলত অনুমান এবং চেকের খেলা হয়েছে।
"আমরা জানি যে পরিবেশগত বিরক্তিকর, প্রদাহজনিত ব্যথা এবং চুলকানি বোঝার ক্ষেত্রে TRPA1 খুবই গুরুত্বপূর্ণ, এবং তাই TRPA1 কীভাবে কাজ করে সে সম্পর্কে আরও জানা মৌলিক ব্যথা প্রক্রিয়া বোঝার জন্য গুরুত্বপূর্ণ," বলেছেন ডঃ ডেভিড জুলিয়াস, একটি নতুন এর সহ-লেখক একটি বিবৃতিতে ক্যালিফোর্নিয়া, সান ফ্রান্সিসকো বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যয়ন এবং ফিজিওলজির অধ্যাপক ড. ইলেক্ট্রন ক্রায়ো-মাইক্রোস্কোপি (cryo-EM) নামে উন্নত প্রযুক্তির সাহায্যে জুলিয়াস এবং তার দল প্রায় চারটি অ্যাংস্ট্রোমের রেজোলিউশনে TRPA1 রিসেপ্টর দেখতে সক্ষম হয়েছিল। পরিপ্রেক্ষিতের জন্য, একটি অ্যাংস্ট্রম এক মিটারের 10-বিলিয়ন ভাগের সমান।
"এটি গুরুত্বপূর্ণ অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে কিভাবে এই এক প্রধান শ্রেণীর ওষুধটি TRPA1 এর সাথে মিথস্ক্রিয়া করে এবং এইভাবে এটি কীভাবে চ্যানেল ফাংশনকে ব্লক করতে কাজ করতে পারে," জুলিয়াস বলেছেন।
ক্রাইও-ইএম এর পূর্বে ব্যবহারে হতাশাজনক ফলাফল পাওয়া গেছে। বছরের পর বছর ধরে, বিজ্ঞানীরা প্রায় 15টি অ্যাংস্ট্রোমের রেজোলিউশন অর্জন করতে পেরেছিলেন। গুরুত্বপূর্ণ আণবিক কাঠামো তৈরি করার জন্য ছবিগুলি অনেক বেশি মোটা ছিল, যা কিছু বিজ্ঞানীকে "ব্লব-ওলজি" পদ্ধতিটিকে ডাব করতে পরিচালিত করেছিল।
2013 সালে, তবে, জুলিয়াস এবং তার সর্বশেষ সহ-সিনিয়র লেখক ড. ইফান চেং, UCSF-এর বায়োকেমিস্ট্রি এবং বায়োফিজিক্সের একজন সহযোগী অধ্যাপক, নেচারে একটি গবেষণা প্রকাশ করেছেন যাতে দেখানো হয়েছে যে cryo-EM বিশ্বস্তভাবে TRPV1 নামক একটি সম্পর্কিত আয়ন চ্যানেল বেছে নিতে পারে। চেং-এর মতে, ফলাফলগুলি "কাঠামোগত জীববিজ্ঞানের ক্ষেত্রে শকওয়েভ পাঠিয়েছে।" প্রযুক্তিটি অস্পষ্ট চিত্রগুলির অসহায় রাজ্যের জন্য দীর্ঘস্থায়ী ছিল৷ তাই, দলটি তাদের দৃষ্টি TRPA1-এ সেট করেছে।
তাদের গবেষণায়, দলটি পছন্দসই প্রোটিন বের করে এবং কাঁচের বরফের একটি পাতলা শীটে তাদের হিমায়িত করে। তারা প্রোটিনের প্রায় 100, 000 ছবি তুলেছিল, যাতে অবশেষে তারা 2D ছবিগুলিকে 3D রেন্ডারিংয়ে একত্রিত করতে পারে। নতুন ছবিটি তিনটি ভিন্ন অবস্থায় প্রোটিন দেখায়: খোলা, আংশিকভাবে খোলা এবং বন্ধ। নতুন দৃষ্টিকোণ থেকে, তারা ঠিক কোন চ্যানেলগুলি আয়নগুলিকে দিয়ে যেতে দেয় তা দেখতে পারে - এমন একটি বিকাশ যা ব্যথা উপশমকারী ওষুধের দ্রুত উত্পাদনকে সহজতর করতে পারে।
"Cryo-EM একটি 'রেজোলিউশন বিপ্লবের' মধ্য দিয়ে গেছে যা আমাদেরকে আক্ষরিকভাবে TRP চ্যানেলগুলিকে তাদের সমস্ত গৌরবে দেখতে সক্ষম করেছে," জুলিয়াস বলেছেন। "টিআরপিএ 1 দেখতে কেমন হতে পারে সে সম্পর্কে আমাদের কিছু ধারণা ছিল, কিন্তু কাঠামোটি পাওয়ার বিষয়ে কিছু মার্জিত এবং সন্তোষজনক আছে, কারণ দেখা সত্যিই বিশ্বাস করা।"
