Crosstalk (biology)
حیاتیاتی کراس اسٹاک سے مراد وہ مثالیں ہیں جن میں ایک سگنل ٹرانسڈکشن راستے کے ایک یا زیادہ اجزاء دوسرے کو متاثر کرتے ہیں۔ یہ کئی طریقوں سے حاصل کیا جا سکتا ہے جس میں سب سے عام شکل سگنلنگ جھرنوں کے پروٹین کے درمیان کراس اسٹاک ہے۔ ان سگنل ٹرانسڈکشن راستوں میں، اکثر مشترکہ اجزاء ہوتے ہیں جو کسی بھی راستے کے ساتھ تعامل کر سکتے ہیں۔ کراس اسٹاک کی ایک زیادہ پیچیدہ مثال ایکسٹرا سیلولر میٹرکس (ای سی ایم) اور سائٹوسکیلیٹن کے درمیان ٹرانس میمبرین کراس اسٹاک کے ساتھ دیکھی جا سکتی ہے۔ سگنلنگ کے راستوں کے درمیان کراس اسٹاک کی ایک مثال سگنلنگ کے راستے میں پروٹین کے درمیان کراس اسٹاک کی ایک مثال مائٹوجن ایکٹیویٹڈ پروٹین (ایم اے پی) کینیس راستے کے ساتھ تعامل کرکے خلیوں کے پھیلاؤ کو منظم کرنے میں سائیکلک اڈینوسین مونو فاسفیٹ (سی اے ایم پی) کے کردار کے ساتھ دیکھی جا سکتی ہے۔ سی اے ایم پی ایک مرکب ہے جو خلیوں میں مختلف قسم کے ایکسٹرا سیلولر سگنلز کے جواب میں ایڈینیلیٹ سائکلیز کے ذریعے ترکیب کیا جاتا ہے۔ سی اے ایم پی بنیادی طور پر ایک انٹرا سیلولر سیکنڈ میسنجر کے طور پر کام کرتا ہے جس کا بڑا انٹرا سیلولر ریسیپٹر سی اے ایم پی پر منحصر پروٹین کنیز (پی کے اے) ہے جو ٹارگٹ پروٹین کے فاسفوریلیشن کے ذریعے کام کرتا ہے۔ سگنل ٹرانسڈکشن کا راستہ غیر سیلولر طور پر لگینڈ-ریسیپٹر تعاملات سے شروع ہوتا ہے۔ اس کے بعد یہ سگنل جھلی کے ذریعے منتقل کیا جاتا ہے، جو اندرونی جھلی کی سطح پر ایڈینیل سائکلس کو متحرک کرتا ہے تاکہ اے ٹی پی کو سی اے ایم پی میں تبدیل کرنے کو متحرک کیا جا سکے۔ ای آر کے، جو ایم اے پی کے سگنلنگ راستے میں حصہ لینے والا پروٹین ہے، کو سی اے ایم پی کے ذریعے فعال یا روکا جا سکتا ہے۔ سی اے ایم پی مختلف طریقوں سے ای آر کے کو روک سکتا ہے، جن میں سے زیادہ تر میں سی اے ایم پی پر منحصر پروٹین کنیز (پی کے اے) اور راف-1 کو راس پر منحصر اشاروں کی روک تھام شامل ہے۔ تاہم، سی اے ایم پی ای آر کے کو متحرک کرکے خلیوں کے پھیلاؤ کو بھی متحرک کر سکتا ہے۔ یہ پی کے اے کے ذریعے ٹرانسکرپشن فیکٹر سی آر ای بی کے فاسفوریلیشن کے ذریعے مخصوص جینوں کو شامل کرنے کے ذریعے ہوتا ہے۔ اگرچہ سی آر ای بی کے اس فاسفوریلیشن کے لیے ای آر کے کی ضرورت نہیں دکھائی دیتی ہے، لیکن ایم اے پی کے کا راستہ دوبارہ کراس اسٹاک میں کام کرتا ہے، کیونکہ سی آر ای بی کے نیچے کی طرف فاسفوریلیٹ پروٹین کے لیے ای آر کے کی ضرورت ہوتی ہے۔ سی اے ایم پی سے متاثر ٹرانسکرپشنل اثرات کے لیے ای آر کے کی ضرورت کی دیگر معروف مثالوں میں پیٹیوٹری خلیوں میں پرولیکٹن جین کی شمولیت، اور فیوکروموسیٹومل خلیوں (پی سی 12) میں ڈوپامائن بیٹا ہائیڈروکسیلیٹ جین کی شمولیت شامل ہے۔ متعدد متنوع میکانزم موجود ہیں جن کے ذریعے سی اے ایم پی ای آر کے سگنلنگ کو متاثر کر سکتا ہے۔ زیادہ تر میکانزم جس میں راف-1 کے ساتھ پی کے اے کے براہ راست تعامل کے ذریعے یا بالواسطہ طور پر جی ٹی پیز ریپ 1 کے ساتھ پی کے اے تعامل کے ذریعے راس ایکٹیویشن سے ای آر کے کے غیر جوڑے راف-1 کی سی اے ایم پی روک تھام شامل ہے (شکل 1 دیکھیں)۔ پی کے اے پی ٹی پیز کو چالو کرکے ای آر کے کو منفی طور پر بھی منظم کر سکتا ہے۔ سی اے ایم پی کے ذریعے ای آر کے کو چالو کرنے کے طریقہ کار اور بھی زیادہ متنوع ہیں، جن میں عام طور پر ریپ 1 یا راس، اور یہاں تک کہ براہ راست سی اے ایم پی بھی شامل ہیں۔ ٹرانس میمبرین کراس اسٹاک کراس اسٹاک کو جھلیوں میں بھی دیکھا جا سکتا ہے۔ ایکسٹرا سیلولر میٹرکس (ای سی ایم) اور پڑوسی خلیوں کے ساتھ میمبرین تعاملات سیل کے اندر مختلف قسم کے ردعمل کو متحرک کر سکتے ہیں۔ تاہم، ای سی ایم کی ٹپوگرافی اور مکینیکل خصوصیات بھی میٹرکس پر یا اس کے اندر بڑھتے ہوئے خلیوں کے ساتھ طاقتور، پیچیدہ کراس اسٹاک میں اہم کردار ادا کرتی ہیں۔ مثال کے طور پر، انٹیگرن کی ثالثی والی سائٹوسکیلیٹن اسمبلی اور یہاں تک کہ سیل کی حرکت پذیری بھی ای سی ایم کی جسمانی حالت سے متاثر ہوتی ہے۔ α5β1 انٹیگرن کو اس کے لگینڈ (فائبرونیکٹن) سے جوڑنا فائبرلر چپکنے اور ایکٹین تنوں کی تشکیل کو متحرک کرتا ہے۔ پھر بھی، اگر ای سی ایم کو متحرک کیا جاتا ہے، تو اس قسم کی میٹرکس کی تنظیم نو اور فائبرلر چپکنے کی تشکیل کو روکا جاتا ہے۔ بدلے میں، ایک ہی انٹیگرن (α5β1) کا ایک غیر متحرک فائبرونیکٹن لگینڈ سے پابند ہونا جھلی کے اندر انتہائی فاسفوریلیٹڈ فوکل رابطے/فوکل چپکنے (میٹرکس چپکنے میں شامل خلیات) کی تشکیل کے لیے دیکھا جاتا ہے اور خلیوں کی منتقلی کی شرح کو کم کرتا ہے۔ کراس اسٹاک کی ایک اور مثال میں، سائٹوسکیلیٹن میں فوکل رابطوں کی ساخت میں اس تبدیلی کو ایک اور راستے کے اراکین روک سکتے ہیں: میوسن لائٹ چین کنیز یا رو کینیز کے انفیکٹر، H-7 یا ML-7، جو خلیوں کے سکڑنے اور اس کے نتیجے میں حرکت پذیری کو کم کرتے ہیں۔ (شکل 2 دیکھیں)۔ لیمفوسائٹ ایکٹیویشن میں کراس اسٹاک دو بڑے سگنلنگ راستوں کے درمیان کراس اسٹاک کی ایک زیادہ پیچیدہ، مخصوص مثال لیمفوسائٹس کی ایکٹیویشن میں سی اے ایم پی اور ایم اے پی کے سگنلنگ راستوں کے تعامل کے ساتھ مشاہدہ کی جا سکتی ہے۔ اس صورت میں، سی اے ایم پی راستے کے اجزاء براہ راست اور بالواسطہ طور پر ایم اے پی کے سگنلنگ راستے کو متاثر کرتے ہیں جس کا مقصد قوت مدافعت اور لیمفوسائٹس پر مشتمل جینوں کو چالو کرنا ہے۔ نو تشکیل شدہ سی اے ایم پی جھلی سے خارج ہوتا ہے اور انٹرا سیلولر اسپیس میں پھیل جاتا ہے جہاں یہ پی کے اے کو چالو کرنے کا کام کرتا ہے۔ پی کے اے کی اتپریرک ذیلی اکائی کو فعال ہونے کے لیے سی اے ایم پی کے چار مالیکیولز کو باندھنا ضروری ہے، جس کے بعد ایکٹیویشن ریگولیٹری اور اتپریرک ذیلی اکائیوں کے درمیان دراڑ پر مشتمل ہوتا ہے۔ یہ دراڑ بدلے میں سی ذیلی اکائیوں کے اتپریرک مقامات کو بے نقاب کرکے پی کے اے کو متحرک کرتی ہے، جو پھر خلیے میں پروٹین کی ایک صف کو فاسفوریلیٹ کر سکتی ہے۔ لیمفوسائٹس میں، اینٹیجن-ریسیپٹر محرک پر سی اے ایم پی کی انٹرا سیلولر سطح میں اضافہ ہوتا ہے اور اس سے بھی زیادہ پروسٹگینڈن ای اور دیگر امیونوسوپریشن ایجنٹوں کے جواب میں۔ اس صورت میں، سی اے ایم پی قوت مدافعت کے کھلاڑیوں کو روکنے کا کام کرتا ہے۔ پی کے اے ٹائپ I ٹی-سیل اور بی-سیل اینٹیجن ریسیپٹرز کے ساتھ مل جاتا ہے اور ٹی-اور بی-سیل ایکٹیویشن کی روک تھام کا سبب بنتا ہے۔ پی کے اے کو امیونوسوپریشن میں حصہ ڈالنے والے جینوں کے براہ راست شامل کرنے والے کے طور پر بھی نمایاں کیا گیا ہے۔ مزید برآں، سی اے ایم پی کا راستہ ہیمیٹوپوئیٹک پی ٹی پیز (ایچ ای پی ٹی پی) کے ساتھ تعامل کے ذریعے زیادہ بالواسطہ انداز میں ایم اے پی کے راستے کے ساتھ تعامل بھی کرتا ہے۔ ہی پی ٹی پی کا اظہار تمام لیوکوسائٹس میں ہوتا ہے۔ جب ٹی خلیوں میں حد سے زیادہ اظہار کیا جاتا ہے، تو ایچ ای پی ٹی پی انٹرلیوکن-2 پروموٹر کے ٹرانسکرپشنل ایکٹیویشن کو کم کر دیتا ہے جو عام طور پر ایم اے پی کے سگنلنگ کیسکیڈ کے ذریعے فعال ٹی سیل ریسیپٹر کے ذریعے متاثر ہوتا ہے۔ جس طرح سے ایچ ای پی ٹی پی مؤثر طریقے سے ایم اے پی کے سگنلنگ کو روکتا ہے وہ ہے ایچ ای پی ٹی پی کے غیر اتپریرک این ٹرمینس میں ایک مختصر ترتیب کے ذریعے ایم اے پی کینیس ایرک 1، ایرک 2، اور پی 38 کے ساتھ تعامل کرنا جسے کینیس انٹرایکشن موٹف (کے آئی ایم) کہا جاتا ہے۔، ایچ ای پی ٹی پی کے اس ذیلی یونٹ میں ایرک اور پی 38 کی انتہائی مخصوص پابندی کے نتیجے میں سگنلنگ کاسکیڈ تیزی سے غیر فعال ہو جاتا ہے (شکل 3 دیکھیں)۔ پھر بھی، چونکہ ہی پی ٹی پی اور ایرک دونوں سائٹوسولک انزائم ہیں، اس لیے یہ نتیجہ اخذ کرنا مناسب ہے کہ ہی پی ٹی پی کے ذریعے ایرک کی روک تھام کے لیے ایک طریقہ کار موجود ہے تاکہ فعال ایرک کو مرکزے میں منتقل کرنے کی اجازت دی جا سکے۔ درحقیقت، پروٹین-پروٹین تعامل کے بہت سے دوسرے معاملات کی طرح، ہی پی ٹی پی تھر 45 اور سیر 72 مقامات پر ایرک اور پی 38 کے ذریعے فاسفوریلیٹڈ دکھائی دیتا ہے۔ اہم بات یہ ہے کہ اگرچہ، ہی پی ٹی پی کے غیر اتپریرک این ٹرمینس (کے آئی ایم ریجن) میں ایک تیسرا فاسفوریلیشن سائٹ پایا گیا ہے-جو کہ سی اے ایم پی راستے کے ذریعے بہت زیادہ اسٹیوچیومیٹری میں فاسفوریلیٹ کیا جاتا ہے، جو کہ سی اے ایم پی اور ایم اے پی کے راستوں کے درمیان کراس اسٹاک کی ایک اور مثال ہے۔ سی اے ایم پی راستے سے پی کے اے کے ذریعے اس تیسری سائٹ کا فاسفوریلیشن ایم اے پی کنیز کو ایچ ای پی ٹی پی سے جوڑنے سے روکتا ہے اور اس طرح ایم اے پی کے/ای آر کے سگنلنگ کاسکیڈ کو بہتر بناتا ہے۔ ایم اے پی کے کا راستہ، راس، راف، میک اور ایرک کے ذریعے، غیر فاسفوریلیٹڈ (فعال) ایچ ای پی ٹی پی کی موجودگی میں کم سرگرمی ظاہر کرتا ہے۔ تاہم، سی اے ایم پی راستے کو چالو کرنا پی کے اے کی سرگرمی کو متحرک کرتا ہے، جو بدلے میں سیر 23 پر ہی پی ٹی پی کو فاسفوریلیٹ کرتا ہے۔ یہ ہی پی ٹی پی کو ایرک کے پابند ہونے سے روکتا ہے اور ایم اے پی کے راستے کو روکتا ہے، جس سے نیچے کی طرف سگنلنگ جاری رہتی ہے (شکل 4 دیکھیں)۔ مزید برآں، دل کے ایٹریم سے ہموار پٹھوں کے خلیوں سے متعلق مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ پی کے اے کنیز سی-راف کو فاسفوریلیٹ کرکے پلیٹلیٹ سے ماخوذ گروتھ فیکٹر (پی ڈی جی ایف) کے جواب میں ایم اے پی کنیز کی سرگرمی کو کم کر سکتا ہے۔ اس طرح، یہ قابل فہم معلوم ہوتا ہے کہ سی اے ایم پی راستے میں پی کے اے نہ صرف اپنے آخری مرحلے میں اینٹیجن-رسیپٹر ایم اے پی کے سگنل راستے کو روک کر، بلکہ اس سے بھی آگے بڑھ کر لیمفوسائٹ ایکٹیویشن کے ضابطے میں مزید شامل ہو سکتا ہے۔ نوٹ اور حوالہ جات سگنل ٹرانسڈکشن