भ्रूण के हर चार में से एक न्यूरॉन का DNA बुरी तरह बिगड़ा होता है, जन्म के बाद ज़्यादातर गायब

जन्म से पहले, विकसित हो रहे सेरेब्रल कॉर्टेक्स में लगभग हर चार में से एक न्यूरॉन का जीनोम बुरी तरह गड़बड़ होता है, जिसमें कई क्रोमोसोम के बड़े हिस्से या तो दोहराए गए होते हैं या गायब होते हैं। शैशवावस्था तक इनमें से ज़्यादातर कोशिकाएँ खत्म हो चुकी होती हैं।

यह Boston Children’s Hospital और Harvard Medical School की एक टीम का मुख्य निष्कर्ष है, जिसने भ्रूणों, बच्चों और वयस्कों के अलग-अलग न्यूरॉन्स का DNA एक-एक कोशिका करके पढ़ा। यह एक ऐसी आनुवंशिक गुणवत्ता जाँच की ओर इशारा करता है जो मस्तिष्क जन्म के आसपास अपनी ही कोशिकाओं पर चलाता है, और यह संभावना भी उठाता है कि जब यह जाँच विफल होती है, तो इससे ऑटिज़्म, मिर्गी और अन्य न्यूरोडेवलपमेंटल स्थितियों को बढ़ावा मिल सकता है।

आँकड़ों ने खुद शोधकर्ताओं को चौंका दिया। जन्म से पहले लिए गए मस्तिष्क नमूनों में औसतन 25.9% कॉर्टिकल न्यूरॉन्स में, और एक भ्रूण में तो 46% तक में, वह पाया गया जिसे शोधकर्ता व्यापक कॉपी नंबर वेरिएंट कहते हैं: DNA खंडों का बढ़ना या घटना, जो एक से अधिक क्रोमोसोम पर फैला हो। जन्म के बाद लिए गए मस्तिष्क नमूनों में यह हिस्सा घटकर लगभग 6.2% रह गया, यानी चार गुना से भी ज़्यादा की गिरावट।

“हम इसके लिए बिल्कुल तैयार नहीं थे कि शुरुआती विकास में ये इतने आम होंगे,” Boston Children’s Hospital में न्यूरोलॉजिस्ट और आनुवंशिकीविद् तथा शोधपत्र के सह-वरिष्ठ लेखक Christopher Walsh ने कहा। नतीजा इतना अप्रत्याशित था कि टीम ने इसे प्रकाशित करने से पहले वर्षों तक परखा कि यह वास्तविक है या नहीं।

कॉपी नंबर वेरिएंट ठीक वही है जो इसका नाम बताता है। ज़्यादातर जीन दो प्रतियों में होते हैं, एक माता से और एक पिता से। वेरिएंट वाली कोशिका में DNA के किसी हिस्से की दो के बजाय एक या तीन प्रतियाँ होती हैं, जिससे यह बदल जाता है कि वे जीन कितना प्रोटीन बनाते हैं। न्यूरॉन्स इस तरह के खुराक-परिवर्तन के प्रति खास तौर पर संवेदनशील होते हैं, और विरासत में मिले कॉपी नंबर वेरिएंट ऑटिज़्म, सिज़ोफ्रेनिया, मिर्गी और बौद्धिक अक्षमता के ज्ञात कारण हैं।

एक अकेले न्यूरॉन का जीनोम कैसे पढ़ा गया

अध्ययन में टिशू बैंकों, मुख्य रूप से NIH NeuroBioBank, से मिले मृत्यु-उपरांत मस्तिष्क ऊतक का इस्तेमाल हुआ। जन्म-पूर्व नमूने गर्भावस्था के 14 से 25 सप्ताह के भ्रूणों से लिए गए। जन्म के बाद के नमूने शिशुओं से लेकर 90 वर्ष या उससे अधिक उम्र के लोगों तक के थे। यह पक्का करने के लिए कि वे केवल परिपक्व न्यूरॉन्स को ही देख रहे हैं, शोधकर्ताओं ने कॉर्टिकल प्लेट को अलग काटा, यानी वह परत जहाँ न्यूरॉन्स विभाजन बंद करने के बाद जाकर बसते हैं, और पुष्टि की कि अलग की गई कोशिकाओं में से 98% न्यूरॉन्स थीं।

एक अकेली कोशिका से पूरे जीनोम की सीक्वेंसिंग महँगी होती है, इसलिए टीम ने एक सस्ता तरीका तैयार किया जो हर न्यूरॉन का DNA बहुत कम गहराई पर पढ़ता है, मोटे तौर पर जीनोम की एक लो-रिज़ॉल्यूशन तस्वीर जैसा। बड़े दोहराव और विलोपन पकड़ने के लिए यह काफ़ी है, हालाँकि छोटे म्यूटेशन के लिए नहीं। उन्होंने इसे 16 लोगों के 1,526 न्यूरॉन्स पर लागू किया और केवल वे 1,248 जीनोम रखे जो सख़्त गुणवत्ता फ़िल्टर पार कर गए; ये फ़िल्टर इसलिए बनाए गए थे ताकि मरती हुई या क्षतिग्रस्त कोशिकाएँ उत्परिवर्तित कोशिकाओं जैसी न दिखें।

इसके बाद उन्होंने एक दूसरे, स्वतंत्र तरीके से यह काम दोहराया, जो DNA को लगभग दस गुना ज़्यादा गहराई से पढ़ता है, और इसे 12 लोगों के 831 और न्यूरॉन्स पर लागू किया। तस्वीर वही रही: जन्म से पहले 33.1% न्यूरॉन्स में व्यापक वेरिएंट और जन्म के बाद 7.2% में, यानी 4.6 गुना गिरावट।

सबूत की तीसरी कड़ी माइक्रोस्कोप से मिली। भ्रूण के मस्तिष्क की स्लाइसों में, कॉर्टिकल प्लेट के लगभग 6% नाभिकों के पास माइक्रोन्यूक्लियस दिखे, यानी गलत जगह पहुँचे क्रोमोसोम टुकड़ों की छोटी थैलियाँ, जो कोशिका-विभाजन की गड़बड़ियों का एक क्लासिक संकेत हैं। इन माइक्रोन्यूक्लियस में मौजूद आनुवंशिक सामग्री उम्र के साथ धुँधली पड़ती गई, ठीक उसी समय-रेखा पर जिस पर गड़बड़ जीनोम वाले न्यूरॉन्स।

दोषपूर्ण न्यूरॉन्स गायब क्यों हो जाते हैं

विकसित हो रहा मस्तिष्क ज़रूरत से ज़्यादा न्यूरॉन्स बनाता है और फिर प्रोग्राम्ड सेल डेथ के ज़रिए उनमें से बड़े हिस्से को खत्म कर देता है। मानव कॉर्टेक्स के लिए अनुमान है कि विकास के दौरान 20% से 50% न्यूरॉन्स नष्ट होते हैं, और सबसे बड़ी लहर, लगभग 30% तक, जन्म के आसपास आती है। जीवविज्ञानी लंबे समय से जानते हैं कि ऐसा होता है, लेकिन यह नहीं कि खास कोशिकाओं को ही क्यों चुना जाता है।

नया डेटा इसका जवाब देता है। टीम ने 44,861 अलग-अलग मस्तिष्क कोशिकाओं में जीन गतिविधि का विश्लेषण किया और पाया कि जिन न्यूरॉन्स में कई कॉपी नंबर वेरिएंट थे, उनमें सिनैप्स, यानी न्यूरॉन्स के बीच के कनेक्शन, बनाने और बनाए रखने वाले जीनों की गतिविधि असामान्य रूप से कम थी। इनमें से कुछ कोशिकाओं में कोशिका-मृत्यु कार्यक्रमों की गतिविधि भी अधिक थी। युवा न्यूरॉन्स सर्किट से जुड़ने के लिए होड़ करते हैं, और जो कनेक्शन नहीं बना पाते, वे आम तौर पर मर जाते हैं।

“सिनैप्स के लिए इस होड़ का वर्णन सालों से होता आया है, लेकिन जीनोमिक समझ के बिना,” Walsh ने कहा। “हमें एहसास नहीं था कि अस्तित्व का यह संघर्ष, यह डार्विनियन प्रतिस्पर्धा, मस्तिष्क में प्रकृति का गुणवत्ता नियंत्रण तंत्र है।”

बचे हुए न्यूरॉन्स एक अहम पहचान लिए होते हैं। जीनोम के वे क्षेत्र जिनमें ऑटिज़्म से जुड़े जीन और सिनैप्स के ग्रहण करने वाले पक्ष के जीन होते हैं, अधिक उम्र के मस्तिष्कों के न्यूरॉन्स में शायद ही कभी बाधित मिले, जिससे संकेत मिलता है कि वहाँ क्षति वाली कोशिकाएँ ही हटाई गई थीं। “इससे लगता है कि जो न्यूरॉन्स बचते हैं, वे शायद वही हैं जिन्होंने विकास के दौरान अपने जीनोम को सबसे ज़्यादा अक्षुण्ण रखा,” University College London के न्यूरोलॉजिस्ट Christos Proukakis ने Nature की न्यूज़ टीम से कहा; वे इस अध्ययन में शामिल नहीं थे।

पहले की जानकारी से यह कैसे अलग है

विकास की शुरुआत में आनुवंशिक अव्यवस्था कोई नई बात नहीं है। शुरुआती मानव भ्रूणों में से 73% तक में बड़ी क्रोमोसोम त्रुटियों वाली कोशिकाएँ होती हैं, और न्यूरॉन्स को जन्म देने वाली प्रोजेनिटर कोशिकाओं में से 30% तक में ऐसी ही क्षति दिखती है। Walsh ने फ़र्टिलिटी क्लिनिकों का उदाहरण दिया, जहाँ नियमित रूप से असामान्य कोशिकाओं से भरे ऐसे भ्रूण दिखते हैं जो फिर भी स्वस्थ बच्चों में विकसित होते हैं। अस्पष्ट यह था कि क्या यह अव्यवस्था परिपक्व न्यूरॉन्स तक बनी रहती है, और वयस्क मस्तिष्कों पर हुए पिछले अध्ययनों ने विरोधाभासी जवाब दिए थे।

यह अध्ययन बताता है कि दोनों पक्ष आंशिक रूप से सही थे। क्षतिग्रस्त न्यूरॉन्स जन्म से पहले आम होते हैं और उसके बाद दुर्लभ हो जाते हैं। जन्म के आसपास की यह छँटाई पूरी होने के बाद यह हिस्सा काफ़ी स्थिर रहता है: दो वर्ष तक के शिशुओं में लगभग 7.1% न्यूरॉन्स में व्यापक वेरिएंट होते हैं और 60 से अधिक उम्र के लोगों में लगभग 4.8% में। छोटे वेरिएंट वाले न्यूरॉन्स का धीमा निष्कासन जीवन भर चलता रहता है। अपने डेटा को छह पिछले अध्ययनों के साथ मिलाकर लेखकों का अनुमान है कि यह धीमा रिसाव 60 वर्षों में लगभग 13% न्यूरॉन्स को हटा देता है, जो बूढ़े होते मस्तिष्कों में कोशिकाएँ गिनकर मापी गई न्यूरॉन संख्या की लगभग 10% गिरावट के करीब है।

क्षति न्यूरॉन्स के बनने से पहले ही शुरू होती दिखती है। DNA में टूटने के बिंदु उन क्षेत्रों में जमा होते हैं जिनकी कोशिका-विभाजन के दौरान जल्दी प्रतिलिपि बनती है, जो प्रोजेनिटर कोशिकाओं में विभाजन की त्रुटियों से अपेक्षित पैटर्न है, न कि परिपक्व न्यूरॉन्स में, जो अब विभाजित ही नहीं होते।

अध्ययन किन सवालों का जवाब नहीं देता

इस अध्ययन में किसी ने किसी न्यूरॉन को मरते हुए नहीं देखा। हर मस्तिष्क का नमूना मृत्यु के बाद केवल एक बार लिया गया, इसलिए निष्कासन का अनुमान अलग-अलग उम्र के अलग-अलग लोगों में क्षतिग्रस्त न्यूरॉन्स के हिस्से की तुलना करके लगाया गया है। दाताओं की संख्या कम है: मुख्य विश्लेषण में नौ जन्म-पूर्व और सात जन्म-पश्चात मस्तिष्क। तीसरी तिमाही का कोई नमूना नहीं था, इसलिए छँटाई का सटीक समय, प्रसव से पहले या बाद, अभी अज्ञात है।

तंत्र अभी भी एक सहसंबंध ही है। क्षतिग्रस्त न्यूरॉन्स में सिनैप्स-जीन गतिविधि कमज़ोर और कोशिका-मृत्यु संकेत मज़बूत दिखते हैं, लेकिन अध्ययन यह साबित नहीं करता कि कमज़ोर वायरिंग ही उनके हटाए जाने का कारण है। ऑटिज़्म से संबंध भी एक परिकल्पना है: टीम ने अभी तक ऑटिज़्म या मिर्गी वाले लोगों के मस्तिष्कों की तुलना इनसे रहित लोगों के मस्तिष्कों से नहीं की है।

कुछ क्षतिग्रस्त न्यूरॉन्स स्वस्थ मस्तिष्कों में बुढ़ापे तक भी बचे रहते हैं। शोधकर्ता नहीं जानते कि बची हुई यह आनुवंशिक विविधता एक हानिरहित उप-उत्पाद है या किसी उद्देश्य को पूरा करती है।

मस्तिष्क कोशिकाओं और DNA त्रुटियों पर आम सवाल

क्या जन्म से पहले और बाद में दिमाग के न्यूरॉन्स कम होते हैं?

हाँ। विकसित हो रहा मानव कॉर्टेक्स जितने न्यूरॉन्स रखता है उससे अधिक बनाता है और प्रोग्राम्ड सेल डेथ के ज़रिए उनमें से अनुमानित 20% से 50% को हटा देता है, जिसमें एक बड़ी लहर जन्म के आसपास आती है। यह अध्ययन बताता है कि बुरी तरह क्षतिग्रस्त जीनोम वाले न्यूरॉन्स सबसे पहले हटने वालों में होते हैं।

क्या एक ही दिमाग के सभी न्यूरॉन्स का DNA एक जैसा होता है?

नहीं। हर व्यक्ति एक आनुवंशिक मोज़ेक है। इस अध्ययन में लगभग 64% जन्म-पूर्व न्यूरॉन्स और छह वर्ष या उससे अधिक उम्र के लोगों के लगभग 22.5% न्यूरॉन्स में कम से कम एक कॉपी नंबर वेरिएंट था, यानी DNA का दोहराया गया या गायब हिस्सा।

क्या इस खोज का ऑटिज़्म से कोई संबंध है?

संभव है, लेकिन यह साबित नहीं हुआ है। बचे हुए न्यूरॉन्स में ऑटिज़्म से जुड़े जीनों में शायद ही कभी क्षति होती है, जो संकेत देता है कि यह छँटाई उन जीनों की रक्षा करती है। क्या ऑटिस्टिक लोगों में यह प्रक्रिया अलग तरह से काम करती है, इसकी अभी जाँच नहीं हुई है।

क्या इसका असर वयस्क दिमाग पर भी पड़ता है?

छोटी DNA त्रुटियों वाले न्यूरॉन्स का धीमा निष्कासन जीवन भर चलता रहता है। शोधकर्ता अब यह पता लगा रहे हैं कि क्या यही प्रक्रिया अल्ज़ाइमर जैसी न्यूरोडीजेनेरेटिव बीमारियों में कोई भूमिका निभाती है।

आगे क्या

यह अध्ययन 28 अक्टूबर 2026 को Nature में प्रकाशित हुआ और ओपन एक्सेस है। Boston Children’s और Harvard की टीम अब यह अध्ययन कर रही है कि क्या ऑटिज़्म और अन्य न्यूरोडेवलपमेंटल विकारों वाले लोगों के विकसित हो रहे मस्तिष्कों में दोषपूर्ण न्यूरॉन्स का निष्कासन अलग तरह से होता है, और क्या यही तंत्र अल्ज़ाइमर रोग में न्यूरॉन्स के नुकसान में योगदान देता है। “हमें लगता है कि कई अलग-अलग बीमारियों में इस प्रक्रिया में असामान्यताएँ दिख सकती हैं,” Walsh ने कहा। “इसने सोचने के लिए एक बिल्कुल नया ब्रह्मांड खोल दिया है।”

संदर्भ: Shao et al., “Perinatal elimination of genetically aberrant human cortical neurons,” Nature, 2026. DOI: 10.1038/s41586-026-11190-3

टैग: तंत्रिका विज्ञान, Boston Children's Hospital, Harvard Medical School, आनुवंशिकी, ऑटिज़्म, न्यूरॉन