مائٹوکونڈریا مخروطی خلیوں میں روغن کو روشنی کی گرفت میں زیادہ موثر بنا کر بصارت کو بہتر بنا سکتا ہے۔

گوفر فوٹوورسیپٹر شنک کے اندر مائٹوکونڈریا (پیلا) کے بنڈل پھیلی ہوئی روشنی (نیچے سے چمک) (نیلے بیم) کی زیادہ درست توجہ مرکوز کرنے میں غیر متوقع کردار ادا کرتے ہیں۔یہ نظری رویہ روشنی کو پکڑنے میں شنک خلیوں میں روغن کو زیادہ موثر بنا کر بصارت کو بہتر بنا سکتا ہے۔

ایک مچھر آپ کو مائیکرو لینز کے ذریعے دیکھ رہا ہے۔آپ اپنا سر موڑتے ہیں، فلائی واٹر کو اپنے ہاتھ میں پکڑتے ہیں، اور اپنی عاجز، واحد لینس والی آنکھ سے ویمپائر کو دیکھتے ہیں۔لیکن یہ پتہ چلتا ہے کہ آپ ایک دوسرے کو دیکھ سکتے ہیں - اور دنیا - آپ کی سوچ سے زیادہ۔

سائنس ایڈوانسز جریدے میں گزشتہ ماہ شائع ہونے والی ایک تحقیق میں پتا چلا ہے کہ ممالیہ کی آنکھ کے اندر، مائٹوکونڈریا، خلیے کی پرورش کرنے والے آرگنیلز، دوسرے مائیکرولینز کا کردار ادا کر سکتے ہیں، جو فوٹو پیگمنٹس پر روشنی کو فوکس کرنے میں مدد کرتے ہیں، یہ روغن روشنی کو دماغ کے لیے اعصابی سگنلز میں تبدیل کرتے ہیں۔ تشریحنتائج ممالیہ کی آنکھوں اور کیڑوں اور دیگر آرتھروپوڈس کی مرکب آنکھوں کے درمیان حیرت انگیز مماثلتوں کو ظاہر کرتے ہیں، یہ بتاتے ہیں کہ ہماری اپنی آنکھوں میں اویکت نظری پیچیدگی ہے اور ارتقاء نے ہمارے سیلولر اناٹومی کا ایک بہت قدیم حصہ بنا دیا ہے جو نئے استعمال کے لیے پایا جاتا ہے۔

آنکھ کے سامنے کا لینس ماحول سے آنے والی روشنی کو پچھلے حصے میں ٹشو کی ایک پتلی تہہ پر مرکوز کرتا ہے، جسے ریٹنا کہتے ہیں۔وہاں، فوٹو ریسیپٹر سیلز - وہ شنک جو ہماری دنیا کو رنگ دیتے ہیں اور چھڑی جو ہمیں کم روشنی میں نیویگیٹ کرنے میں مدد کرتے ہیں - روشنی کو جذب کرتے ہیں اور اسے دماغ میں جانے والے اعصابی سگنلز میں تبدیل کرتے ہیں۔لیکن فوٹو پیگمنٹس فوٹو ریسیپٹرز کے بالکل سرے پر واقع ہوتے ہیں، بالکل موٹے مائٹوکونڈریل بنڈل کے پیچھے۔اس بنڈل کی عجیب ترتیب مائٹوکونڈریا کو بظاہر غیر ضروری روشنی بکھرنے والی رکاوٹوں میں بدل دیتی ہے۔

نیشنل آئی انسٹی ٹیوٹ کے سینئر محقق اور مقالے کے سرکردہ مصنف وی لی نے کہا کہ مائٹوکونڈریا روشنی کے ذرات کے لیے "آخری رکاوٹ" ہیں۔کئی سالوں سے، بصارت کے سائنس دان ان آرگنیلز کے اس عجیب و غریب ترتیب کو نہیں سمجھ سکے – آخرکار، زیادہ تر خلیات کا مائٹوکونڈریا اپنے مرکزی عضو یعنی نیوکلئس سے چمٹ جاتا ہے۔

کچھ سائنس دانوں نے مشورہ دیا ہے کہ یہ شعاعیں اس جگہ سے تیار ہوئی ہوں گی جہاں سے روشنی کے اشارے عصبی سگنلز میں تبدیل ہو جاتے ہیں، ایک توانائی سے بھرپور عمل جو توانائی کو آسانی سے پمپ کرنے اور تیزی سے پہنچانے کی اجازت دیتا ہے۔لیکن پھر تحقیق نے یہ ظاہر کرنا شروع کیا کہ فوٹو ریسیپٹرز کو توانائی کے لیے زیادہ سے زیادہ مائٹوکونڈریا کی ضرورت نہیں ہوتی ہے — اس کے بجائے، وہ گلائکولیسس نامی عمل میں زیادہ توانائی حاصل کر سکتے ہیں، جو سیل کے جیلیٹنس سائٹوپلازم میں ہوتا ہے۔

لی اور ان کی ٹیم نے ایک گوفر کے مخروطی خلیوں کا تجزیہ کرکے ان مائٹوکونڈریل ٹریکٹس کے کردار کے بارے میں سیکھا، ایک چھوٹا سا ممالیہ جو دن کے وقت بہترین بصارت رکھتا ہے لیکن حقیقت میں رات کو اندھا ہوتا ہے کیونکہ اس کے مخروطی فوٹو ریسیپٹرز غیر متناسب طور پر بڑے ہوتے ہیں۔

کمپیوٹر کے نقوش سے یہ ظاہر ہونے کے بعد کہ مائٹوکونڈریل بنڈلز میں آپٹیکل خصوصیات ہو سکتی ہیں، لی اور ان کی ٹیم نے حقیقی اشیاء پر تجربات شروع کر دیے۔انہوں نے گلہری ریٹینا کے پتلے نمونے استعمال کیے، اور زیادہ تر خلیات کو ہٹا دیا گیا سوائے چند شنکوں کے، اس لیے انہیں "مائٹوکونڈریا کا صرف ایک بیگ ملا" ایک جھلی کے اندر صفائی کے ساتھ پیک کیا گیا، لی نے کہا۔

اس نمونے کو روشن کرنے اور لی کی لیبارٹری کے ایک سائنسدان اور مطالعہ کے سرکردہ مصنف جان بال کے ڈیزائن کردہ ایک خاص کنفوکل مائکروسکوپ کے تحت احتیاط سے جانچنے سے، ہمیں ایک غیر متوقع نتیجہ ملا۔مائٹوکونڈریل بیم سے گزرنے والی روشنی ایک روشن، تیزی سے مرکوز بیم کے طور پر ظاہر ہوتی ہے۔محققین نے ان مائیکرو لینسز کے ذریعے اندھیرے میں داخل ہونے والی روشنی کی تصاویر اور ویڈیوز لیں، جہاں زندہ جانوروں میں فوٹو پیگمنٹس کا انتظار ہے۔

لی کا کہنا ہے کہ مائٹوکونڈریل بنڈل ایک اہم کردار ادا کرتا ہے، رکاوٹ کے طور پر نہیں، بلکہ کم سے کم نقصان کے ساتھ فوٹو ریسیپٹرز کو زیادہ سے زیادہ روشنی فراہم کرنے میں۔

تخروپن کا استعمال کرتے ہوئے، اس نے اور اس کے ساتھیوں نے تصدیق کی کہ عینک کا اثر بنیادی طور پر خود مائٹوکونڈریل بنڈل کی وجہ سے ہوتا ہے، نہ کہ اس کے ارد گرد کی جھلی (حالانکہ جھلی ایک کردار ادا کرتی ہے)۔گوفر کی فطری تاریخ کی ایک جھلک نے انہیں یہ ظاہر کرنے میں بھی مدد کی کہ مائٹوکونڈریل بنڈل کی شکل اس کی توجہ مرکوز کرنے کی صلاحیت کے لیے اہم ہے: مہینوں کے دوران گوفر ہائبرنیٹ ہوتا ہے، اس کے مائٹوکونڈریل بنڈل بے ترتیب ہو جاتے ہیں اور سکڑ جاتے ہیں۔جب محققین نے ماڈل بنایا کہ جب روشنی ایک سوئی ہوئی زمینی گلہری کے مائٹوکونڈریل بنڈل سے گزرتی ہے تو کیا ہوتا ہے، تو انھوں نے پایا کہ یہ روشنی کو اتنا مرتکز نہیں کرتا جتنا کہ جب اسے پھیلایا جاتا ہے اور بہت زیادہ ترتیب دیا جاتا ہے۔

کولمبیا یونیورسٹی میڈیکل سینٹر میں امراض چشم کے پروفیسر جینیٹ اسپرو نے نوٹ کیا کہ ماضی میں، دوسرے سائنسدانوں نے مشورہ دیا ہے کہ مائٹوکونڈریل بنڈل ریٹنا میں روشنی جمع کرنے میں مدد کر سکتے ہیں۔تاہم، یہ خیال عجیب سا لگا: "مجھ جیسے کچھ لوگ ہنسے اور کہا، 'چلو، کیا واقعی تمہارے پاس روشنی کی رہنمائی کے لیے اتنے مائٹوکونڈریا ہیں؟'- کہتی تھی."یہ واقعی ایک دستاویز ہے جو اسے ثابت کرتی ہے - اور یہ بہت اچھی ہے۔"

لی اور ان کے ساتھیوں کا خیال ہے کہ انہوں نے گوفروں میں جو مشاہدہ کیا وہ انسانوں اور دیگر پریمیٹوں میں بھی ہو سکتا ہے، جن کی ساخت بہت ملتی جلتی ہے۔ان کا خیال ہے کہ یہ 1933 میں سب سے پہلے بیان کیے گئے ایک رجحان کی وضاحت بھی کر سکتا ہے جسے Stiles-Crawford Effect کہا جاتا ہے، جس میں شاگرد کے بالکل مرکز سے گزرنے والی روشنی کو زاویہ سے گزرنے والی روشنی سے زیادہ روشن سمجھا جاتا ہے۔چونکہ مرکزی روشنی مائٹوکونڈریل بنڈل پر زیادہ مرکوز ہوسکتی ہے، محققین کا خیال ہے کہ یہ مخروطی رنگت پر بہتر طور پر مرکوز ہوسکتی ہے۔وہ تجویز کرتے ہیں کہ Stiles-Crawford اثر کی پیمائش سے ریٹنا کی بیماریوں کا جلد پتہ لگانے میں مدد مل سکتی ہے، جن میں سے بہت سے مائٹوکونڈریل نقصان اور تبدیلیوں کا باعث بنتے ہیں۔لی کی ٹیم تجزیہ کرنا چاہتی تھی کہ کس طرح بیمار مائٹوکونڈریا روشنی کو مختلف طریقے سے فوکس کرتا ہے۔

یہ ایک "خوبصورت تجرباتی ماڈل" ہے اور ایک بہت ہی نئی دریافت ہے، یو سی ایل اے میں امراض چشم کے اسسٹنٹ پروفیسر یرونگ پینگ نے کہا جو اس مطالعے میں شامل نہیں تھے۔پینگ نے مزید کہا کہ یہ دیکھنا دلچسپ ہوگا کہ آیا یہ مائٹوکونڈریل بنڈل رات کی بینائی کو بہتر بنانے کے لیے سلاخوں کے اندر بھی کام کر سکتے ہیں۔

لی نے کہا کہ کم از کم شنک میں، یہ مائٹوکونڈریا مائیکرو لینسز میں تیار ہو سکتے تھے کیونکہ ان کی جھلی لپڈز سے بنی ہوتی ہے جو قدرتی طور پر روشنی کو ریفریکٹ کرتی ہے۔"یہ خصوصیت کے لئے صرف بہترین مواد ہے۔"

ایسا لگتا ہے کہ لپڈز بھی اس فنکشن کو فطرت میں کہیں اور تلاش کرتے ہیں۔پرندوں اور رینگنے والے جانوروں میں، ریٹنا میں تیل کی بوندیں کہلانے والے ڈھانچے تیار ہوئے ہیں جو کلر فلٹر کے طور پر کام کرتے ہیں، لیکن یہ سوچا جاتا ہے کہ یہ مائیکرو لینسز کے طور پر بھی کام کرتے ہیں، جیسے کہ مائٹوکونڈریل بنڈلز۔متضاد ارتقاء کے ایک عظیم معاملے میں، پرندے سر کے اوپر چکر لگا رہے ہیں، مچھر اپنے خوشگوار انسانی شکار کے گرد گونج رہے ہیں، آپ اسے مناسب نظری خصوصیات کے ساتھ پڑھتے ہیں جو آزادانہ طور پر تیار ہوئی ہیں - موافقت جو ناظرین کو اپنی طرف متوجہ کرتی ہے۔یہاں ایک واضح اور روشن دنیا آتی ہے۔

ایڈیٹر کا نوٹ: Yirong Peng کو Klingenstein-Simons Fellowship کی حمایت حاصل ہوئی، ایک پروجیکٹ جس میں سائمنز فاؤنڈیشن کا حصہ ہے، جو اس آزادانہ طور پر ترمیم شدہ میگزین کو بھی فنڈ فراہم کرتا ہے۔سیمنز فاؤنڈیشن کے فنڈنگ ​​کا فیصلہ ہماری رپورٹنگ کو متاثر نہیں کرتا ہے۔

تصحیح: 6 اپریل 2022 مرکزی تصویر کے عنوان نے ابتدائی طور پر غلط طور پر مائٹوکونڈریل بنڈلز کے رنگ کو پیلے رنگ کی بجائے جامنی کے طور پر شناخت کیا۔جامنی رنگ کے داغ بنڈل کے آس پاس کی جھلی سے وابستہ ہیں۔
کوانٹا میگزین ایک باخبر، بامعنی اور مہذب مکالمے کو فروغ دینے کے لیے جائزوں کو معتدل کرتا ہے۔ایسے تبصرے جو ناگوار، توہین آمیز، خود کو فروغ دینے والے، گمراہ کن، متضاد، یا موضوع سے ہٹ کر ہوں مسترد کر دیے جائیں گے۔ماڈریٹرز عام کاروباری اوقات (نیویارک ٹائم) کے دوران کھلے رہتے ہیں اور صرف انگریزی میں لکھے گئے تبصروں کو قبول کر سکتے ہیں۔