ম্যালেরিয়া পরজীবী – হেলিকাল পথগুলি মাইক্রোস্কোপিক রাজ্যের সর্বত্র রয়েছে। অনেক ব্যাকটেরিয়া এবং পরজীবী সরলরেখায় সাঁতার কাটে না বা পিছলে যায় না।

তিন মাত্রায়, তারা তাদের চারপাশের মাধ্যমে কর্কস্ক্রু-এর মতো ট্র্যাকগুলি ট্রেস করে। ম্যালেরিয়া পরজীবী, উদাহরণস্বরূপ, নরম 3D জেলের মধ্য দিয়ে এবং একটি কামড়ানো হোস্টের ত্বকে, প্রসারিত স্প্রিংসের মতো দেখায় এমন পথগুলিতে চলে যায়। এই ধরনের যেকোন জীবের জন্য প্রধান চ্যালেঞ্জ হল শব্দ।

তাদের পরিবেশ থেকে শক্তির এলোমেলো বিস্ফোরণ এবং তাদের নিজস্ব বল-উৎপাদনকারী যন্ত্রপাতির ওঠানামা ক্রমাগত এটিকে মোচড় দেওয়ার চেষ্টা করে। Escherichia coli ব্যাকটেরিয়ার উপর ক্লাসিক কাজ দেখিয়েছে যে একটি ব্যাকটেরিয়া প্রায় এক সেকেন্ডের মধ্যে ঘূর্ণনশীল প্রসারণের কারণে তার অভিযোজন হারাতে পারে, i. e

আশেপাশের অণুর সাথে সংঘর্ষ যা ধীরে ধীরে কিন্তু নিশ্চিতভাবে তার দিকনির্দেশকে এলোমেলো করে দেয়। তবুও ম্যালেরিয়া পরজীবী এবং অন্যান্য অনুরূপ অণুজীবগুলিকে প্রায় দশ সেকেন্ড বা তার বেশি সময় ধরে ট্র্যাকে থাকতে হবে যদি তারা পুষ্টি এবং – পরজীবীর ক্ষেত্রে – একটি রক্তনালী খুঁজে পায়।

মোচড় দিন পূর্ববর্তী ভৌত মডেলগুলি সাধারণত এই ধরনের অণুজীবগুলিকে স্ব-চালিত ‘পুঁতি’ হিসাবে বর্ণনা করত যা এলোমেলো শব্দ দ্বারা বিদ্ধ হয়। এই মডেলগুলি বেশিরভাগ দ্বি-মাত্রিক ছিল; কখনও কখনও তারা পুঁতির চারপাশে বৃত্তাকার করতে একটি সহজ, ধ্রুবক টর্ক যোগ করে।

তবে তারা শব্দের উপস্থিতিতে 3D হেলিকাল গতিকে সম্পূর্ণরূপে বিবেচনা করেনি যার একটি স্মৃতি ছিল, যার অর্থ হল শব্দ যার বর্তমান মান তার সাম্প্রতিক অতীতের উপর নির্ভর করে। একই সময়ে, ম্যালেরিয়া পরজীবীদের উপর জ্যামিতি-ভিত্তিক কাজ দেখিয়েছিল যে কীভাবে তাদের বাঁকা, রডের মতো আকৃতি এবং নমনীয়তা তাদের রক্তনালীগুলির মতো বাধা এবং কাঠামোর চারপাশে লুপ করতে সাহায্য করেছিল, কিন্তু কীভাবে তারা এইভাবে সরে যেতে পারে তা বিশদভাবে বর্ণনা না করে। হাইডেলবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকদের একটি নতুন গবেষণা এই ব্যবধানটি পূরণ করতে পারে।

তারা কৃত্রিম হাইড্রোজেলের মধ্য দিয়ে ম্যালেরিয়া পরজীবীদের গ্লাইডিং দেখেছেন এবং তারপরে একটি মডেল ব্যবহার করে তাদের পথ পুনর্গঠন করেছেন, 24 নভেম্বর প্রকৃতি পদার্থবিজ্ঞানে তাদের ফলাফল প্রকাশ করেছেন। “আমাদের নতুন অনুসন্ধানগুলি দেখায় যে ম্যালেরিয়া পরজীবীগুলি প্রায় একচেটিয়াভাবে 3D পরিবেশে ডান হাতের হেলিসে চলাচল করে,” উলরিচ শোয়ার্জ, বায়োসিস্টে কোলেক্সের গ্রুপের প্রধান গবেষক ইনস্টিটিউট ফর থিওরিটিক্যাল ফিজিক্স, হাইডেলবার্গ ইউনিভার্সিটি এক রিলিজে এ তথ্য জানিয়েছে। তথ্য থেকে, দল দুটি সময় স্কেল জুড়ে পরিবর্তনগুলি খুঁজে পেয়েছে: একটি প্রায় 20 সেকেন্ডে এবং অন্যটি প্রায় 100 সেকেন্ডে।

20s একটি হেলিকাল টার্নের সময়কালের সাথে মিলে যায় এবং সেই সময়ে প্যারাসাইটের অভ্যন্তরীণ ড্রাইভ মোটামুটি একইভাবে ধাক্কা দিতে থাকে। 100s হল হেলিক্সের অক্ষ কতক্ষণ এক দিকে নির্দেশ করতে থাকে।

যখন লুপি ভাল হয় তখন মানুষের ত্বকে ইনজেকশন দেওয়া ম্যালেরিয়া স্পোরোজয়েটগুলিকে একটি কৈশিক খুঁজে পেতে শত শত মাইক্রোমিটার আবরণ করতে হয় যা তাদের লিভারে নিয়ে যায়। পুরানো জ্যামিতিক মডেলগুলি ইতিমধ্যে ইঙ্গিত দিয়েছিল যে একটি পরজীবী যে প্রাকৃতিক দূরত্ব জুড়ে মোটামুটিভাবে বাঁক নেয় তা ছোট রক্তনালীগুলির ব্যাসার্ধের সাথে মিলে যায়, যা তাদের চারপাশে লুপ করা সহজ করে তোলে।

নতুন কাজটি এই ছবিটিতে একটি পরিপূরক প্রশ্ন যুক্ত করেছে: পরজীবীর অভ্যন্তরীণ প্রক্রিয়ার কোলাহলপূর্ণ প্রকৃতির প্রেক্ষিতে, একটি হেলিকাল পথ অনুসরণ করা কি এটিকে একই গতিতে চলমান একটি নন-লুপিং অণুজীবের চেয়ে আরও দূরে যেতে সাহায্য করতে পারে? অধ্যয়ন দল একটি চিরল সক্রিয় কণার একটি 3D গাণিতিক মডেল তৈরি করেছে, যার অর্থ একটি পুঁতি যা নড়াচড়া করার সাথে সাথে একটি নির্দিষ্ট অর্থে চারপাশে মোচড় দেয়। কণাটির নিজস্ব রেফারেন্সের ফ্রেমে একটি ধ্রুবক এগিয়ে যাওয়ার গতি ছিল এবং একটি কৌণিক বেগ ছিল যা শব্দের অনুপস্থিতিতে এটিকে একটি নিখুঁত হেলিক্সের সন্ধান করে। দলটি কীভাবে ঘূর্ণায়মান শব্দের সাথে আচরণ করেছিল তার মধ্যে কাজের অভিনবত্ব রয়েছে।

সাদা গোলমাল যোগ করার পরিবর্তে, লেখকরা অর্নস্টাইন-উহেলেনবেক (ওউ) প্রক্রিয়ার সাথে কৌণিক বেগ বর্ণনা করেছেন। এখানে, গোলমাল একটি নির্দিষ্ট শিথিল সময়ের সাথে একটি পছন্দের মূল্যের দিকে ‘পিছনে টানা’ হয়।

এটি ‘রঙিন শব্দ’ উৎপন্ন করে, i. e শুধু সাদা আওয়াজই নয় বরং শব্দ যা আংশিকভাবে অনুমানযোগ্য ছিল, পরজীবীর দেহের মধ্যে ধীরে ধীরে পরিবর্তিত অভ্যন্তরীণ প্রক্রিয়ার অনুকরণ করে।

পুঁতির গড় অবস্থান এবং এর স্থানচ্যুতি সম্পর্কে এই মডেলের ভবিষ্যদ্বাণী হাইড্রোজেলের মধ্য দিয়ে চলা পরজীবীদের সাথে মিলেছে। ব্যাসার্ধ এবং পিচ গুরুত্বপূর্ণভাবে, লেখকরা খুঁজে পেয়েছেন যে একটি 3D স্থান এবং একটি যুক্তিসঙ্গত স্তরের শব্দের জন্য, একটি হেলিকাল পথ বরাবর একটি গুটিকা চলন্ত একটি পুঁতি একই গতিতে সোজা ভ্রমণের চেয়ে বেশি সময়ের মধ্যে একটি বড় দূরত্ব সরাতে পারে৷ অর্থাৎ, পর্যাপ্ত সময় দেওয়া হলে, অণুজীব তার উৎপত্তি থেকে কতদূর ছড়িয়ে পড়ে তার পরিপ্রেক্ষিতে হেলিক্স “একটি সরলরেখার চেয়ে সোজা” হতে পারে।

এই আচরণটি আগের অনেক মডেলের ভবিষ্যদ্বাণী থেকে ভিন্ন ছিল। নতুন মডেলের সেরা-ফিট প্যারামিটারগুলি প্রায় 13 মাইক্রোমিটার এবং প্রায় 3 মাইক্রোমিটার ব্যাসার্ধের একটি পিচ (হেলিক্সের পরপর দুটি বাঁকের মধ্যে দূরত্ব) সহ হেলিকাল পাথ নির্দেশ করে। উভয় মান এই পরজীবীগুলির জন্য পূর্বে রিপোর্ট করা সীমার মধ্যে ভালভাবে পড়েছিল।

এই পরামিতিগুলি ব্যবহার করে সিমুলেট করা পাথগুলির আকারগুলিও লেখকের দ্বারা পরিমাপ করাগুলির সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ৷ একত্রে নেওয়া, ফলাফলগুলি নির্দেশ করে যে হেলিকাল মোশন কেবল একটি জ্যামিতিক বিভ্রান্তি নয় বরং ম্যালেরিয়া প্যারাসাইটের মতো অণুজীবের জন্য কোলাহলপূর্ণ স্থানগুলিতে দক্ষতার সাথে ভ্রমণ করার জন্য একটি শক্তিশালী কৌশল।

একটি পরজীবীর জন্য যার অভ্যন্তরীণ ‘ইঞ্জিন’ তার বাঁক নেওয়ার সময় একই সময় স্কেলে ওঠানামা করে, তার ঘূর্ণন পথটিও সেই ওঠানামাগুলিকে গড় করতে পারে এবং গতির সামগ্রিক দিককে আরও স্থিতিশীল রাখতে পারে। উপসংহারটি শুক্রাণু কোষ এবং শেত্তলাগুলির উপর পূর্বের কাজের সাথে মানানসই, যেখানে গবেষকরা খুঁজে পেয়েছেন যে হেলিকাল সাঁতার কাটা কোষগুলিকে রাসায়নিক গ্রেডিয়েন্টের উপস্থিতিতে নির্ভরযোগ্যভাবে নড়াচড়া করতে সাহায্য করতে পারে, এমনকি বক্রতা এবং টর্শনের তীব্র শব্দ থাকা সত্ত্বেও।

উপসংহারটি ম্যালেরিয়া পরজীবীগুলির জ্যামিতিক মডেলের পরিপূরক হতে পারে যা তাদের প্রাকৃতিক বক্রতা এবং নমনীয়তার গুরুত্বের উপর জোর দিয়েছে যা তাদের তুলনামূলক ব্যাসার্ধের রক্তনালীতে লেগে থাকতে সাহায্য করে। চারপাশে যা হয়… একটি মশার কামড়ের পরে, সংক্রমণ সফল হওয়ার জন্য স্পোরোজোয়েটের একটি ছোট অংশের একটি কৈশিক পর্যন্ত পৌঁছাতে হবে। এবং বিবর্তন বলে মনে হয় যে প্রতিটি পরজীবী দিক হারানোর আগে আরও স্থল জুড়ে নিশ্চিত করার সর্বোত্তম উপায় খুঁজে পেয়েছে, সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজন ছাড়াই, ‘রঙিন শব্দ’ সহ হেলিকাল গতি।

“আমাদের সন্দেহ হয় যে বিবর্তনের সময় এই চিরালিটি বিকশিত হয়েছিল যাতে প্যাথোজেনটি হোস্টের শরীরের বিভিন্ন টিস্যু অংশগুলির মধ্যে দ্রুত এবং সর্বদা একইভাবে স্যুইচ করতে পারে,” অধ্যয়নের সহ-লেখক এবং হাইডেলবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়ের ইন্টিগ্রেটিভ প্যারাসিটোলজির অধ্যাপক ফ্রেডরিখ ফ্রিসকনেখ্ট একটি রিলিজে বলেছেন। ম্যালেরিয়ার বাইরে, মডেলটি অন্যান্য আণুবীক্ষণিক সাঁতারুদের ক্ষেত্রে প্রয়োগ করতে পারে যেমন নির্দিষ্ট শৈবাল এবং ঔপনিবেশিক চোয়ানোফ্ল্যাজেলেট, যার হেলিকাল পাথ এবং কোলাহলযুক্ত প্রপালশন বিজ্ঞানীরা ইতিমধ্যে নথিভুক্ত করেছেন।

লেখকরা পরামর্শ দিয়েছিলেন যে মডেলটি ওষুধে কৃত্রিম মাইক্রো- এবং ন্যানোবটগুলির জন্য ডিজাইনকে অনুপ্রাণিত করতে পারে: একটি নিয়ন্ত্রিত ঘূর্ণন উপাদান এবং উপযুক্ত অভ্যন্তরীণ সময় স্কেল ইঞ্জিনিয়ারিং করে, প্রকৌশলীরা এমন ছোট ডিভাইস তৈরি করতে পারে যা সহজভাবে সরলরেখায় চলার চেয়ে জটিল টিস্যুগুলিকে আরও কার্যকরভাবে নেভিগেট করতে পারে। নতুন গবেষণার পিছনে একই দলের কিছু সদস্য দ্বারা 2014 সালের একটি গবেষণায় স্পোরোজয়েটগুলিকে বাধাগুলির সাথে মিথস্ক্রিয়াকারী নমনীয় রড হিসাবে বিবেচনা করা হয়েছিল। পরবর্তী মডেলগুলি স্পোরোজয়েটদের আকৃতিকে নির্দিষ্ট পৃষ্ঠ জুড়ে গ্লাইড করার ক্ষমতার সাথে সংযুক্ত করেছে।

নতুন মডেল অনুপস্থিত উপাদান যোগ করেছে বলে মনে হচ্ছে: অভ্যন্তরীণ ‘রঙিন শব্দ’। এরপর কি? লেখকরা তাদের গবেষণাপত্রটি শেষ করে বলেছেন যে তারা অভ্যন্তরীণ ওঠানামার সময়কে কীভাবে জীবের গতিবিধির সাথে সংযুক্ত করতে চান এবং তারপরে বুঝতে পারেন যে তারা যেখানে বাস করে এবং কীভাবে বিবর্তন তাদের সম্মানিত করেছে তার দ্বারা এই সংযোগগুলি কীভাবে গঠন করে।