تقسیم ہونے والے خلیے بھنوروں کو کامل رکھتے ہیں
بافت کی ایک تہ — یعنی اپیتھیلیم — کے خلیے شاذ ہی ساکن رہتے ہیں۔ وہ مل کر دھاروں اور بھنوروں کی صورت میں رینگتے ہیں۔ یہ اجتماعی بہاؤ زخم بھرنے، بافتوں اور اعضا کی ساخت بننے اور کینسر کے پھیلاؤ کے لیے اہم ہیں۔
ان بہاؤ میں ایک حیران کن نمونہ چھپا ہے۔ وہ لکیریں کھینچیں جو گھڑی کی سمت میں گھومنے والے علاقوں کو خلافِ گھڑی گھومنے والے علاقوں سے جدا کرتی ہیں۔ 2025 میں Nature Physics میں شائع ہونے والے ایک سابقہ کام میں ماہرینِ طبیعیات نے دریافت کیا کہ خلیوں کی تہوں اور بیکٹیریا کی بستیوں میں یہ لکیریں کنفارمل اِنویرینس (conformal invariance) کی پابند ہیں: انہیں سرکایا جائے، گھمایا جائے یا بڑا چھوٹا کر کے دیکھا جائے، ان کے شماریاتی خواص وہی رہتے ہیں۔ یہ طبیعیات سے معلوم ریاضیاتی شکلوں کی ایک مخصوص قسم، یعنی فیصلہ کن پرکولیشن (critical percolation)، سے بھی ٹھیک ٹھیک مطابقت رکھتی ہیں۔
زندہ مادے کے لیے یہ عجیب بات ہے، جو مسلسل توانائی خرچ کرتا ہے اور توازن سے بہت دور ہوتا ہے۔ کوپن ہیگن کے نیلز بوہر انسٹی ٹیوٹ کے تیان شیانگ ما، امین دوست محمدی اور ان کے رفقا نے، لزبن کے ایک شریک مصنف کے ساتھ، یہ سوال اٹھایا کہ اس جیومیٹری کو کیا چیز قائم رکھتی ہے — اور کیا چیز اسے توڑ دیتی ہے۔
ایک شکل کے لیے ایک ہی عدد
جیومیٹری کو جانچنے کے لیے ٹیم نے شرام–لووینر ارتقا (Schramm–Loewner evolution, SLE) نامی ایک آلہ استعمال کیا۔ یہ ہر بل کھاتی لکیر کو ایک ایسے بے ترتیب عمل میں بدل دیتا ہے جسے ایک ہی عدد، κ (کاپا)، بیان کرتا ہے۔ فیصلہ کن پرکولیشن کے لیے κ = 6 ہے۔ دو آزاد جانچیں — یہ امکان کہ کوئی لکیر کسی دیے گئے نقطے کے بائیں سے گزرے، اور یہ کہ ایک متعلقہ مقدار کتنی تیزی سے پھیلتی ہے — ہر تجربے کے لیے κ کا تخمینہ فراہم کرتی ہیں۔
انہوں نے MDCK خلیوں کی، جو کتے کے گردے کے خلیوں کی ایک معیاری قسم ہے، باہم جڑی ہوئی تہوں کی فلم بنائی اور خوردبین کے نیچے ان کی حرکت کی پیمائش کی۔
تقسیم روکو، جیومیٹری کھو دو
جن تہوں پر کوئی دوا نہیں لگائی گئی تھی، ان میں بھنوروں کی سرحدیں تقریباً مکمل طور پر نظریے سے مطابقت رکھتی تھیں: κ = 6.002 ± 0.155۔
پھر ٹیم نے مائٹومائسن سی کے ذریعے خلیوں کی تقسیم روک دی، جو ایسی دوا ہے جو ڈی این اے کی نقل بننا روکتی ہے۔ خلیے پھر بھی حرکت کرتے رہے؛ دھارے اور بھنور برقرار رہے، اور ان کے مجموعی شماریاتی خواص بھی وہی رہے۔ لیکن چھپی ہوئی جیومیٹری بدل گئی: κ بڑھ کر 8.18 ± 0.29 ہو گیا، جو 6 سے نمایاں طور پر مختلف ہے۔ لکیروں نے پیمانے سے آزادی بھی کھو دی اور “ملٹی فریکٹل” بن گئیں — اب ان کا کھردرا پن اس بات پر منحصر تھا کہ انہیں کس طرح ناپا جائے۔
ایک دوسری دوا، نوکوڈازول، جو ایک مختلف طریقے سے تقسیم روکتی ہے — یہ خلیے کا وہ اندرونی ڈھانچا توڑ دیتی ہے جو تقسیم کے لیے ضروری ہے — نے بھی یہی شکست و ریخت پیدا کی۔
موازنے کے لیے انہوں نے اس کے بجائے خلیوں کی موت کو Q-VD-OPh نامی ایک روکنے والے مادے سے روکا، جبکہ تقسیم معمول کے مطابق جاری رہی۔ عالمگیر جیومیٹری کی ہر علامت برقرار رہی۔ اصل اہمیت تقسیم کی ہے، نہ کہ خلیوں کی عمومی تبدیلی کی۔
ایسی بافت جو اب بھی جگہیں بدل سکے
ایسا کیوں ہے؟ مائٹومائسن کے ساتھ بہاؤ قدرے یک طرفہ ہو گئے، جو بذاتِ خود گردشی تشاکل کو توڑ دیتا ہے۔ لیکن نوکوڈازول سے ایسا نہیں ہوا، اس لیے مصنفین نے ایک زیادہ عمومی وضاحت تلاش کی اور اسے پڑوسیوں کے تبادلے میں پایا: دونوں میں سے کسی بھی دوا کے ساتھ خلیوں نے بہت کم پڑوسی بدلے، اور بافت زیادہ آہستگی سے ڈھیلی پڑی۔ وہ حرکت کرتی رہی، لیکن خلیوں کے باہمی رابطوں کا اس کا جال حد سے زیادہ جکڑا ہوا ہو چکا تھا۔
بافت کے ایک کمپیوٹر ماڈل نے، جس میں خلیے کثیرالاضلاع ہیں اور تقسیم ہونے والے خلیوں کا تناسب 0 سے 100% تک گھٹایا بڑھایا جا سکتا ہے، پوری کہانی دہرا دی:
- جب تمام خلیے تقسیم ہو رہے تھے تو بھنوروں کی سرحدیں κ = 6 سے مطابقت رکھتی تھیں؛
- تقریباً 50% سے کم خلیوں کے تقسیم ہونے پر جیومیٹری ٹوٹ گئی؛
- زیادہ تقسیم نے نقلی بافت کو نرم بنا دیا، یعنی کم سختی اور خلیوں کے جگہ بدلنے کی کم توانائی لاگت؛
- تقسیم کے بغیر خلیوں کو ہٹانے سے نمونہ بحال نہیں ہوا۔
تجدید بطور طبیعی کردار
مصنفین کا نتیجہ یہ ہے کہ تقسیم وقفے وقفے سے ہونے والی “ٹوپولوجیکل تجدید” کا کام کرتی ہے جو خلیوں کے جال کو اتنا لچکدار رکھتی ہے کہ وہ ہر پیمانے پر نئے سرے سے ترتیب پا سکے۔ یوں نشوونما میں اپنے کردار کے علاوہ خلیوں کی تقسیم اس بات کی ساختی اور میکانیکی نگران بھی ہوگی کہ بافتیں خود کو کیسے منظم کرتی ہیں۔
وہ مزید کہتے ہیں کہ خلیوں کی افزائش روکنے والی دوائیں، جو کینسر کے خلاف اور امراضِ قلب و عروق کی طب میں استعمال ہوتی ہیں، بافتوں کی حرکت پر غیر متوقع اثرات ڈال سکتی ہیں — یہ ایک ایسا خیال ہے جسے یہ مطالعہ، جو تجربہ گاہ میں پالے گئے کتے کے خلیوں اور سمیولیشنز پر کیا گیا، براہِ راست نہیں جانچتا۔ arXiv پر مصنفین کے دیے گئے حوالے کے مطابق یہ کام Proceedings of the National Academy of Sciences میں شائع ہوا۔