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नए विस्तृत "एंटी-सीआरआईएसपीआर" प्रोटीन सुरक्षित आनुवंशिक संपादन की कुंजी को पकड़ सकते हैं

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यदि आप आनुवांशिक चिकित्सा में प्रगति पर ध्यान दे रहे हैं - और भले ही आप नहीं कर रहे हैं - तो शायद आप CRISPR नामक एक तकनीक के बारे में काफी समय से सुन रहे हैं।

यह जीन एडिटिंग की एक नई तकनीक है जिसमें सटीक, सस्ते और बेहद तेज़ अभिनय के अलग-अलग फायदे हैं, और यह बीमारी और विकलांगता के इलाज के लिए लगभग असीम अनुप्रयोगों के कारण तूफान से जैविक अनुसंधान की दुनिया में ले जा रहा है।

यह सभी देखें:क्वांटम बायोलॉजी: स्पूकी, मिस्टीरियस और फंडामेंटल टू लाइफ इट्सल्फ

लेकिन इसके चारों ओर उत्साह के बावजूद, CRISPR में कुछ महत्वपूर्ण बाधाएं हैं जो स्पष्ट होने के लिए शेष हैं। एक चीज के लिए, जबकि यह प्रक्रिया सेल संस्कृतियों और सरल पशु एनालॉग्स में अविश्वसनीय रूप से अच्छी तरह से काम करती है, अभी तक इस बात का कोई सबूत नहीं है कि यह मनुष्यों में एक ही प्रकार की प्रभावकारिता होगी।

इसके अलावा, जबकि CRISPR में प्रयुक्त आनुवांशिक लक्ष्यीकरण अविश्वसनीय रूप से सटीक है, जब तक कि यह वास्तव में एकदम सही नहीं है कि यह अभी भी कुछ ऐसा होगा जो एक मरीज को कैंसर के लिए बहुत अधिक जोखिम में डाल सकता है।

ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि CRISPR प्रणाली को रोकने के तरीके को बताए बिना, यह संभव है कि यह नए जीन को सम्मिलित कर सकता है, या केवल मेजबान के डीएनए को लक्ष्य के समान स्थानों पर क्लिप कर सकता है जो अनिश्चित काल तक भ्रमित हो जाता है। और अगर उन स्थानों में से एक में ट्यूमर-शमन जीन होने के लिए एक आकस्मिक परिवर्तन होता है ... तो, कैंसर कैसे होता है।

हालांकि, आनुवांशिक बीमारियों के बिना भविष्य के लिए सभी आशाएं खो नहीं जाती हैं क्योंकि सेल होस्ट एंड माइक्रोब नामक जर्नल में प्रकाशित नए शोध में चार नए पाए गए हैं विरोधी CRISPR जीन एडिटिंग सिस्टम को नियमित करने के लिए प्रोटीन का उपयोग किया जा सकता है, इसे बंद कर दिया जा सकता है या इसे चालू किया जा सकता है और दीर्घकालिक जोखिमों को कम कर सकता है।

और जब से इन प्रोटीनों को विभिन्न प्रकार के वातावरणों में वितरित किया गया था, यह भी पता चलता है कि ये प्रोटीन प्रकृति की तुलना में बहुत अधिक व्यापक हो सकते हैं, जिसका अर्थ है कि और भी परिशोधन संभव हो सकता है क्योंकि नई खोजें की जाती हैं।

मुझे एहसास है कि मुझे अभी तक आपको इस बारे में बहुत कुछ बताना है कि ये एंटी-क्रिस्प प्रोटीन वास्तव में क्या हैं - चलो ठीक कर रहे हैं! लेकिन इससे पहले कि हम इन बातों पर दिल लगा सकें कि हमें कैसे काम करना है, हमें वापस जाना होगा और जल्दी से खुद को CRISPR के तंत्र और उत्पत्ति की याद दिलानी होगी।

एक आनुवंशिक हथियार दौड़ में हथियार के रूप में CRISPR की उत्पत्ति।

मूल कार्य CRISPR सिस्टम बैक्टीरियल इम्यून सिस्टम के रूप में था, जो फेज नामक संक्रामक वायरस से लड़ने के लिए जीवाणु को सक्षम करता है (हाँ, बैक्टीरिया को भी वायरस मिल सकता है, पागल सही तरीके से!) एक लक्षित तरीके से।

इनवेसिव डीएनए के लिए इस अत्यधिक द्रव लक्ष्यीकरण प्रणाली का विकास वह है जो उन्हें उनकी प्रोग्राम योग्य प्रकृति प्रदान करता है, और यही कारण है कि वर्तमान में CRISPR सिस्टम और विशेष रूप से Cas9, को वर्तमान में व्यापक रूप से जीवन विज्ञान उद्योग में तैनात किया जा रहा है, जिसमें सफल जीन थैरेपी देने की क्षमता है, नई एंटीबायोटिक्स, और मलेरिया उपचार।

दिलचस्प है, संक्रामक और रक्षा के इस युद्ध में, फेज ने विकासवादी हथियारों की दौड़ में एक तरह से बैक्टीरियल CRISPR सिस्टम को मात देने के लिए CRISPR प्रोटीन का विकास किया है। ये प्रोटीन जल्दी से मेजबान जीवाणु की रक्षा प्रणाली को संक्रमित करते हैं, जिससे जीवाणु संक्रमण के प्रति संवेदनशील हो जाते हैं, और अंततः आक्रमण करने वाले वायरस द्वारा नष्ट हो जाते हैं।

इस प्रकार, इन अत्यधिक विशिष्ट प्रोटीनों का उपयोग CRISPR प्रणाली को निष्क्रिय करने के लिए किया जा सकता है, जब इसका उपयोग चिकित्सीय रूप से किया जा रहा है, जिससे शोधकर्ताओं को कैंसर और अन्य जटिलताओं के दीर्घकालिक जोखिम को कम करते हुए, नए डीएनए डालने के बाद आनुवंशिक ध्यान को रोकने की अनुमति मिलती है।

हम इस बारे में अभी क्यों पता लगा रहे हैं?

उनके महत्वपूर्ण जैविक महत्व के बावजूद, केवल कुछ एंटी-सीआरआईएसपीआरबैक्टीरिया के एक विशेष सबसेट में अब तक प्रोटीन की खोज की गई है। वर्तमान एंटी-सीआरआईएसपीआर प्रोटीन प्रकृति में प्रचुर मात्रा में नहीं हैं और केवल उन चरणों के डीएनए का अध्ययन करके पहचाना गया है जो सीआरआईएसपीआर-केएस 9 को नुकसान पहुंचाने वाले बैक्टीरिया को संक्रमित करने में सक्षम थे।

इस पद्धति का उपयोग करते हुए, एक संस्कृति बैक्टीरिया पर और उन चरणों पर निर्भर करता है जो विशेष रूप से खोजने वाले अंतर्जात CRISPR Cas9- सिस्टम की निगरानी से बचने और सक्षम करने में सक्षम हैं।

डेनमार्क से बाहर हुए नए शोध को हालांकि इन जीनों की पहचान करने की समस्या को थोड़ा आसान बनाने का एक तरीका मिल गया।

"हमने एक अलग दृष्टिकोण का उपयोग किया जो डीएनए अनुक्रम समानता के बजाय एंटी-सीआरआईएसपीआर कार्यात्मक गतिविधि पर ध्यान केंद्रित करता था। इस दृष्टिकोण ने हमें बैक्टीरिया में एंटी-सीआरआईएसपीआर खोजने में सक्षम बनाया जो जरूरी नहीं कि फेज से संस्कारित या संक्रमित हो सकते हैं। और परिणाम वास्तव में रोमांचक हैं। "रूबेन वाज़केज़ उरीबे कहते हैं, नोवो नॉर्डिस्क फाउंडेशन सेंटर फॉर बायोसिबिलिटी (डीटीयू) में पोस्टडॉक।

उन्होंने यह कैसे किया?

शोधकर्ताओं चार मानव fecal नमूनों, दो मिट्टी के नमूने, एक गाय fecal नमूना और एक सुअर fecal नमूने (कुल कोई नहीं क्यों वे पूप के साथ काम करने के लिए बहुत उत्सुक थे, कोई भी पूरी तरह से यकीन है कि चलो) की कोशिश नहीं करते हैं जज)।

डीएनए को छोटे टुकड़ों में काट दिया गया था और बेतरतीब ढंग से एक जीवाणु कोशिका के भीतर एक प्लास्मिड (डीएनए की एक छोटी अंगूठी) पर व्यक्त किया गया था। इस सेल में एंटी-सीआरआईएसपीआर गतिविधि के चयन के लिए एक जेनेटिक सर्किट था।

संक्षेप में, इसका मतलब था कि एक संभावित एंटी-सीआरआईएसपीआर जीन के साथ प्लास्मिड युक्त कोशिकाएं एक निश्चित एंटीबायोटिक के लिए प्रतिरोधी बन जाएंगी। इसके विपरीत, जिन कोशिकाओं में प्लास्मिड ने एंटी-सीआरआईएसपीआर-गतिविधि को जन्म नहीं दिया, वे मर जाएंगे। इस प्रणाली के साथ, शोधकर्ता आसानी से एंटी-सीआरआईएसपीआर गतिविधि के साथ डीएनए का पता लगा सकते हैं और उसका चयन कर सकते हैं और इसे उसके मूल में वापस भेज सकते हैं।

इस मेटा-जीनोमिक लाइब्रेरी दृष्टिकोण का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिक ग्यारह डीएनए टुकड़ों की पहचान करने में सक्षम थे जिन्होंने Cas9 गतिविधि को दरकिनार कर दिया था।

इसके बाद लक्षण वर्णन चार नए एंटी-सीआरआईएसपीआर की गतिविधि की पुष्टि कर सकता है। आगे के विश्लेषण से पता चला कि फेक सैम्पल में पहचाने गए जीन वास्तव में कई वातावरण में पाए जाने वाले बैक्टीरिया में मौजूद हैं, उदाहरण के लिए कीड़ों के आंत, समुद्री जल और भोजन में रहने वाले बैक्टीरिया में।

इससे पता चलता है कि नए खोजे गए जीन जीवन के पेड़ में कई जीवाणु शाखाओं में फैले हुए हैं, और कुछ मामलों में इस सबूत के साथ कि इनमें से कुछ जीन को विकास के दौरान कई बार क्षैतिज रूप से स्थानांतरित किया गया है।

नोवो नॉर्डिस्क फाउंडेशन सेंटर फॉर बायोसिस्टेबिलिटी (डीटीयू) के वैज्ञानिक निदेशक मोर्टन सॉमर कहते हैं, "तथ्य यह है कि हमने जिन एंटी-सीआरआईएसपीआर को खोजा है, वे प्रकृति में इतने प्रचुर मात्रा में हैं कि वे बहुत उपयोगी हैं और जैविक दृष्टिकोण से बहुत महत्वपूर्ण हैं।"

इन निष्कर्षों से पता चलता है कि एंटी-सीआरआईएसपीआर संभवत: पहले से सुझाए गए की तुलना में फेज और मेजबान के बीच परस्पर क्रिया में बहुत अधिक महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है।

रुको, यह सब फिर से महत्वपूर्ण क्यों है?

अभी एंटी-सीआरआईएसपीआर जीन के अनुप्रयोग, सभी एक बेहतर बनाने के बारे में हैं जीन संपादन प्रणाली। इस क्षेत्र में पहले के अध्ययनों से पता चला है कि प्रयोगशाला में जीनोम एडिटिंग करते समय, ऑफ-टार्गेट साइट्स पर डीएनए को काटने जैसी त्रुटियों को कम करने के लिए एंटी-सीआरआईएसपीआर प्रोटीन का उपयोग किया जा सकता है।

"आज, CRISPR-Cas9 का उपयोग करने वाले अधिकांश शोधकर्ताओं को सिस्टम और ऑफ़-टारगेट गतिविधि को नियंत्रित करने में कठिनाइयाँ होती हैं। इसलिए, एंटी-CRISPR सिस्टम बहुत महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि आप गतिविधि का परीक्षण करने के लिए अपने सिस्टम को चालू और बंद करना चाहते हैं। इसलिए। मोर्टन सॉमर कहते हैं, "ये नए प्रोटीन बहुत उपयोगी हो सकते हैं।"

इसके अलावा, शोधकर्ताओं ने वास्तव में पता लगाया कि चार नए एंटी-सीआरआईएसपीआर प्रोटीन में अलग-अलग लक्षण और गुण हैं। आगे जाकर, यह आगे की जांच करने के लिए बहुत रोमांचक होगा। इसका मतलब यह हो सकता है कि प्रोटीन मौजूद हैं जो कुछ अभिव्यक्ति स्तर या सुरक्षा चिंताओं के अनुरूप हो सकते हैं। या यहां तक ​​कि प्रोटीन का विकास बाहर की उत्तेजनाओं के अनुसार सीआरआईएसपीआर को चालू करने में सक्षम है, कुछ ऐसा जो बेहद उपयोगी होगा।

अंत में, जिस भी तरीके से अनुसंधान किया जाता है, इसमें कोई संदेह नहीं है कि आनुवांशिक चिकित्सा में आगे छलांग लगाने में एंटी-सीआरआईएसपीआर प्रोटीन एक बड़ी भूमिका निभाएगा।


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टिप्पणियाँ:

  1. Mozil

    मेरी राय में, आप गलती को स्वीकार करते हैं। मैं यह साबित कर सकते हैं। मुझे पीएम में लिखें।

  2. Burle

    मैं इस मामले में वाकिफ हूं। मदद के लिए तैयार।

  3. Aeson

    wonderfully, it's the entertaining piece

  4. Symeon

    बहुत जल्दी जवाब :)



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