कहते हैं एक तस्वीर हजार शब्दों के समान होती है।
मिशिगन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा विकसित एक नई विधि, कई गीगाबाइट डेटा के लायक छवियां बनाती है, जो जीवविज्ञानियों द्वारा जीन अभिव्यक्ति का अध्ययन करने के तरीके में क्रांतिकारी बदलाव ला सकती है। जून ही ली, पीएच.डी., ह्यून मिन कांग, पीएच.डी. और उनके सहयोगियों द्वारा विकसित सीक-स्कोप को पहली बार 2021 में सेल में उप माइक्रोमीटर-स्केल स्थानिक रिज़ॉल्यूशन पर जीन अभिव्यक्ति का विश्लेषण करने की पहली विधि के रूप में वर्णित किया गया था। .
तुलना करने के लिए, एक मानव बाल की चौड़ाई 20 से 200 माइक्रोमीटर तक होती है।
तब से टीम ने Seq-स्कोप में सुधार किया है, जिससे यह अधिक बहुमुखी, स्केलेबल और सुलभ हो गया है, जिसे हाल ही में नेचर प्रोटोकॉल में प्रकाशित किया गया था। इसके अतिरिक्त, उसी समूह ने Seq-स्कोप और अन्य तकनीकों से उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाले स्थानिक डेटा का विश्लेषण करने के लिए एक एल्गोरिदम विकसित किया है, जिसे FICTURE कहा जाता है, जिसका वर्णन इसमें किया गया है। प्रकृति विधियाँ.
यूएम स्कूल ऑफ पब्लिक हेल्थ में बायोस्टैटिस्टिक्स के प्रोफेसर कांग ने कहा, “मूल रूप से, हम डीएनए अनुक्रमण मशीनों को हैक कर रहे हैं और उन्हें पूरी मेहनत करने दे रहे हैं।”
शोधकर्ता इन मशीनों का उपयोग ट्रांस्क्रिप्टोम के रीडआउट तैयार करने के लिए करते हैं, किसी दिए गए सेल या ऊतक के साथ जीन से ट्रांसक्रिप्ट किए गए सभी आरएनए का संग्रह। परंपरागत रूप से, सेल या ऊतक के भीतर जीन का अध्ययन करने वाले जीवविज्ञानी को इस तथ्य से जूझना पड़ता है कि एक ट्रांस्क्रिप्टोम में हजारों या अधिक होते हैं व्यक्त किए गए जीन इतने अधिक हैं कि कंप्यूटर की मदद के बिना सिर या पूंछ बनाना संभव नहीं है, जबकि इसमें लाखों कोशिकाएं भी शामिल होती हैं।
यूएम मेडिकल स्कूल में मॉलिक्यूलर एंड इंटीग्रेटिव फिजियोलॉजी के प्रोफेसर ली ने कहा, “परंपरागत रूप से समस्या यह है कि ऐसी कोई कम्प्यूटेशनल विधियां नहीं हैं जो हमें सूक्ष्म रिज़ॉल्यूशन पर इस डेटा सेट को समझने की अनुमति देती हैं।”
ली और कांग की प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट विधि, सेक-स्कोप ने प्रदर्शित किया कि एक अनुक्रमण मशीन को स्थानिक रूप से हल किए गए ट्रांसक्रिप्टोम को प्रोफाइल करने के लिए पुन: उपयोग किया जा सकता है, जिससे वैज्ञानिकों को यह देखने में मदद मिलती है कि सूक्ष्म रिज़ॉल्यूशन पर एक जीन कैसे और कहां व्यक्त किया जाता है। टीम ने बाद में सेक-स्कोप बनाया है और भी अधिक लागत प्रभावी, उच्च-रिज़ॉल्यूशन स्थानिक ट्रांस्क्रिप्टोम प्रोफाइलिंग की लागत को $10,000 से घटाकर लगभग $500 तक।
इसके अलावा, नई FICTURE विधि जांचकर्ताओं को माइक्रोमीटर स्तर पर अधिक सटीक अनुमान लगाने के लिए आसपास के डेटा को एक साथ जोड़कर बड़ी मात्रा में डेटा का विश्लेषण करने में सक्षम बनाती है। ऐसा करके, वे प्रदर्शित करते हैं, आप देख सकते हैं कि सेल प्रतिलेख बिना किसी पूर्वाग्रह के कहाँ स्थित हैं।
यह विधि अपने सूक्ष्म रिज़ॉल्यूशन विश्लेषण से ऊतकों और कोशिकाओं की अविश्वसनीय रूप से विस्तृत छवियां उत्पन्न करती है।
उदाहरण के लिए, पारंपरिक विश्लेषण के साथ, “भले ही आपके पास सेल विभाजन हो, अगर आपको ठीक से पता नहीं है कि कौन सी कोशिकाओं को प्रतिलेखित और दाग दिया जा रहा है, तो विश्लेषण भ्रामक या अस्पष्ट हो सकता है,” कांग ने कहा।
“उदाहरण के लिए, FICTURE का उपयोग करके, आप देख सकते हैं कि एक विकासशील चूहे के भ्रूण से कंकाल की मांसपेशी ऊतक मायोब्लास्ट से लंबी धारीदार मांसपेशी कोशिकाओं में विभेदित हो रही है।”
ली ने कहा, “हमें कंपनियों और अन्य जांचकर्ताओं से बहुत सारे ईमेल मिल रहे हैं जिन्होंने पहले मान लिया था कि वे ऐसे प्रयोग और विश्लेषण करने में सक्षम नहीं होंगे। अब वे संभावना के दायरे में हैं।”
यूएम के एडवांस्ड जीनोमिक्स कोर ने डीएनए सीक्वेंसर के उपयोग को अनुकूलित करके योगदान देते हुए, सीक-स्कोप प्रोटोकॉल पेपर का सह-लेखन किया। सुविधा अब सीक-स्कोप पद्धति को और भी अधिक सुलभ बनाने के लिए काम कर रही है, जिसका लक्ष्य इस तकनीक को यूएम और व्यापक वैज्ञानिक समुदाय तक फैलाना है।
एजीसी के निदेशक ओलिविया कौएस, पीएच.डी. ने कहा, “यह ठीक उसी तरह की तकनीक है जिसे हम यहां यूएम और उसके बाहर भी यथासंभव अधिक से अधिक प्रयोगशालाओं में लाना चाहते हैं।”
“हमारा लक्ष्य अत्याधुनिक स्थानिक ट्रांसक्रिप्टोमिक्स क्षमताओं के साथ अधिक शोधकर्ताओं को सशक्त बनाना है।”
ली और कांग अगली बार शोधकर्ताओं के लिए विधि को और भी अधिक सुलभ बनाने का एक तरीका विकसित करने की उम्मीद करते हैं, जिससे वे शुरू से अंत तक जीनोमिक अभिव्यक्ति का अध्ययन करने में सक्षम हो सकें।
कांग ने कहा, “मुझे लगता है कि नए प्रकार के डेटा और तरीकों को उत्पन्न करने के लिए कम्प्यूटेशनल और प्रयोगात्मक जांचकर्ताओं के लिए मिलकर काम करना महत्वपूर्ण है। यह उस प्रकार के सहयोग का एक अच्छा उदाहरण है।”
