डीएनए को काटने के लिए नया उपकरण: जैव प्रौद्योगिकी के लिए होनहार संभावनाएं

कुछ साल पहले, CRISPR के रूप में जानी जाने वाली प्रौद्योगिकी का आगमन वैज्ञानिक दुनिया में एक बड़ी सफलता थी। बैक्टीरिया की प्रतिरक्षा प्रणाली के व्युत्पन्न से विकसित, CRISPR डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए) में न्यूक्लियोटाइड के दोहरे किस्में को काटने में सक्षम बनाता है। यह विशेष रूप से पौधे, पशु और मानव कोशिकाओं में एक लक्षित जीन को संशोधित करना संभव बनाता है। अंततः, CRISPR अधिग्रहित या वंशानुगत रोगों के लिए उपचार की खोज में एक पसंदीदा तरीका बन गया।

हाल ही में, इंस्टीट्यूट नेशनल डी ला रेचेरचे साइंटिफिक (INRS) में प्रोफेसर फ्रैड्रिक वेयरियर और उनकी टीम ने एसएसएन नामक विशिष्ट एंजाइमों के एक परिवार के आधार पर एक नया आनुवंशिक उपकरण विकसित किया जो लक्षित कटौती को एकल-फंसे डीएनए में विशेष रूप से प्रेरित करने की अनुमति देता है।

उनके काम के परिणाम हाल ही में पत्रिका में प्रकाशित हुए थे प्रकृति संचार। यह प्रमुख सफलता एक महत्वपूर्ण आनुवंशिक तंत्र पर प्रकाश डालती है जो जैव प्रौद्योगिकी अनुप्रयोगों की एक भीड़ में क्रांति ला सकती है।

एक महत्वपूर्ण भूमिका के साथ डीएनए का एक रूप

एकल-फंसे डीएनए डबल-फंसे डीएनए की तुलना में कम आम है। यह अक्सर कुछ वायरस में पाया जाता है और कुछ जैविक प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जैसे कि सेल प्रतिकृति या मरम्मत। सिंगल-फंसे हुए डीएनए का उपयोग कई प्रौद्योगिकियों (अनुक्रमण, जीन संपादन, आणविक निदान, नैनोटेक्नोलॉजी) में भी किया जाता है।

आज तक, कोई एंडोन्यूक्लिज़-एंजाइम जो डीएनए में कटौती करता है-को विशेष रूप से एकल-फंसे डीएनए अनुक्रम को लक्षित करने के रूप में वर्णित किया गया है, जिसने इस प्रकार के डीएनए के आधार पर प्रौद्योगिकियों के विकास में एक बाधा का गठन किया है।

अब, एक प्रयोगशाला में पहली बार, प्रोफेसर वेयरियर की टीम ने एकल-फंसे हुए डीएनए में एक विशिष्ट अनुक्रम को काटने में सक्षम एंजाइमों के एक परिवार की पहचान की है: एसएसएन एंडोन्यूक्लाइज का परिवार।

इसे प्राप्त करने के लिए, INRS के आर्मंड-फ्रैपर सैंटे बायोटेक्नोलॉजी रिसर्च सेंटर में शोध टीम ने पहले GIY-YIG सुपरफैमिली के एक नए परिवार की विशेषता बताई, जिसे SSN कहा जाता है। अधिक विशेष रूप से, शोधकर्ताओं ने जीवाणु नीसेरिया मेनिंगिटिडिस में इन एंजाइमों में से एक पर ध्यान केंद्रित किया, जिसे मेनिंगोकोकस के रूप में भी जाना जाता है। अध्ययन में लक्षित एंजाइम आनुवंशिक सामग्री के विनिमय और परिवर्तन के लिए महत्वपूर्ण है, जो विकास को प्रभावित करता है।

“इसका अध्ययन करने में, हमने पाया कि यह एक विशिष्ट अनुक्रम को पहचानता है जो इसके जीनोम में कई उदाहरणों में पाया जाता है और जीवाणु के प्राकृतिक परिवर्तन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह बातचीत सीधे बैक्टीरियल जीनोम की गतिशीलता को प्रभावित करती है,” प्रोफेसर वेयरियर, जीनोमिक बैक्टीरियोलॉजी और इवोल्यूशन में एक विशेषज्ञ बताते हैं।

इस मौलिक खोज के अलावा, INRS के अनुसंधान वैज्ञानिकों ने हजारों अन्य समान एंजाइमों की पहचान की। “हमने प्रदर्शित किया कि वे अपने स्वयं के एकल-फंसे डीएनए अनुक्रम को पहचानने और विशेष रूप से काटने में सक्षम हैं। हजारों एंजाइमों के पास यह संपत्ति है, इसलिए यह संपत्ति अपनी विशिष्टता के साथ है,” एलेक्स रिवेरा-मिलोट, प्रोफेसर वेयरियर की टीम और अध्ययन के सह-प्रथम लेखक एलेक्स रिवेरा-मिलोट कहते हैं।

स्वास्थ्य अनुसंधान के लिए एक निर्विवाद संपत्ति

ये परिणाम, जो डीएनए मान्यता और विनिमय के लिए एक नए उपकरण का प्रतिनिधित्व करते हैं, महत्वपूर्ण हैं। वे जीव विज्ञान और चिकित्सा में कई उपन्यास अनुप्रयोगों का मार्ग प्रशस्त करते हैं। एक ओर, इस तंत्र को समझने से बैक्टीरिया को प्रश्न और संबंधित संक्रमणों में बेहतर तरीके से नियंत्रित करने में मदद मिल सकती है।

दूसरी ओर, एकल-फंसे डीएनए के लिए विशिष्ट एंजाइमों की खोज अधिक सटीक और कुशल आनुवंशिक हेरफेर उपकरण विकसित करना संभव बनाती है। यह जीन संपादन, डीएनए का पता लगाने और आणविक निदान के तरीकों में सुधार कर सकता है। इन एंजाइमों का उपयोग विभिन्न चिकित्सा और औद्योगिक अनुप्रयोगों में डीएनए का पता लगाने और हेरफेर करने के लिए भी किया जा सकता है, जैसे कि चिकित्सा और चिकित्सीय उद्देश्यों के लिए रोगज़नक़ का पता लगाने या आनुवंशिक हेरफेर।

ये सभी रास्ते कई स्वास्थ्य मुद्दों को संबोधित करने के लिए महत्वपूर्ण वादा करते हैं। वर्तमान में, इस काम के परिणामों के लिए एक पेटेंट लंबित है।