बैक्टीरिया की छिपी हुई फार्मास्युटिकल क्षमता को सक्रिय करना

मनुष्यों के विपरीत, बैक्टीरिया में एक दूसरे के साथ आनुवंशिक सामग्री का आदान-प्रदान करने की उल्लेखनीय क्षमता होती है। दूरगामी परिणामों वाला एक प्रसिद्ध उदाहरण जीवाणु रोगजनकों के बीच एंटीबायोटिक प्रतिरोध जीन का स्थानांतरण है। यह जीन स्थानांतरण उन्हें विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों में जल्दी से अनुकूलित करने की अनुमति देता है और एंटीबायोटिक प्रतिरोध के प्रसार का एक प्रमुख चालक है। एचआईपीएस और जर्मन सेंटर फॉर इंफेक्शन रिसर्च (डीजेडआईएफ) के शोधकर्ताओं ने अब बायोसिंथेटिक जीन क्लस्टर के रूप में जाने जाने वाले बैक्टीरिया से नए बायोएक्टिव प्राकृतिक उत्पादों के लिए आनुवंशिक ब्लूप्रिंट को बढ़ाने और अलग करने के लिए इस प्राकृतिक सिद्धांत का उपयोग किया है। उनका अभिनव दृष्टिकोण, जिसे “ACTIMOT” कहा जाता है, या तो जीन समूहों में एन्कोड किए गए प्राकृतिक उत्पादों को सीधे मूल जीवाणु में उत्पादित करना या उन्हें नए अणुओं का उत्पादन करने के लिए अधिक उपयुक्त माइक्रोबियल उत्पादन उपभेदों में स्थानांतरित करना संभव बनाता है। एचआईपीएस सारलैंड यूनिवर्सिटी के सहयोग से हेल्महोल्ट्ज़ सेंटर फॉर इन्फेक्शन रिसर्च (एचजेडआई) की एक साइट है।

ACTIMOT – “उन्नत Cas9-mediaTed” का संक्षिप्त रूप विवो में बीजीसी का MObilization और गुणन” – CRISPR-Cas9 तकनीक का लाभ उठाता है, जिसे “जीन कैंची” के रूप में जाना जाता है, और तदनुसार बैक्टीरिया की आनुवंशिक सामग्री में सटीक हस्तक्षेप की अनुमति देता है। चूंकि बायोसिंथेटिक जीन क्लस्टर अक्सर प्रयोगशाला स्थितियों के तहत कम सक्रिय होते हैं, वे ACTIMOT का उपयोग करके जीनोम से निकाला जाता है और एक मोबाइल आनुवंशिक इकाई में डाला जाता है जिसे फिर जीवाणु द्वारा ही गुणा किया जाता है। ये सभी चरण आणविक तंत्र का शोषण करके किए जाते हैं जो बैक्टीरिया को स्थानांतरित करने की भी अनुमति देता है कई उदाहरणों में, इन तथाकथित प्लास्मिड पर जीन समूहों का प्रवर्धन पहले से ही एन्कोडेड प्राकृतिक उत्पादों के उत्पादन को सक्षम करने के लिए पर्याप्त है। यदि यह सफल नहीं होता है, तो गठित प्लास्मिड को आसानी से स्थानांतरित किया जा सकता है एन्कोडेड प्राकृतिक उत्पादों का उत्पादन करने के लिए वैकल्पिक उत्पादन तनाव, लेखक वर्तमान अध्ययन में दोनों दृष्टिकोणों के सफल उदाहरण प्रदान करते हैं।

एचआईपीएस में जूनियर रिसर्च ग्रुप लीडर और अध्ययन के अंतिम लेखक चेंगझांग फू कहते हैं, “कई बायोसिंथेटिक जीन क्लस्टर विभिन्न कारणों से प्रयोगशाला स्थितियों के तहत दबाए जाते हैं, और प्राकृतिक उत्पादों को प्रकट करने के वर्तमान प्रयास केवल सीमित संख्या में ही संबोधित करते हैं।” “हमारा दृष्टिकोण मूल जीवाणु कोशिका के भीतर संपूर्ण जैवसंश्लेषक जीन समूहों को सीधे मुक्त करने और बढ़ाने के लिए प्राकृतिक जीवाणु जीन स्थानांतरण प्रक्रिया की नकल करता है, जो पहले से छिपे हुए प्राकृतिक उत्पादों तक पहुंच प्रदान करता है। इस तकनीक का उपयोग करके, हम बैक्टीरिया की जैवसंश्लेषक क्षमता तक बहुत तेजी से और आसानी से पहुंच सकते हैं। मौजूदा तरीकों की तुलना में।”

टीम ने पहले ही प्रदर्शित कर दिया है कि ACTIMOT वास्तव में नई खोजों को जन्म दे सकता है: अध्ययन के दौरान, शोधकर्ताओं ने पहले से अज्ञात चार प्राकृतिक उत्पाद वर्गों से 39 नए प्राकृतिक उत्पादों की खोज की। इन खोजों ने टीम को विश्वास दिलाया है कि ACTIMOT नई दवा उम्मीदवारों की खोज में काफी तेजी ला सकता है। एचआईपीएस के विभाग प्रमुख और वैज्ञानिक निदेशक और ‘न्यू एंटीबायोटिक्स’ के समन्वयक रॉल्फ मुलर कहते हैं, “सूक्ष्मजीव हमें नए रासायनिक पदार्थों के उत्पादन के लिए अविश्वसनीय क्षमता प्रदान करते हैं जिनका उपयोग हम अन्य चीजों के अलावा, तत्काल आवश्यक सक्रिय अवयवों को विकसित करने के लिए कर सकते हैं।” ‘DZIF में अनुसंधान क्षेत्र, जिसने अध्ययन में अग्रणी भूमिका भी निभाई। “अब तक, इस माइक्रोबियल खजाने का बड़ा हिस्सा हमसे छिपा हुआ है। ACTIMOT हमें बैक्टीरिया की जैवसंश्लेषक क्षमता का और अधिक दोहन करने में मदद करेगा और इस प्रकार नए सक्रिय एजेंटों के विकास को महत्वपूर्ण रूप से आगे बढ़ाएगा।”

वर्तमान अध्ययन में, ACTIMOT का उपयोग जीनस के बैक्टीरिया के साथ किया गया है Streptomyces. हालाँकि, लेखक पहले से ही अज्ञात प्राकृतिक उत्पादों के उत्पादन की उच्च क्षमता वाली अन्य जीवाणु प्रजातियों में इसका विस्तार करने की योजना बना रहे हैं। इसके अलावा, ACTIMOT उच्च मूल्य वाले प्राकृतिक उत्पादों के बड़े पैमाने पर उत्पादन, अज्ञात जीन मार्गों की खोज और प्राकृतिक उत्पाद अनुकूलन के लिए शुरुआती बिंदुओं की पहचान सहित कई अन्य क्षेत्रों में आवेदन की क्षमता रखता है।