तैयार बैक्टीरिया ट्यूमर डीएनए का पता लगायेगा

• क्रिसपर विधि से जीन एडिटिंग की गयी

• पिछले चार वर्षों से जारी था यह अनुसंधान

• चूहों पर प्रयोग सफल अब इंसानों की बारी

राष्ट्रीय खबर

रांचीः जेनेटिक इंजीनियरिंग जैसे जैसे आगे बढ़ रहा है, इंसानों की बहुआयामी फायदे मिल रहे हैं। इसके जरिए ऐसे जैविक रोबोट तैयार किये गये हैं जो जमीन के अलावा पानी के भीतर भी अपनी जिम्मेदारी निभा सकते हैं। इस क्रम में अब क्रिसपर विधि से नये किस्म का बैक्टेरिया तैयार करने में कामयाबी मिली है।

यह बैक्टेरिया शरीर के भीतर मौजूद ट्यूमर के डीएनए का खुद ही पता लगा सकता है। तकनीकी रूप से उन्नत जैविक सेंसर के एक नए अध्याय में आगे बढ़ते हुए, कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय सैन डिएगो के वैज्ञानिकों और ऑस्ट्रेलिया में उनके सहयोगियों ने ऐसे बैक्टीरिया का निर्माण किया है जो जीवित जीव में ट्यूमर डीएनए की उपस्थिति का पता लगा सकते हैं।

उनका नवाचार, जिसने चूहों की बड़ी आंत में कैंसर का पता लगाया, विभिन्न संक्रमणों, कैंसर और अन्य बीमारियों की पहचान करने में सक्षम नए बायोसेंसर का मार्ग प्रशस्त कर सकता है। इस सफलता का वर्णन साइंस जर्नल में 11 अगस्त, 2023 को किया गया है। बैक्टीरिया को पहले विभिन्न नैदानिक और चिकित्सीय कार्यों को करने के लिए डिज़ाइन किया गया था, लेकिन कोशिकाओं के बाहर विशिष्ट डीएनए अनुक्रमों और उत्परिवर्तनों की पहचान करने की क्षमता का अभाव था। नया लक्षित सीआरआईएसपीआर-विभेदित क्षैतिज जीन स्थानांतरण के लिए सेलुलर परख या कैच को बस यही करने के लिए डिज़ाइन किया गया था।

यूसी सैन डिएगो स्कूल ऑफ बायोलॉजिकल साइंसेज में प्रोफेसर और वैज्ञानिक टीम के नेता जेफ हेस्टी ने कहा, जैसा कि हमने चार साल पहले इस परियोजना पर काम शुरू किया था, हम यह भी निश्चित नहीं थे कि स्तनधारी डीएनए के लिए सेंसर के रूप में बैक्टीरिया का उपयोग करना भी संभव था या नहीं।

ट्यूमर अपने डीएनए को अपने आस-पास के वातावरण में फैलाने या बहा देने के लिए जाने जाते हैं। कई प्रौद्योगिकियाँ प्रयोगशाला में शुद्ध डीएनए का विश्लेषण कर सकती हैं, लेकिन ये डीएनए का पता नहीं लगा सकती हैं कि इसे कहाँ छोड़ा गया है। कैच विधि के तहत, शोधकर्ताओं ने जीनोमिक स्तर पर फ्री-फ्लोटिंग डीएनए अनुक्रमों का परीक्षण करने और पूर्व निर्धारित कैंसर अनुक्रमों के साथ उन नमूनों की तुलना करने के लिए क्रिसपर तकनीक का उपयोग करके बैक्टीरिया को इंजीनियर किया।

अध्ययन के सह-प्रथम लेखक और यूसी सैन डिएगो के सिंथेटिक बायोलॉजी इंस्टीट्यूट के वैज्ञानिक रॉब कूपर ने कहा, कई बैक्टीरिया अपने पर्यावरण से डीएनए ले सकते हैं, एक कौशल जिसे प्राकृतिक क्षमता के रूप में जाना जाता है। हेस्टी, कूपर और ऑस्ट्रेलियाई डॉक्टर डैन वर्थले ने बैक्टीरिया और कोलोरेक्टल कैंसर के संबंध में प्राकृतिक क्षमता के विचार पर सहयोग किया, जो संयुक्त राज्य अमेरिका में कैंसर से संबंधित मृत्यु का तीसरा प्रमुख कारण है।

उन्होंने बृहदान्त्र में पहले से ही प्रचलित बैक्टीरिया की इंजीनियरिंग की संभावना को नए बायोसेंसर के रूप में तैयार करना शुरू किया, जिन्हें कोलोरेक्टल ट्यूमर से निकलने वाले डीएनए का पता लगाने के लिए आंत के अंदर तैनात किया जा सकता है। उन्होंने एसिनेटोबैक्टर बेयली, एक जीवाणु पर ध्यान केंद्रित किया जिसमें कूपर ने डीएनए लेने और इसका विश्लेषण करने के लिए सीआरआईएसपीआर का उपयोग करने के लिए आवश्यक तत्वों की पहचान की।

गैस्ट्रोएंटेरोलॉजिस्ट और कैंसर शोधकर्ता वर्थले ने कहा, यह जानते हुए कि सेल-मुक्त डीएनए को सिग्नल या इनपुट के रूप में एकत्रित किया जा सकता है, हमने इंजीनियर बैक्टीरिया तैयार किए जो रोग का पता लगाने के समय और स्थान पर ट्यूमर डीएनए पर प्रतिक्रिया देंगे।

ऑस्ट्रेलियाई सहयोगियों सुसान वुड्स और जोसेफिन राइट के साथ काम करते हुए, शोधकर्ताओं ने केआरएएस से डीएनए की पहचान करने के लिए एक सेंसर के रूप में एसिनेटोबैक्टर बेयली को डिजाइन, निर्मित और परीक्षण किया, एक जीन जो कई कैंसर में उत्परिवर्तित होता है। उन्होंने केआरएएस की सामान्य (गैर-उत्परिवर्तित) प्रतियों से उत्परिवर्ती को अलग करने के लिए डिज़ाइन किए गए सीआरआईएसपीआर सिस्टम के साथ जीवाणु को प्रोग्राम किया। इसका मतलब यह है कि केवल बैक्टीरिया जिन्होंने केआरएएस के उत्परिवर्ती रूपों को अपनाया था, जैसे कि प्रीकैंसरस पॉलीप्स और कैंसर में पाए जाते हैं, उदाहरण के लिए, बीमारी का संकेत देने या प्रतिक्रिया देने के लिए जीवित रहेंगे।

नया शोध क्षैतिज जीन स्थानांतरण से संबंधित पिछले विचारों पर आधारित है, यह एक ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग जीवों द्वारा आनुवंशिक सामग्री को पारंपरिक माता-पिता से संतान आनुवंशिक विरासत से अलग तरीके से एक दूसरे के बीच स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है। जबकि क्षैतिज जीन स्थानांतरण बैक्टीरिया से बैक्टीरिया में व्यापक रूप से जाना जाता है, शोधकर्ताओं ने इस अवधारणा को स्तनधारी ट्यूमर और मानव कोशिकाओं से बैक्टीरिया में लागू करने का अपना लक्ष्य हासिल कर लिया है।

राइट ने कहा, यह अविश्वसनीय था जब मैंने माइक्रोस्कोप के नीचे उन बैक्टीरिया को देखा, जिन्होंने ट्यूमर के डीएनए पर कब्जा कर लिया था। ट्यूमर वाले चूहों में हरे बैक्टीरिया की कॉलोनियां विकसित हो गईं, जिन्होंने एंटीबायोटिक प्लेटों पर बढ़ने की क्षमता हासिल कर ली थी। शोधकर्ता अब मानव कैंसर और संक्रमण का पता लगाने और उसका इलाज करने के लिए नए सर्किट और विभिन्न प्रकार के बैक्टीरिया के साथ अपनी बैक्टीरिया बायोसेंसर रणनीति को अपना रहे हैं। वुड्स ने कहा, कोलोरेक्टल कैंसर को रोकने के लिए बैक्टीरिया को इंजीनियर करने की बहुत अधिक संभावना है, एक ट्यूमर जो बैक्टीरिया की धारा में डूबा होता है, जो इसकी प्रगति में मदद या बाधा डाल सकता है।

कोलंबिया विश्वविद्यालय के एसोसिएट प्रोफेसर सिद्धार्थ मुखर्जी, जो अध्ययन में शामिल नहीं थे, ने संकेत दिया कि भविष्य में, बीमारी का इलाज और रोकथाम कोशिकाओं द्वारा किया जाएगा, गोलियों से नहीं। एक जीवित जीवाणु जो आंत में डीएनए का पता लगा सकता है, यह एक जबरदस्त अवसर है।