जीन एडिटिंग का नया आयाम

संदर्भ

कोलकाता के बोस इंस्टीट्यूट के वैज्ञानिकों ने GlowCas9 नामक एक जैव-प्रकाशित CRISPR प्रोटीन विकसित किया है, जो जीवित कोशिकाओं के अंदर जीनोम एडिटिंग को वास्तविक समय में देखने में सक्षम बनाता है।

जीन थेरेपी और CRISPR-Cas9 के बारे में

• जीन थेरेपी की क्षमता: जीन थेरेपी कई घटक आनुवंशिक रोगों का स्थायी उपचार हो सकती है, लेकिन प्रभावी, किफायती और सुरक्षित तरीके विकसित करना दशकों से एक चुनौती बना हुआ है।
• CRISPR-Cas9 कार्यप्रणाली: ‘क्लस्टर्ड रेगुलरली इंटरस्पेस्ड शॉर्ट पैलिंड्रोमिक रिपीट्स’ (CRISPR) एक गाइड RNA का उपयोग करके Cas9 एंजाइम को एक विशिष्ट DNA अनुक्रम तक निर्देशित करता है, जहाँ यह DNA को सटीक रूप से काटकर आनुवंशिक दोषों को ठीक करता है।
• अवलोकन में सीमाएँ: वैज्ञानिक जीवंत कोशिकाओं में Cas9 की कार्यप्रणाली को वास्तविक समय में अवलोकित नही कर नहीं पाए हैं, और मौजूदा पहचान विधियों के लिए कोशिकाओं को स्थिर करना या विखंडित करना आवश्यक था, जिससे प्रक्रिया को घटित होते हुए निगरानी करना असंभव हो गया था।
• वास्तविक समय निगरानी की आवश्यकता: जीन एडिटिंग को घटित होते हुए निगरानी करने से जीवित कोशिकाओं और ऊतकों में बिना उन्हें नष्ट किए CRISPR प्रक्रियाओं की निगरानी करने में मदद मिल सकती है।

GlowCas9 के बारे में

• GlowCas9 एक CRISPR प्रोटीन है, जो जीवित प्रणालियों के भीतर जीन एडिटिंग करते समय प्रकाशमान होता है।
• डिजाइन: GlowCas9 को अर्कादीप कर्माकर ने समुद्री झींगे के प्रोटीन से प्राप्त विभाजित नैनो-ल्यूसिफेरेज एंजाइम के साथ Cas9 को मिलाकर डिजाइन किया है।
• प्रकाश उत्सर्जन प्रक्रिया: Cas9 के सही ढंग से विकृत होने पर निष्क्रिय एंजाइम के टुकड़े फिर से जुड़ जाते हैं, जिससे प्रकाश उत्पन्न होता है।
  • ऐसा इसलिए होता है क्योंकि जब इन टुकड़ों को पास लाया जाता है, तो वे एंजाइम आधारित गतिविधि को सक्रीय करने के लिए पुनः जुड़ सकते हैं और जुगनूओं के हल्के प्रकाश के समान एक दृश्य संकेत उत्पन्न कर सकते हैं।
• वास्तविक समय आधारित दृश्यीकरण क्षमता: यह प्रकाश उत्सर्जित करने वाली गतिविधि जीवित कोशिकाओं, ऊतकों और पौधों की पत्तियों में CRISPR प्रक्रियाओं की निगरानी को बिना किसी क्षति पहुँचाए संभव बनाती है।

GlowCas9 के लाभ

• तापमान स्थिरता (Thermostability): GlowCas9 अत्यधिक स्थिर है और पारंपरिक एंजाइम की तुलना में उच्च तापमान पर भी अपनी संरचना और सक्रियता बनाए रखता है।
  • जीन थेरेपी के लिए ऐसी स्थिरता आवश्यक है, जहाँ स्थिर Cas9 वितरण से उपचार की सफलता दर बढ़ती है।
• DNA मरम्मत की सटीकता में वृद्धि: GlowCas9 समरूपता-निर्देशित मरम्मत (Homology-Directed Repair-HDR) की सटीकता को बढ़ाता है, जो सिकल सेल एनीमिया, मस्कुलर डिस्ट्रॉफी और अन्य जैसी आनुवंशिक बीमारियों से जुड़े वंशानुगत उत्परिवर्तनों को ठीक करने के लिए महत्त्वपूर्ण DNA मरम्मत प्रक्रिया है।
• पौधों में ट्रैकिंग: GlowCas9 को पौधों में भी देखा जा सकता है। यह फसल सुधार में संभावित सुरक्षित, नॉन-ट्रांसजेनिक अनुप्रयोगों की ओर संकेत करता है।
• थेराट्रैकिंग: GlowCas9 थेराट्रैकिंग में एक महत्त्वपूर्ण उपलब्धि है, क्योंकि यह गतिशील आणविक जीन-थेरेपी प्रक्रियाओं को प्रत्यक्ष रूप से देखने की क्षमता प्रदान करती है।।
  • यह हमें ऐसे भविष्य के निकट लाता है, जहाँ वैज्ञानिक न केवल जीन को एडिट करेंगे बल्कि एक फोटॉन के माध्यम से उपचार की प्रक्रिया को भी अवलोकित करेंगे।

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