औषधि खोज के लिए पैथजेनी सॉफ्टवेयर

संदर्भ

केंद्रीय विज्ञान और प्रौद्योगिकी मंत्रालय ने औषधि खोज की प्रक्रिया को तेज करने के लिए पैथजेनी नामक एक नया ओपन-सोर्स सॉफ्टवेयर प्रस्तुत किया है।

पैथजेनी (PathGennie) के बारे में

• पैथजेनी (PathGennie) एक सॉफ्टवेयर टूल है, जो वैज्ञानिकों को अणुओं में होने वाली दुर्लभ घटनाओं, जैसे किसी प्रोटीन से दवा का पृथक होना या प्रोटीन में परिवर्तन, का अनुकरण करने में मदद करता है।
• मुख्य कार्य: दवा के अलग होने और प्रोटीन संक्रमण मार्गों का कुशलतापूर्वक अनुकरण करता है।
• विकसितकर्ता: भारत के कोलकाता स्थित एस.एन. बोस राष्ट्रीय बुनियादी विज्ञान केंद्र के वैज्ञानिकों द्वारा विकसित किया गया है।
• उपलब्धता: इसे ओपन-सोर्स सॉफ्टवेयर के रूप में जारी किया गया है, जिससे यह वैश्विक वैज्ञानिक समुदाय के लिए निःशुल्क उपलब्ध है।

औषधि विकास में मूल समस्या

• किसी औषधि के ‘रेजिडेंस टाइम’ (कोई दवा अपने लक्ष्य से जितने समय तक संबद्ध रहती है) को समझना बेहद महत्त्वपूर्ण है।
• पृथक होने की प्रक्रिया का अनुकरण करना एक दुर्लभ घटना है, जो मिलीसेकंड से लेकर सेकंड तक के समय में घटित होती है।
• मानक आणविक गतिशीलता सिमुलेशन के माध्यम से, यहाँ तक ​​कि सुपरकंप्यूटर पर भी, इसे सीधे तौर पर देखना संभव नहीं है।

औषधि विकास के लिए पारंपरिक अनुकरण विधियाँ

• वैज्ञानिक परंपरागत रूप से आणविक बंधन को विखंडित करने की प्रक्रिया को प्रेरित करने के लिए कृत्रिम बलों या उच्च तापमान का उपयोग करते हैं।
• यह प्राकृतिक भौतिकी को विकृत करता है, जिससे दवा के व्यवहार के बारे में गलत भविष्यवाणियाँ उत्पन्न हो सकती हैं।

पैथजेनी कैसे कार्य करता है?

• अणुओं को गतिमान करने के लिए बाध्य करने के बजाय, पैथजेनी अत्यंत लघु, सिमुलेशन (प्रत्येक कुछ फेम्टोसेकंड लंबा) की शृंखलाएँ शुरू करता है।
• फिर यह चुनिंदा रूप से केवल उन्हीं सिमुलेशन अंशों को विस्तारित करता है, जो वांछित परिणाम की ओर प्रगति दर्शाते हैं, जैसे किसी प्रोटीन से दवा का अलग होना।
• सिमुलेशन प्रक्षेप पथों के लिए ‘योग्यतम की उत्तरजीविता’ का यह दृष्टिकोण पैथजेनी को कृत्रिम पूर्वाग्रह के बिना संक्रमण मार्गों को कुशलतापूर्वक मैप करने की अनुमति देता है, जिससे प्रक्रिया की वास्तविक गति संरक्षित रहती है।

पैथजेनी के व्यापक अनुप्रयोग

• पैथजेनी एक सामान्य प्रयोजन वाला ढाँचा है और इसे विभिन्न दुर्लभ आणविक घटनाओं पर लागू किया जा सकता है, जैसे कि:
  • रासायनिक अभिक्रियाएँ
  • उत्प्रेरक प्रक्रियाएँ
  • चरण परिवर्तन
  • स्व-संयोजन घटनाएँ
• यह मशीन लर्निंग तकनीकों के साथ भी संगत है, जिससे शोधकर्ताओं को सिमुलेशन को निर्देशित करने के लिए AI द्वारा सीखे गए मापदंडों का उपयोग करने की अनुमति मिलती है।

पैथजेनी के प्रमुख लाभ

• कृत्रिम बल का अभाव: पारंपरिक विधियों के विपरीत, पैथजेनी बाह्य पूर्वाग्रहों या उच्च तापमान पर निर्भर नहीं करता है, जिससे अधिक सटीक और भौतिक रूप से यथार्थवादी पथ सुनिश्चित होते हैं।
• लचीला और सामान्य प्रयोजन: यह एल्गोरिदम आणविक प्रगति का वर्णन करने वाले मापदंडों (सामूहिक चर) के किसी भी समूह का उपयोग करके कार्य कर सकता है, जिसमें उच्च-आयामी या मशीन लर्निंग द्वारा उत्पन्न चर भी शामिल हैं। यह इसे समस्याओं की एक विस्तृत शृंखला के लिए अनुकूल बनाता है।
• तेजी से पथ की खोज: अन्वेषण और दोहन के बीच संतुलन स्थापित कर, पैथजेनी दुर्लभ घटनाओं के लिए कई संभावित पथों की शीघ्रता से पहचान करता है, जिनके लिए अत्यधिक लंबे सिमुलेशन की आवश्यकता होती है।

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