आनुवंशिक रूप से इंजीनियर माइक्रोबायोम: स्वास्थ्य के लिए संशोधित बैक्टीरिया

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आनुवंशिक रूप से इंजीनियर माइक्रोबायोम: स्वास्थ्य के लिए संशोधित बैक्टीरिया

आनुवंशिक रूप से इंजीनियर माइक्रोबायोम: स्वास्थ्य के लिए संशोधित बैक्टीरिया

उपशीर्षक पाठ
वांछित कार्यों को करने के लिए विभिन्न जीवाणु आबादी को बदलने वाले प्रयोग आशाजनक परिणाम देते हैं।
    • लेखक:
    • लेखक का नाम
      क्वांटमरन दूरदर्शिता
    • मार्च २०,२०२१

    माइक्रोबायोम में एक विशेष वातावरण में सूक्ष्मजीव होते हैं। माइक्रोबायोम को आनुवंशिक रूप से संशोधित करने से कुछ लक्षणों को दबाने या प्रदर्शित करने में मदद मिल सकती है और कृषि, स्वास्थ्य और भलाई के क्षेत्रों में विभिन्न व्यावहारिक अनुप्रयोगों को खोजने में मदद मिल सकती है।

    आनुवंशिक रूप से इंजीनियर माइक्रोबायोम संदर्भ

    गट माइक्रोबायोम, मानव आंत में सूक्ष्मजीवों का समुदाय, स्वास्थ्य में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। हाल के शोध से पता चला है कि गट माइक्रोबायोम ऑटोइम्यून बीमारियों, मधुमेह, कैंसर, हृदय रोग, पार्किंसंस, अल्जाइमर, मल्टीपल स्केलेरोसिस और यहां तक ​​कि अवसाद को भी प्रभावित कर सकता है। हालांकि, आहार और एंटीबायोटिक्स जैसे विभिन्न कारकों से इस नाजुक पारिस्थितिकी तंत्र का संतुलन बिगड़ सकता है, जिससे इसे बहाल करना मुश्किल हो जाता है। 

    कई शोधकर्ता जीवित रहने और अनुकूलता की संभावनाओं को बढ़ाने के लिए आनुवंशिक रूप से माइक्रोबायोम को संशोधित करने पर विचार कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, टेक्सास ए एंड एम यूनिवर्सिटी के वैज्ञानिकों ने 2021 में वर्म के माइक्रोबायोम को आनुवंशिक रूप से इंजीनियर करने के लिए एक जीवाणु, ई. कोलाई और एक राउंडवॉर्म के सहजीवी संबंध का उपयोग किया। उन्होंने देखा कि जब ई. कोलाई के प्लाज्मिड में प्रतिदीप्ति-दबाने वाले जीन डाले गए थे, जिन कृमियों ने इसका सेवन किया वे प्रतिदीप्ति प्रदर्शित करना बंद कर देंगे। उसी वर्ष, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय सैन फ्रांसिस्को के वैज्ञानिकों ने ई. कोलाई के भीतर गुणसूत्रों को हटाने के लिए CRISPR जीन संपादन प्रणाली के साथ बैक्टीरिया-शिकार वायरस को सफलतापूर्वक लोड किया।

    2018 में, हार्वर्ड मेडिकल स्कूल के शोधकर्ताओं ने बैक्टीरिया को समन्वयित करने और उन्हें सामंजस्य में नियंत्रित करने के लिए संचार करने के लिए काम किया। उन्होंने दो प्रकार के बैक्टीरिया में यौगिक कोरम को छोड़ने और पहचानने के लिए सिग्नलर और रेस्पोंडर जेनेटिक सर्किट पेश किए। जब चूहों को इन जीवाणुओं को खिलाया गया, तो सभी चूहों की आंतों ने बैक्टीरिया के सफल संचार की पुष्टि करते हुए सिग्नल ट्रांसमिशन के संकेत प्रदर्शित किए। उद्देश्य मानव आंत में इंजीनियर बैक्टीरिया के साथ एक सिंथेटिक माइक्रोबायोम बनाना है जो अपने कार्यों को करते हुए आपस में संचार करने में कुशल हैं। 

    विघटनकारी प्रभाव 

    गट माइक्रोबायोम में हेरफेर करने के लिए जीन-संपादन तकनीकों का उपयोग करने की क्षमता की खोज विभिन्न स्वास्थ्य मुद्दों में योगदान देने वाले असंतुलन को दूर कर सकती है। उदाहरण के लिए, अधिक शोध जटिल मानव आंत के भीतर बैक्टीरिया के असंतुलन को ठीक करने के लिए चिकित्सा प्रदान करने की खोज कर सकते हैं। पेट के स्वास्थ्य के लिए फायदेमंद माने जाने वाले बैक्टीरिया की आनुवंशिक रूप से इंजीनियरिंग करके, वैज्ञानिक आंतों से संबंधित विभिन्न विकारों के लिए नए उपचार बना सकते हैं, जिनमें सूजन आंत्र रोग, इर्रिटेबल बाउल सिंड्रोम और यहां तक ​​कि मोटापा भी शामिल है। यह हार्मोनल असंतुलन के कारण मधुमेह के इलाज के नए तरीकों की भी अनुमति देता है। 

    बैक्टीरिया के आनुवंशिक रूप से हेरफेर करना आसान होने का एक कारण उनकी डीएनए संरचना है। इन छोटे जीवों में क्रोमोसोम कहे जाने वाले डीएनए के मुख्य तत्वों के अलावा डीएनए के टुकड़े होते हैं जिन्हें प्लास्मिड कहा जाता है। प्लास्मिड स्वयं की प्रतियां बना सकते हैं और गुणसूत्रों की तुलना में कम जीन होते हैं, जिससे उन्हें आनुवंशिक उपकरणों के साथ बदलना आसान हो जाता है। विशेष रूप से, अन्य जीवों के डीएनए के टुकड़े बैक्टीरिया प्लास्मिड में डाले जा सकते हैं।

    जब प्लाज्मिड स्वयं की प्रतियाँ बनाते हैं, तो वे जोड़े गए जीनों की प्रतियाँ भी बनाते हैं, जिन्हें ट्रांसजीन कहा जाता है। उदाहरण के लिए, यदि इंसुलिन बनाने के लिए एक मानव जीन को प्लास्मिड में जोड़ा जाता है, क्योंकि बैक्टीरिया प्लास्मिड की प्रतियां बनाता है, यह इंसुलिन जीन की अधिक प्रतियां भी बनाता है। जब इन जीनों का उपयोग किया जाता है, तो यह अधिक इंसुलिन पैदा करता है। हालांकि, वैज्ञानिक इस बात से सहमत हैं कि माइक्रोबायोम की उच्च जटिलता के कारण यह संभावना अभी भी दूर है। बहरहाल, वर्तमान अध्ययनों में कीट नियंत्रण, पौधों की वृद्धि को बढ़ाने और पशु रोगों के निदान में कई अनुप्रयोग हो सकते हैं। 

    आनुवंशिक रूप से इंजीनियर माइक्रोबायोम के निहितार्थ

    कई वातावरणों के भीतर माइक्रोबायोम की सफल जेनेटिक इंजीनियरिंग के व्यापक प्रभाव में शामिल हो सकते हैं:

    • CRISPR जैसे जीन-एडिटिंग टूल में अनुसंधान में वृद्धि।
    • विशिष्ट कार्यों के लिए बेहतर अनुकूल जीवाणुओं के नए उपभेद बनाकर जैव ईंधन, भोजन और अन्य उत्पादों के उत्पादन के लिए नई संभावनाएं खोलना।
    • एंटीबायोटिक दवाओं का कम उपयोग जो बैक्टीरिया को अंधाधुंध रूप से लक्षित करते हैं। 
    • वैयक्तिकृत दवा और निदान में रुचि बढ़ी, जहां किसी व्यक्ति के आंत माइक्रोबायोम के आधार पर उपचार को अनुकूलित किया जाता है।
    • बैक्टीरिया के प्रसार में संभावित जोखिम जो अन्य बीमारियों की घटना को बढ़ा सकते हैं।

    विचार करने के लिए प्रश्न

    • मानव आंत के माइक्रोबायोम की जटिलता को देखते हुए, क्या आपको लगता है कि इसकी पूरी जेनेटिक इंजीनियरिंग जल्द ही संभव है?
    • आप इस तरह की प्रक्रियाओं के व्यापक अनुप्रयोगों के होने की कितनी महंगी भविष्यवाणी करते हैं?