ತಳೀಯವಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾದ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿ: ಆರೋಗ್ಯಕ್ಕಾಗಿ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾವನ್ನು ಮಾರ್ಪಡಿಸುವುದು

• ಲೇಖಕ ಬಗ್ಗೆ:
• ಲೇಖಕ ಹೆಸರು

  ಕ್ವಾಂಟಮ್ರನ್ ದೂರದೃಷ್ಟಿ
• ಮಾರ್ಚ್ 8, 2023

ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಯು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಯನ್ನು ತಳೀಯವಾಗಿ ಮಾರ್ಪಡಿಸುವುದು ಕೆಲವು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ನಿಗ್ರಹಿಸಲು ಅಥವಾ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲು ಮತ್ತು ಚಿಕಿತ್ಸಕಗಳನ್ನು ತಲುಪಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಕೃಷಿ, ಆರೋಗ್ಯ ಮತ್ತು ಯೋಗಕ್ಷೇಮ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ವಿವಿಧ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಕಂಡುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.

ತಳೀಯವಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾದ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಯ ಸಂದರ್ಭ

ಮಾನವನ ಕರುಳಿನಲ್ಲಿರುವ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳ ಸಮುದಾಯವಾದ ಕರುಳಿನ ಮೈಕ್ರೋಬಯೋಮ್ ಆರೋಗ್ಯದಲ್ಲಿ ಮಹತ್ವದ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಇತ್ತೀಚಿನ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಕರುಳಿನ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಯು ಸ್ವಯಂ ನಿರೋಧಕ ಕಾಯಿಲೆಗಳು, ಮಧುಮೇಹ, ಕ್ಯಾನ್ಸರ್, ಹೃದಯರಕ್ತನಾಳದ ಕಾಯಿಲೆ, ಪಾರ್ಕಿನ್ಸನ್, ಆಲ್ಝೈಮರ್ನ, ಮಲ್ಟಿಪಲ್ ಸ್ಕ್ಲೆರೋಸಿಸ್ ಮತ್ತು ಖಿನ್ನತೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರಬಹುದು ಎಂದು ತೋರಿಸಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಪರಿಸರ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸಮತೋಲನವು ಆಹಾರ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಜೀವಕಗಳಂತಹ ವಿವಿಧ ಅಂಶಗಳಿಂದ ತೊಂದರೆಗೊಳಗಾಗಬಹುದು, ಅದನ್ನು ಪುನಃಸ್ಥಾಪಿಸಲು ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ. 

ಹಲವಾರು ಸಂಶೋಧಕರು ತಮ್ಮ ಬದುಕುಳಿಯುವ ಮತ್ತು ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳನ್ನು ತಳೀಯವಾಗಿ ಮಾರ್ಪಡಿಸುವುದನ್ನು ನೋಡುತ್ತಿದ್ದಾರೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಟೆಕ್ಸಾಸ್ A&M ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು 2021 ರಲ್ಲಿ ವರ್ಮ್‌ನ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಯನ್ನು ತಳೀಯವಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಂ, E. ಕೊಲಿ ಮತ್ತು ರೌಂಡ್‌ವರ್ಮ್‌ನ ಸಹಜೀವನದ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಬಳಸಿದರು. ಅವರು ಪ್ರತಿದೀಪಕ-ನಿಗ್ರಹಿಸುವ ಜೀನ್‌ಗಳನ್ನು E. ಕೊಲಿಯ ಪ್ಲಾಸ್ಮಿಡ್‌ಗೆ ಸೇರಿಸಿದಾಗ ಗಮನಿಸಿದರು. ಅದನ್ನು ಸೇವಿಸಿದ ಹುಳುಗಳು ಪ್ರತಿದೀಪಕತೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುವುದನ್ನು ನಿಲ್ಲಿಸುತ್ತವೆ. ಅದೇ ವರ್ಷ, ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಸ್ಯಾನ್ ಫ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಕೋ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಇ.ಕೋಲಿಯೊಳಗಿನ ವರ್ಣತಂತುಗಳನ್ನು ಅಳಿಸಲು CRISPR ಜೀನ್ ಎಡಿಟಿಂಗ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ-ಬೇಟೆಯ ವೈರಸ್‌ಗಳನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಲೋಡ್ ಮಾಡಿದರು.

2018 ರಲ್ಲಿ, ಹಾರ್ವರ್ಡ್ ವೈದ್ಯಕೀಯ ಶಾಲೆಯ ಸಂಶೋಧಕರು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾವನ್ನು ಸಮನ್ವಯಗೊಳಿಸಲು ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಸಂವಹನ ಮಾಡಲು ಕೆಲಸ ಮಾಡಿದರು. ಸಂಯುಕ್ತ ಕೋರಮ್ ಅನ್ನು ಎರಡು ರೀತಿಯ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳಾಗಿ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಲು ಮತ್ತು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಅವರು ಸಿಗ್ನಲರ್ ಮತ್ತು ರೆಸ್ಪಾಂಡರ್ ಜೆನೆಟಿಕ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಿದರು. ಇಲಿಗಳಿಗೆ ಈ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾವನ್ನು ನೀಡಿದಾಗ, ಎಲ್ಲಾ ಇಲಿಗಳ ಕರುಳು ಸಿಗ್ನಲ್ ಪ್ರಸರಣದ ಚಿಹ್ನೆಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ, ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಯಶಸ್ವಿ ಸಂವಹನವನ್ನು ದೃಢೀಕರಿಸುತ್ತದೆ. ತಮ್ಮ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವಾಗ ತಮ್ಮ ನಡುವೆ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುವಲ್ಲಿ ಸಮರ್ಥವಾಗಿರುವ ಮಾನವನ ಕರುಳಿನಲ್ಲಿರುವ ಇಂಜಿನಿಯರ್ಡ್ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದೊಂದಿಗೆ ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಯನ್ನು ರಚಿಸುವ ಗುರಿ ಉಳಿದಿದೆ. 

ಅಡ್ಡಿಪಡಿಸುವ ಪರಿಣಾಮ 

ಕರುಳಿನ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಯನ್ನು ಕುಶಲತೆಯಿಂದ ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಜೀನ್-ಎಡಿಟಿಂಗ್ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸುವುದು ವಿವಿಧ ಆರೋಗ್ಯ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುವ ಅಸಮತೋಲನವನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಸಂಕೀರ್ಣ ಮಾನವ ಕರುಳಿನೊಳಗೆ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಅಸಮತೋಲನವನ್ನು ಸರಿಪಡಿಸಲು ಚಿಕಿತ್ಸಕಗಳನ್ನು ತಲುಪಿಸುವುದನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಬಹುದು. ಕರುಳಿನ ಆರೋಗ್ಯಕ್ಕೆ ಪ್ರಯೋಜನಕಾರಿ ಎಂದು ತಿಳಿದಿರುವ ತಳೀಯವಾಗಿ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಮೂಲಕ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಉರಿಯೂತದ ಕರುಳಿನ ಕಾಯಿಲೆ, ಕೆರಳಿಸುವ ಕರುಳಿನ ಸಹಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಬೊಜ್ಜು ಸೇರಿದಂತೆ ವಿವಿಧ ಕರುಳಿನ-ಸಂಬಂಧಿತ ಅಸ್ವಸ್ಥತೆಗಳಿಗೆ ಹೊಸ ಚಿಕಿತ್ಸೆಗಳನ್ನು ರಚಿಸಬಹುದು. ಹಾರ್ಮೋನುಗಳ ಅಸಮತೋಲನದಿಂದಾಗಿ ಮಧುಮೇಹಕ್ಕೆ ಹೊಸ ಚಿಕಿತ್ಸಾ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಸಹ ಇದು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ. 

ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾವು ತಳೀಯವಾಗಿ ಕುಶಲತೆಯಿಂದ ಸುಲಭವಾಗಿರುವುದಕ್ಕೆ ಒಂದು ಕಾರಣವೆಂದರೆ ಅವುಗಳ ಡಿಎನ್ಎ ಸಂಯೋಜನೆ. ಈ ಚಿಕ್ಕ ಜೀವಿಗಳು ಕ್ರೋಮೋಸೋಮ್‌ಗಳೆಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ DNA ಯ ಮುಖ್ಯ ಅಂಶಗಳ ಜೊತೆಗೆ ಪ್ಲಾಸ್ಮಿಡ್‌ಗಳೆಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ DNA ತುಣುಕುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಪ್ಲಾಸ್ಮಿಡ್‌ಗಳು ತಮ್ಮ ನಕಲುಗಳನ್ನು ಮಾಡಬಹುದು ಮತ್ತು ಕ್ರೋಮೋಸೋಮ್‌ಗಳಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಜೀನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಬಹುದು, ಆನುವಂಶಿಕ ಸಾಧನಗಳೊಂದಿಗೆ ಅವುಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಲು ಸುಲಭವಾಗುತ್ತದೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಇತರ ಜೀವಿಗಳ ಡಿಎನ್‌ಎ ತುಣುಕುಗಳನ್ನು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ ಪ್ಲಾಸ್ಮಿಡ್‌ಗಳಿಗೆ ಹಾಕಬಹುದು.

ಪ್ಲಾಸ್ಮಿಡ್‌ಗಳು ತಮ್ಮ ನಕಲುಗಳನ್ನು ಮಾಡಿಕೊಂಡಾಗ, ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಜೆನ್‌ಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಸೇರ್ಪಡೆಗೊಂಡ ಜೀನ್‌ಗಳ ನಕಲುಗಳನ್ನು ಸಹ ಮಾಡುತ್ತಾರೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಇನ್ಸುಲಿನ್ ತಯಾರಿಸಲು ಮಾನವ ಜೀನ್ ಅನ್ನು ಪ್ಲಾಸ್ಮಿಡ್‌ಗೆ ಸೇರಿಸಿದರೆ, ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾವು ಪ್ಲಾಸ್ಮಿಡ್‌ನ ನಕಲುಗಳನ್ನು ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಅದು ಇನ್ಸುಲಿನ್ ಜೀನ್‌ನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿಗಳನ್ನು ಸಹ ರಚಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಜೀನ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿದಾಗ, ಅದು ಹೆಚ್ಚು ಇನ್ಸುಲಿನ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಕೀರ್ಣತೆಯಿಂದಾಗಿ ಈ ಸಾಧ್ಯತೆಯು ಇನ್ನೂ ದೂರದಲ್ಲಿದೆ ಎಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಒಪ್ಪುತ್ತಾರೆ. ಅದೇನೇ ಇದ್ದರೂ, ಪ್ರಸ್ತುತ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಕೀಟ ನಿಯಂತ್ರಣ, ಸಸ್ಯಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಪಶುವೈದ್ಯಕೀಯ ರೋಗಗಳ ರೋಗನಿರ್ಣಯದಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಬಹುದು. 

ತಳೀಯವಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾದ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳ ಪರಿಣಾಮಗಳು

ಬಹು ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಯ ಯಶಸ್ವಿ ಆನುವಂಶಿಕ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್‌ನ ವಿಶಾಲವಾದ ಪರಿಣಾಮಗಳು ಒಳಗೊಂಡಿರಬಹುದು:

• CRISPR ನಂತಹ ಜೀನ್-ಎಡಿಟಿಂಗ್ ಪರಿಕರಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿದ ಸಂಶೋಧನೆ.
• ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಕಾರ್ಯಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ತವಾದ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಹೊಸ ತಳಿಗಳನ್ನು ರಚಿಸುವ ಮೂಲಕ ಜೈವಿಕ ಇಂಧನಗಳು, ಆಹಾರ ಮತ್ತು ಇತರ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಹೊಸ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳನ್ನು ತೆರೆಯುವುದು.
• ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾವನ್ನು ನಿರ್ದಾಕ್ಷಿಣ್ಯವಾಗಿ ಗುರಿಪಡಿಸುವ ಪ್ರತಿಜೀವಕಗಳ ಕಡಿಮೆ ಬಳಕೆ. 
• ವೈಯಕ್ತೀಕರಿಸಿದ ಔಷಧ ಮತ್ತು ರೋಗನಿರ್ಣಯದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿದ ಆಸಕ್ತಿ, ಅಲ್ಲಿ ವ್ಯಕ್ತಿಯ ಕರುಳಿನ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯನ್ನು ಕಸ್ಟಮೈಸ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.
• ಇತರ ರೋಗಗಳ ಸಂಭವವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಪ್ರಸರಣದಲ್ಲಿ ಸಂಭವನೀಯ ಅಪಾಯಗಳು.

ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕಾದ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು

• ಮಾನವ ಕರುಳಿನ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಯ ಸಂಕೀರ್ಣತೆಯನ್ನು ಗಮನಿಸಿದರೆ, ಅದರ ಸಂಪೂರ್ಣ ಜೆನೆಟಿಕ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಶೀಘ್ರದಲ್ಲೇ ಸಾಧ್ಯ ಎಂದು ನೀವು ಭಾವಿಸುತ್ತೀರಾ?
• ಅಂತಹ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ವ್ಯಾಪಕವಾದ ಅನ್ವಯಗಳು ಎಷ್ಟು ವೆಚ್ಚದಾಯಕವೆಂದು ನೀವು ಊಹಿಸುತ್ತೀರಿ?