جینیاتی طور پر انجنیئر مائکروبیوم: صحت کے لیے بیکٹیریا کو تبدیل کرنا

• مصنف:
• مصنف کا نام

  Quantumrun دور اندیشی
• مارچ 8، 2023

مائکروبیوم ایک خاص ماحول میں مائکروجنزموں پر مشتمل ہوتا ہے۔ مائکرو بایوم کو جینیاتی طور پر تبدیل کرنے سے بعض خصلتوں کو دبانے یا ظاہر کرنے اور علاج فراہم کرنے میں مدد مل سکتی ہے، زراعت، صحت اور بہبود کے شعبوں میں مختلف عملی ایپلی کیشنز تلاش کرنے میں۔

جینیاتی طور پر انجینئرڈ مائکرو بایوم سیاق و سباق

گٹ مائکروبیوم، انسانی آنتوں میں مائکروجنزموں کی کمیونٹی، صحت میں اہم کردار ادا کرتی ہے۔ حالیہ تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ گٹ مائکرو بایوم آٹومیمون بیماریوں، ذیابیطس، کینسر، دل کی بیماری، پارکنسنز، الزائمر، ایک سے زیادہ سکلیروسیس، اور یہاں تک کہ ڈپریشن کو بھی متاثر کر سکتا ہے۔ تاہم، اس نازک ماحولیاتی نظام کا توازن مختلف عوامل جیسے خوراک اور اینٹی بائیوٹکس سے بگڑ سکتا ہے، جس سے اسے بحال کرنا مشکل ہو جاتا ہے۔ 

کئی محققین جینیاتی طور پر مائیکروبائیومز کو تبدیل کرنے کی کوشش کر رہے ہیں تاکہ ان کی بقا اور موافقت کے امکانات بڑھ سکیں۔ مثال کے طور پر، ٹیکساس اے اینڈ ایم یونیورسٹی کے سائنسدانوں نے 2021 میں کیڑے کے مائکرو بایوم کو جینیاتی طور پر انجینئر کرنے کے لیے ایک بیکٹیریم، ای کولی، اور ایک راؤنڈ ورم کے سمبیوٹک تعلق کا استعمال کیا۔ جو کیڑے اسے کھاتے ہیں وہ فلوروسینس کی نمائش بند کر دیتے ہیں۔ اسی سال، یونیورسٹی آف کیلیفورنیا سان فرانسسکو کے سائنسدانوں نے ای کولی کے اندر کروموسوم کو حذف کرنے کے لیے CRISPR جین ایڈیٹنگ سسٹم کے ساتھ بیکٹیریا کا شکار کرنے والے وائرس کو کامیابی سے لوڈ کیا۔

2018 میں، ہارورڈ میڈیکل اسکول کے محققین نے بیکٹیریا کو ہم آہنگی اور ان پر قابو پانے کے لیے بات چیت کرنے کے لیے کام کیا۔ انہوں نے دو قسم کے بیکٹیریا میں کمپاؤنڈ کورم کو جاری کرنے اور اس کا پتہ لگانے کے لئے سگنلر اور جواب دہندہ جینیاتی سرکٹس متعارف کرایا۔ جب چوہوں کو یہ بیکٹیریا کھلایا گیا تو تمام چوہوں کی ہمت میں سگنل ٹرانسمیشن کی علامات ظاہر ہوئیں، جو بیکٹیریا کے کامیاب رابطے کی تصدیق کرتی ہیں۔ مقصد انسانی آنتوں میں انجینئرڈ بیکٹیریا کے ساتھ ایک مصنوعی مائکرو بایوم بنانا ہے جو اپنے افعال کو انجام دینے کے دوران آپس میں بات چیت کرنے میں موثر ہوں۔ 

خلل ڈالنے والا اثر 

گٹ مائکرو بایوم میں ہیرا پھیری کے لیے جین ایڈیٹنگ کی تکنیکوں کے استعمال کی صلاحیت کو دریافت کرنا صحت کے مختلف مسائل میں معاونت کرنے والے عدم توازن کو دور کر سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، مزید تحقیق پیچیدہ انسانی گٹ کے اندر بیکٹیریل عدم توازن کو درست کرنے کے لیے علاج کی فراہمی کو دریافت کر سکتی ہے۔ آنتوں کی صحت کے لیے فائدہ مند ہونے والے بیکٹیریا کی جینیاتی انجینئرنگ کے ذریعے، سائنس دان آنتوں سے متعلق مختلف امراض کے لیے نئے علاج تیار کر سکتے ہیں، جن میں آنتوں کی سوزش کی بیماری، چڑچڑاپن آنتوں کا سنڈروم، اور یہاں تک کہ موٹاپا بھی شامل ہے۔ یہ ہارمونل عدم توازن کی وجہ سے ذیابیطس کے علاج کے نئے طریقوں کی بھی اجازت دیتا ہے۔ 

بیکٹیریا کا جینیاتی طور پر جوڑ توڑ کرنا آسان ہونے کی ایک وجہ ان کی ڈی این اے کی ساخت ہے۔ ان چھوٹے جانداروں میں ڈی این اے کے ٹکڑے ہوتے ہیں جنہیں پلاسمڈ کہتے ہیں ڈی این اے کے اہم عناصر کے علاوہ کروموسوم کہلاتے ہیں۔ پلازمیڈز اپنی کاپیاں بنا سکتے ہیں اور کروموسوم کے مقابلے میں کم جینز رکھتے ہیں، جس سے انہیں جینیاتی آلات سے تبدیل کرنا آسان ہو جاتا ہے۔ خاص طور پر، دوسرے جانداروں کے ڈی این اے کے ٹکڑوں کو بیکٹیریا پلاسمیڈ میں ڈالا جا سکتا ہے۔

جب پلاسمڈ خود کی کاپیاں بناتے ہیں، تو وہ اضافی جینز کی کاپیاں بھی بناتے ہیں، جنہیں ٹرانسجینز کہتے ہیں۔ مثال کے طور پر، اگر انسولین بنانے کے لیے انسانی جین کو پلاسمڈ میں شامل کیا جاتا ہے، جیسا کہ بیکٹیریا پلازمڈ کی کاپیاں بناتا ہے، تو یہ انسولین جین کی مزید کاپیاں بھی بناتا ہے۔ جب ان جینز کو استعمال کیا جاتا ہے تو یہ زیادہ انسولین پیدا کرتا ہے۔ تاہم، سائنسدان اس بات پر متفق ہیں کہ مائکرو بایوم کی اعلی پیچیدگی کی وجہ سے یہ امکان ابھی بہت دور ہے۔ بہر حال، موجودہ مطالعات میں کیڑوں پر قابو پانے، پودوں کی نشوونما کو بڑھانے، اور ویٹرنری بیماریوں کی تشخیص میں بھی کئی اطلاقات ہو سکتے ہیں۔ 

جینیاتی طور پر انجینئرڈ مائکرو بایوم کے مضمرات

متعدد ماحول میں مائکرو بایوم کی کامیاب جینیاتی انجینئرنگ کے وسیع تر مضمرات میں شامل ہو سکتے ہیں:

• جین ایڈیٹنگ ٹولز، جیسے CRISPR میں تحقیق میں اضافہ۔
• بایو ایندھن، خوراک، اور دیگر مصنوعات کی پیداوار کے لیے نئے امکانات کو کھولنا بیکٹریا کی نئی قسمیں بنا کر جو مخصوص کاموں کے لیے بہتر ہیں۔
• اینٹی بائیوٹکس کا کم استعمال جو بیکٹیریا کو اندھا دھند نشانہ بناتے ہیں۔ 
• ذاتی ادویات اور تشخیص میں دلچسپی میں اضافہ، جہاں علاج کسی شخص کے گٹ مائکروبیوم کی بنیاد پر اپنی مرضی کے مطابق کیے جاتے ہیں۔
• بیکٹیریا کے پھیلاؤ میں ممکنہ خطرات جو دیگر بیماریوں کی موجودگی کو بڑھا سکتے ہیں۔

غور کرنے کے لیے سوالات۔

• انسانی آنتوں کے مائکرو بایوم کی پیچیدگی کو دیکھتے ہوئے، کیا آپ کو لگتا ہے کہ اس کی مکمل جینیاتی انجینئرنگ جلد ہی ممکن ہے؟
• آپ اس طرح کے عمل کی وسیع پیمانے پر ایپلی کیشنز کی کتنی مہنگی پیش گوئی کرتے ہیں؟