बॉन शोधकर्ता बताते हैं कि कैसे रोग-संबंधित जीन को अधिक आसानी से पहचाना जा सकता है
रोगों में शामिल जीन की पहचान जैव चिकित्सा अनुसंधान की प्रमुख चुनौतियों में से एक है। बॉन विश्वविद्यालय और यूनिवर्सिटी हॉस्पिटल बॉन (यूकेबी) के शोधकर्ताओं ने एक ऐसी विधि विकसित की है जो उनकी पहचान को बहुत आसान और तेज़ बनाती है: वे कोशिका नाभिक में जीनोम अनुक्रमों को उजागर करते हैं। स्थापित तरीकों का उपयोग करके जटिल स्क्रीनिंग के विपरीत, एनआईएस-सेक विधि का उपयोग मानव कोशिकाओं में लगभग किसी भी जैविक प्रक्रिया के आनुवंशिक निर्धारकों की जांच के लिए किया जा सकता है। यह अध्ययन अब नेचर बायोटेक्नोलॉजी में प्रकाशित हुआ है।
मनुष्य में लगभग 20,000 जीन होते हैं। वे निर्धारित करते हैं कि हमारा शरीर कैसे कार्य करता है, हम कैसे विकसित होते हैं और कोशिकाएँ कैसे बढ़ती हैं। यूकेबी में इंस्टीट्यूट ऑफ क्लिनिकल केमिस्ट्री एंड क्लिनिकल फार्माकोलॉजी के अनुसंधान समूह के नेता और सदस्य जोनाथन श्मिड-बर्गक कहते हैं, “उदाहरण के लिए, कुछ जीन महत्वपूर्ण प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं के लिए ज़िम्मेदार हैं, लेकिन जीवन-घातक सूजन प्रक्रियाओं में भी शामिल हैं।” प्रतिरक्षण2 बॉन विश्वविद्यालय में उत्कृष्टता समूह। “हमारी शोध रुचि बीमारियों के बेहतर इलाज के लिए इन जीनों की पहचान करना है।”
पारंपरिक तरीके: उच्च प्रयास और सीमित स्पेक्ट्रम
सीआरआईएसपीआर स्क्रीनिंग विधियों का उपयोग कोशिकाओं में उनके कार्य के लिए जीन की व्यवस्थित जांच करने के लिए किया जा सकता है। श्मिड-बर्गक बताते हैं, “सीआरआईएसपीआर का उपयोग प्रत्येक कोशिका में एक यादृच्छिक जीन को बंद करने के लिए किया जाता है।” “फिर हम उन कोशिकाओं को समृद्ध करते हैं जिनमें एक विशिष्ट जैविक प्रक्रिया बदल जाती है, और बंद जीन की पहचान करते हैं।” यह प्रक्रिया काफी जटिल है: अध्ययन की गई प्रत्येक प्रक्रिया के लिए, संबंधित कोशिकाओं को समृद्ध करने की एक विधि स्थापित करनी होगी, उदाहरण के लिए, सेल सॉर्टिंग मशीनों का उपयोग करना। एक और कमजोर बिंदु: सीआरआईएसपीआर स्क्रीनिंग हर प्रकार की कोशिका में अच्छी तरह से काम नहीं करती है – विशेष रूप से मानव प्रतिरक्षा कोशिकाएं अक्सर बहु-चरणीय प्रक्रिया में जीवित नहीं रह पाती हैं।
नई विधि: माइक्रोस्कोप से रंगीन कोशिका नाभिकों का सरल पता लगाना
बॉन के शोधकर्ताओं ने अब एक ऑप्टिकल सीआरआईएसपीआर स्क्रीनिंग विधि विकसित की है जो महत्वपूर्ण जीन को अधिक आसानी से और तेज़ी से पहचानने की अनुमति देती है: न्यूक्लियर इन-सीटू सीक्वेंसिंग, या संक्षेप में एनआईएस-सेक। प्रोफेसर श्मिट-बर्गक के अनुसंधान समूह में डॉक्टरेट उम्मीदवार और अध्ययन के पहले लेखक कैरोलिन फैंड्रे बताते हैं, “यहां सीआरआईएसपीआर का भी उपयोग किया जाता है।” “हालांकि, हम इसमें शामिल प्रमुख जीन की पहचान करने के लिए कोशिकाओं में लगभग किसी भी जैविक प्रक्रिया का निरीक्षण कर सकते हैं, जबकि वे अभी भी जीवित हैं।” शोधकर्ता ऐसा करने के लिए एक तरकीब का उपयोग करते हैं: सीआरआईएसपीआर अनुक्रम के अलावा, वे सेलुलर जीनोम में एक तथाकथित फेज प्रमोटर पेश करते हैं, जो सीआरआईएसपीआर अनुक्रमों को बढ़ाता है और उन्हें विभिन्न रंगों द्वारा दृश्यमान बनाता है। पारंपरिक प्रतिदीप्ति सूक्ष्मदर्शी का उपयोग करके प्रत्येक नाभिक में रंगीन कंफ़ेद्दी का पता लगाया जा सकता है ताकि यह पता चल सके कि कौन सा जीन बंद कर दिया गया है।
सौ से भी कम कोशिकाएँ एक प्रासंगिक जीन को उजागर करती हैं
“एनआईएस-सेक के साथ, हमें वर्तमान में एक प्रासंगिक जीन की पहचान करने के लिए लगभग एक सप्ताह की आवश्यकता है,” प्रोफेसर श्मिट-बर्गक के डॉक्टरेट उम्मीदवार और पेपर के पहले लेखक मारियस जेंत्ज़स्च कहते हैं। “पारंपरिक सीआरआईएसपीआर स्क्रीन के लिए, कोशिकाओं को उनके कार्य के अनुसार सटीक रूप से अलग करने में अक्सर महीनों लग जाते हैं।” नई पद्धति का एक अन्य लाभ यह है कि यह लगभग सभी कोशिकाओं में काम करती है, यहां तक कि विशेष रूप से छोटी या निष्क्रिय कोशिकाओं में भी – बशर्ते उनमें एक कोशिका केंद्रक हो। अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने दो प्रजातियों से आठ प्रकार की कोशिकाओं का सफलतापूर्वक विश्लेषण किया। श्मिट-बर्गक: “हम आश्वस्त हैं कि हमारी पद्धति सेलुलर प्रक्रियाओं में आनुवंशिक कुंजी खिलाड़ियों की पहचान के लिए एक मानक उपकरण बन जाएगी।”
