জেনেটিকালি ইঞ্জিনিয়ারড মাইক্রোবায়োম: স্বাস্থ্যের জন্য ব্যাকটেরিয়া পরিবর্তন করা

• লেখক:
• লেখকের নাম

  কোয়ান্টামরুন দূরদর্শিতা
• মার্চ 8, 2023

মাইক্রোবায়োম একটি নির্দিষ্ট পরিবেশে অণুজীব নিয়ে গঠিত। জিনগতভাবে মাইক্রোবায়োম পরিবর্তন করা কিছু বৈশিষ্ট্যকে দমন বা প্রদর্শন করতে এবং থেরাপিউটিক প্রদান করতে সাহায্য করতে পারে, কৃষি, স্বাস্থ্য এবং সুস্থতার ক্ষেত্রে বিভিন্ন ব্যবহারিক প্রয়োগ খুঁজে পেতে পারে।

জেনেটিক্যালি ইঞ্জিনিয়ারড মাইক্রোবায়োম প্রসঙ্গ

অন্ত্রের মাইক্রোবায়োম, মানুষের অন্ত্রে অণুজীবের সম্প্রদায়, স্বাস্থ্যের ক্ষেত্রে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। সাম্প্রতিক গবেষণায় দেখা গেছে যে অন্ত্রের মাইক্রোবায়োম অটোইমিউন রোগ, ডায়াবেটিস, ক্যান্সার, কার্ডিওভাসকুলার ডিজিজ, পারকিনসনস, আলঝেইমারস, মাল্টিপল স্ক্লেরোসিস এবং এমনকি বিষণ্নতাকে প্রভাবিত করতে পারে। যাইহোক, এই সূক্ষ্ম বাস্তুতন্ত্রের ভারসাম্য বিভিন্ন কারণ যেমন খাদ্য এবং অ্যান্টিবায়োটিক দ্বারা বিরক্ত হতে পারে, এটি পুনরুদ্ধার করা কঠিন করে তোলে। 

বেশ কিছু গবেষক তাদের বেঁচে থাকার এবং অভিযোজনযোগ্যতার সম্ভাবনা বাড়ানোর জন্য জিনগতভাবে মাইক্রোবায়োমগুলিকে সংশোধন করছেন। উদাহরণস্বরূপ, টেক্সাস এএন্ডএম ইউনিভার্সিটির বিজ্ঞানীরা 2021 সালে কৃমির মাইক্রোবায়োমকে জেনেটিক্যালি ইঞ্জিনিয়ার করার জন্য একটি ব্যাকটেরিয়া, ই. কোলি এবং একটি রাউন্ডওয়ার্মের সিম্বিওটিক সম্পর্ক ব্যবহার করেছিলেন৷ তারা লক্ষ্য করেছিলেন যে যখন ই. কোলির প্লাজমিডে ফ্লুরোসেন্স-দমনকারী জিন প্রবেশ করানো হয়েছিল, যে কৃমিগুলি এটি গ্রাস করে তা ফ্লুরোসেন্স প্রদর্শন করা বন্ধ করবে। একই বছর, ইউনিভার্সিটি অফ ক্যালিফোর্নিয়া সান ফ্রান্সিসকো-এর বিজ্ঞানীরা সফলভাবে CRISPR জিন এডিটিং সিস্টেমের সাহায্যে ব্যাকটেরিয়া-হান্টিং ভাইরাস লোড করেন যাতে ই. কোলির মধ্যে ক্রোমোজোম মুছে ফেলা হয়।

2018 সালে, হার্ভার্ড মেডিক্যাল স্কুলের গবেষকরা ব্যাকটেরিয়াদের সমন্বয় ও নিয়ন্ত্রণের জন্য যোগাযোগ করার জন্য কাজ করেছিলেন। তারা দুটি ধরণের ব্যাকটেরিয়ায় একটি যৌগিক কোরাম প্রকাশ এবং সনাক্ত করার জন্য সিগন্যালার এবং রেসপন্ডার জেনেটিক সার্কিট চালু করেছিল। যখন ইঁদুরগুলিকে এই ব্যাকটেরিয়া খাওয়ানো হয়েছিল, তখন সমস্ত ইঁদুরের অন্ত্রে সংকেত সংক্রমণের লক্ষণগুলি প্রদর্শিত হয়েছিল, যা ব্যাকটেরিয়ার সফল যোগাযোগ নিশ্চিত করে। উদ্দেশ্য হল মানুষের অন্ত্রে ইঞ্জিনিয়ারড ব্যাকটেরিয়া দিয়ে একটি সিন্থেটিক মাইক্রোবায়োম তৈরি করা যা তাদের কার্য সম্পাদন করার সময় নিজেদের মধ্যে যোগাযোগ করতে দক্ষ। 

বিঘ্নিত প্রভাব 

অন্ত্রের মাইক্রোবায়োম ম্যানিপুলেট করার জন্য জিন-সম্পাদনা কৌশল ব্যবহার করার সম্ভাব্যতা অন্বেষণ করা বিভিন্ন স্বাস্থ্য সমস্যায় অবদান রাখার ভারসাম্যহীনতার সমাধান করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, জটিল মানব অন্ত্রের মধ্যে ব্যাকটেরিয়া ভারসাম্যহীনতা সংশোধন করার জন্য আরও গবেষণা থেরাপিউটিক সরবরাহ করতে পারে। জেনেটিক্যালি ইঞ্জিনিয়ারিং ব্যাকটেরিয়া যা অন্ত্রের স্বাস্থ্যের জন্য উপকারী বলে পরিচিত, বিজ্ঞানীরা বিভিন্ন অন্ত্র-সম্পর্কিত ব্যাধিগুলির জন্য নতুন চিকিত্সা তৈরি করতে পারেন, যার মধ্যে রয়েছে প্রদাহজনক অন্ত্রের রোগ, খিটখিটে অন্ত্রের সিন্ড্রোম এবং এমনকি স্থূলতা। এটি হরমোনের ভারসাম্যহীনতার কারণে ডায়াবেটিসের জন্য নতুন চিকিত্সা পদ্ধতির জন্যও অনুমতি দেয়। 

ব্যাকটেরিয়া কেন জেনেটিক্যালি ম্যানিপুলেট করা সহজ তার একটি কারণ হল তাদের ডিএনএ গঠন। এই ক্ষুদ্র জীবগুলিতে ক্রোমোজোম নামক ডিএনএর প্রধান উপাদানগুলির পাশাপাশি প্লাজমিড নামক ডিএনএর টুকরা রয়েছে। প্লাজমিডগুলি নিজেদের কপি তৈরি করতে পারে এবং ক্রোমোজোমের তুলনায় কম জিন থাকতে পারে, জেনেটিক সরঞ্জামগুলির সাহায্যে তাদের পরিবর্তন করা সহজ করে তোলে। বিশেষত, অন্যান্য জীবের ডিএনএর টুকরা ব্যাকটেরিয়া প্লাজমিডে রাখা যেতে পারে।

যখন প্লাজমিডগুলি নিজেদের কপি তৈরি করে, তখন তারা যুক্ত জিনের অনুলিপিও তৈরি করে, যাকে বলা হয় ট্রান্সজিন। উদাহরণস্বরূপ, যদি ইনসুলিন তৈরির জন্য একটি মানব জিন প্লাজমিডে যোগ করা হয়, যেমন ব্যাকটেরিয়া প্লাজমিডের কপি তৈরি করে, এটি ইনসুলিন জিনের আরও কপি তৈরি করে। যখন এই জিনগুলি ব্যবহার করা হয়, তখন এটি আরও ইনসুলিন তৈরি করে। যাইহোক, বিজ্ঞানীরা একমত যে মাইক্রোবায়োমের উচ্চ জটিলতার কারণে এই সম্ভাবনা এখনও অনেক দূরে। তা সত্ত্বেও, বর্তমান গবেষণায় কীটপতঙ্গ নিয়ন্ত্রণ, উদ্ভিদের বৃদ্ধি বাড়ানো এবং পশুচিকিৎসা রোগ নির্ণয়ের ক্ষেত্রেও বেশ কিছু প্রয়োগ থাকতে পারে। 

জেনেটিক্যালি ইঞ্জিনিয়ারড মাইক্রোবায়োমের প্রভাব

একাধিক পরিবেশের মধ্যে মাইক্রোবায়োমের সফল জেনেটিক ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের বিস্তৃত প্রভাব অন্তর্ভুক্ত হতে পারে:

• জিন-সম্পাদনা সরঞ্জামগুলিতে বর্ধিত গবেষণা, যেমন CRISPR।
• নির্দিষ্ট কাজের জন্য আরও উপযুক্ত ব্যাকটেরিয়ার নতুন স্ট্রেন তৈরি করে জৈব জ্বালানি, খাদ্য এবং অন্যান্য পণ্য উৎপাদনের জন্য নতুন সম্ভাবনা উন্মুক্ত করা।
• ব্যাকটেরিয়াকে নির্বিচারে টার্গেট করে এমন অ্যান্টিবায়োটিকের কম ব্যবহার। 
• ব্যক্তিগতকৃত ওষুধ এবং রোগ নির্ণয়ের প্রতি আগ্রহ বৃদ্ধি, যেখানে চিকিত্সাগুলি একজন ব্যক্তির অন্ত্রের মাইক্রোবায়োমের উপর ভিত্তি করে কাস্টমাইজ করা হয়।
• ব্যাকটেরিয়া বিস্তারের সম্ভাব্য ঝুঁকি যা অন্যান্য রোগের ঘটনাকে বাড়িয়ে তুলতে পারে।

বিবেচনা করার প্রশ্ন

• মানুষের অন্ত্রের মাইক্রোবায়োমের জটিলতার পরিপ্রেক্ষিতে, আপনি কি মনে করেন যে এর সম্পূর্ণ জেনেটিক ইঞ্জিনিয়ারিং শীঘ্রই সম্ভব?
• আপনি এই ধরনের প্রক্রিয়ার ব্যাপক অ্যাপ্লিকেশনের ভবিষ্যদ্বাণী কতটা ব্যয়বহুল?