ઝડપી જનીન સંશ્લેષણ: સિન્થેટીક ડીએનએ બહેતર આરોગ્યસંભાળની ચાવી હોઈ શકે છે

• લેખક:
• લેખક નામ

  ક્વોન્ટમરુન અગમચેતી
• જાન્યુઆરી ૫, ૨૦૨૧

આંતરદૃષ્ટિનો સારાંશ

ડીએનએના રાસાયણિક સંશ્લેષણ અને જનીનો, સર્કિટ અને સમગ્ર જીનોમમાં તેની એસેમ્બલીએ મોલેક્યુલર બાયોલોજીમાં ક્રાંતિ લાવી છે. આ તકનીકોએ ઇચ્છિત પરિણામ પ્રાપ્ત ન થાય ત્યાં સુધી ડિઝાઇન, નિર્માણ, પરીક્ષણ, ભૂલોમાંથી શીખવાનું અને ચક્રનું પુનરાવર્તન કરવાનું શક્ય બનાવ્યું છે. આ અભિગમ સિન્થેટિક બાયોલોજી ઇનોવેશનના હાર્દમાં છે. 

ઝડપી જનીન સંશ્લેષણ સંદર્ભ

સંશ્લેષણ ડિજિટલ આનુવંશિક કોડને મોલેક્યુલર ડીએનએમાં ફેરવે છે જેથી સંશોધકો મોટા જથ્થામાં આનુવંશિક સામગ્રી બનાવી અને ઉત્પન્ન કરી શકે. ઉપલબ્ધ ડીએનએ ડેટા નેક્સ્ટ જનરેશન સિક્વન્સિંગ (એનજીએસ) ટેક્નોલોજીને આભારી છે. આ વિકાસને કારણે દરેક જીવતંત્ર અને પર્યાવરણમાંથી ડીએનએ સિક્વન્સ ધરાવતા જૈવિક ડેટાબેઝમાં વધારો થયો છે. બાયોઇન્ફોર્મેટિક્સ સોફ્ટવેરમાં વધુ કાર્યક્ષમતાને કારણે સંશોધકો હવે આ સિક્વન્સને વધુ સરળતાથી એક્સટ્રેક્ટ, પૃથ્થકરણ અને સંશોધિત કરી શકે છે.

વૈજ્ઞાનિકો પાસે "જીવનના વૃક્ષ" (જીનોમનું નેટવર્ક) માંથી જેટલી વધુ જૈવિક માહિતી છે, તેટલી જ સારી રીતે તેઓ સમજી શકશે કે જીવંત વસ્તુઓ આનુવંશિક રીતે કેવી રીતે સંબંધિત છે. નેક્સ્ટ જનરેશન સિક્વન્સિંગે અમને રોગો, માઇક્રોબાયોમ અને સજીવોની આનુવંશિક વિવિધતાને વધુ સારી રીતે સમજવામાં મદદ કરી છે. આ ક્રમની તેજી મેટાબોલિક એન્જિનિયરિંગ અને સિન્થેટિક બાયોલોજી જેવી નવી વૈજ્ઞાનિક શાખાઓને પણ વિકાસ માટે સક્ષમ બનાવે છે. આ માહિતીની ઍક્સેસ માત્ર વર્તમાન ડાયગ્નોસ્ટિક્સ અને થેરાપ્યુટિક્સમાં સુધારો કરી રહી છે પરંતુ નવી તબીબી સફળતાઓ માટે પણ માર્ગ મોકળો કરી રહી છે જે માનવ સ્વાસ્થ્ય પર કાયમી અસર કરશે. 

વધુમાં, કૃત્રિમ જીવવિજ્ઞાનમાં નવી દવાઓ, સામગ્રી અને ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ બનાવવા જેવા ઘણા ક્ષેત્રોને અસર કરવાની ક્ષમતા છે. ખાસ કરીને, જનીન સંશ્લેષણ એ આશાસ્પદ તકનીકોમાંની એક છે જે આનુવંશિક ક્રમને ખૂબ જ ઝડપથી બનાવવામાં અને બદલવામાં મદદ કરે છે, જે નવા જૈવિક કાર્યોની શોધ તરફ દોરી જાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, જીવવિજ્ઞાનીઓ ઘણીવાર આનુવંશિક પૂર્વધારણાઓ ચકાસવા અથવા સજીવોને અનન્ય લક્ષણો અથવા ક્ષમતાઓ આપવા માટે સમગ્ર જીવોમાં જનીનો સ્થાનાંતરિત કરે છે.

વિક્ષેપકારક અસર

રાસાયણિક રીતે સંશ્લેષિત ટૂંકા ડીએનએ સિક્વન્સ આવશ્યક છે કારણ કે તે બહુમુખી છે. તેનો ઉપયોગ સંશોધન પ્રયોગશાળાઓ, હોસ્પિટલો અને ઉદ્યોગોમાં થઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, તેઓનો ઉપયોગ COVID-19 વાયરસને ઓળખવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. ફોસ્ફોરામીડાઈટ્સ ડીએનએ સિક્વન્સના ઉત્પાદનમાં જરૂરી બિલ્ડીંગ બ્લોક્સ છે, પરંતુ તે અસ્થિર છે અને ઝડપથી તૂટી જાય છે.

2021 માં, વૈજ્ઞાનિક એલેક્ઝાન્ડર સેન્ડહલે ડીએનએ ઉત્પાદન માટે આ બિલ્ડીંગ બ્લોક્સને ઝડપથી અને અસરકારક રીતે બનાવવા માટે એક નવી પેટન્ટ પદ્ધતિ વિકસાવી છે, જે આ ઘટકોના વિઘટન પહેલા પ્રક્રિયાને નોંધપાત્ર રીતે ઝડપી બનાવે છે. ડીએનએ સિક્વન્સને ઓલિગોન્યુક્લિયોટાઇડ્સ કહેવામાં આવે છે, જેનો વ્યાપકપણે રોગો ઓળખવા, દવાઓના ઉત્પાદન અને અન્ય તબીબી અને બાયોટેકનોલોજીકલ એપ્લિકેશન માટે ઉપયોગ થાય છે. 

સિન્થેટિક ડીએનએ ઉત્પાદનમાં વિશેષતા ધરાવતી અગ્રણી બાયોટેક કંપનીઓમાંની એક યુએસ સ્થિત ટ્વિસ્ટ બાયોસાયન્સ છે. કંપની જનીન બનાવવા માટે ઓલિગોન્યુક્લિયોટાઇડ્સને એકસાથે જોડે છે. ઓલિગોની કિંમત ઘટી રહી છે, જેમ કે તેમને બનાવવામાં જે સમય લાગે છે. 2022 સુધીમાં, ડીએનએ બેઝ જોડીઓ વિકસાવવા માટેનો ખર્ચ માત્ર નવ સેન્ટ છે. 

ટ્વિસ્ટના સિન્થેટીક ડીએનએને ઓનલાઈન ઓર્ડર કરી શકાય છે અને દિવસોમાં પ્રયોગશાળામાં મોકલી શકાય છે, ત્યારબાદ તેનો ઉપયોગ લક્ષ્ય પરમાણુઓ બનાવવા માટે થાય છે, જે નવી ખાદ્ય ચીજો, ખાતરો, ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનો અને દવા માટે બિલ્ડીંગ બ્લોક્સ છે. Ginkgo Bioworks, USD $25 બિલિયનનું મૂલ્ય ધરાવતી સેલ-એન્જિનિયરિંગ ફર્મ, ટ્વિસ્ટના મુખ્ય ગ્રાહકોમાંની એક છે. દરમિયાન, 2022 માં, ટ્વિસ્ટે માનવ મંકીપોક્સ વાયરસ માટે સંશોધકોને રસી અને સારવાર વિકસાવવામાં મદદ કરવા માટે બે કૃત્રિમ DNA નિયંત્રણો શરૂ કર્યા. 

ઝડપી જનીન સંશ્લેષણની અસરો

ઝડપી જનીન સંશ્લેષણની વ્યાપક અસરોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થઈ શકે છે: 

• રોગચાળા અને રોગચાળાનું કારણ બનેલા વાઈરસની ઝડપી ઓળખ, જે રસીના વધુ સમયસર વિકાસ તરફ દોરી જાય છે.
• બાયોફાર્મા કંપનીઓ સાથે ભાગીદારીમાં જનીન સંશ્લેષણ તકનીકો પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરતા વધુ બાયોટેક અને સ્ટાર્ટઅપ્સ.
• સરકારો દવાઓ અને ઔદ્યોગિક સામગ્રી વિકસાવવા માટે તેમના સંબંધિત કૃત્રિમ DNA લેબમાં રોકાણ કરવા દોડી રહી છે.
• સિન્થેટીક ડીએનએની કિંમત ઓછી થઈ રહી છે, જે આનુવંશિક સંશોધનના લોકશાહીકરણ તરફ દોરી જાય છે. આ વલણ વધુ બાયોહેકર્સ તરફ દોરી શકે છે જેઓ પોતાના પર પ્રયોગ કરવા માંગે છે.
• CRISPR/Cas9 જેવી જનીન સંપાદન અને ઉપચાર તકનીકોમાં ઝડપી વિકાસમાં પરિણમે આનુવંશિક સંશોધનમાં વધારો.

ધ્યાનમાં લેવાના પ્રશ્નો

• મોટા પ્રમાણમાં ઉત્પાદન કરતા કૃત્રિમ ડીએનએના અન્ય ફાયદા શું છે?
• સરકારોએ આ ક્ષેત્રનું નિયમન કેવી રીતે કરવું જોઈએ જેથી તે નૈતિક રહે?