क्लोनिंग और सिंथेसाइज़िंग वायरस: भविष्य की महामारियों को रोकने का एक तेज़ तरीका

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  क्वांटमरन दूरदर्शिता
• सितम्बर 29, 2022

अंतर्दृष्टि सारांश

वायरल रोगों के कारण त्वरित पहचान और टीका विकास के लिए वायरस क्लोनिंग में प्रगति हुई है। जबकि हालिया शोध में SARS-CoV-2 प्रतिकृति के लिए खमीर का उपयोग करने जैसे नवीन तरीके शामिल हैं, सुरक्षा और जैविक युद्ध पर चिंताएँ बनी हुई हैं। ये विकास वैयक्तिकृत चिकित्सा, कृषि और शिक्षा में प्रगति को बढ़ावा दे सकते हैं, बेहतर तैयार स्वास्थ्य सेवा और जैव प्रौद्योगिकी क्षेत्रों के साथ भविष्य को आकार दे सकते हैं।

क्लोनिंग और संश्लेषण वायरस संदर्भ

वायरल बीमारियां लगातार इंसानों के लिए खतरा बनी हुई हैं। इन अत्यधिक रोगजनक संक्रमणों ने पूरे इतिहास में बहुत पीड़ा दी है, अक्सर युद्धों और अन्य विश्व घटनाओं के परिणाम में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। चेचक, खसरा, एचआईवी (ह्यूमन इम्युनोडेफिशिएंसी वायरस), सार्स-सीओवी (सीवियर एक्यूट रेस्पिरेटरी सिंड्रोम कोरोनावायरस), 1918 इन्फ्लुएंजा वायरस और अन्य जैसे वायरल प्रकोपों ​​​​के खाते, इन बीमारियों के विनाशकारी प्रभावों का दस्तावेजीकरण करते हैं। इन वायरल प्रकोपों ​​​​ने दुनिया भर के वैज्ञानिकों को वायरस को जल्दी से पहचानने और प्रभावी टीके और एंटीडोट्स का उत्पादन करने के लिए क्लोन और संश्लेषित करने के लिए प्रेरित किया है। 

जब 19 में COVID-2020 महामारी का प्रकोप हुआ, तो वैश्विक शोधकर्ताओं ने वायरस की आनुवंशिक संरचना का अध्ययन करने के लिए क्लोनिंग का उपयोग किया। वैज्ञानिक एक वायरल जीनोम को दोहराने के लिए डीएनए के टुकड़ों को सिलाई कर सकते हैं और उन्हें बैक्टीरिया में पेश कर सकते हैं। हालाँकि, यह विधि सभी वायरसों के लिए आदर्श नहीं है - विशेष रूप से कोरोनावायरस के लिए। क्योंकि कोरोनाविरस के बड़े जीनोम होते हैं, इससे बैक्टीरिया को प्रभावी ढंग से दोहराना मुश्किल हो जाता है। इसके अलावा, जीनोम के हिस्से बैक्टीरिया के लिए अस्थिर या विषाक्त हो सकते हैं - हालांकि इसका कारण अभी तक पूरी तरह से समझा नहीं जा सका है। 

इसके विपरीत, क्लोनिंग और सिंथेसाइजिंग वायरस जैविक युद्ध (बीडब्ल्यू) प्रयासों को आगे बढ़ा रहे हैं। जैविक युद्ध सूक्ष्मजीवों या जहरों को छोड़ता है जो छोटी खुराक में राष्ट्रीय अर्थव्यवस्थाओं को नष्ट करते हुए दुश्मन को मारने, अक्षम करने या डराने का इरादा रखता है। इन सूक्ष्मजीवों को सामूहिक विनाश के हथियारों के रूप में वर्गीकृत किया गया है क्योंकि छोटी मात्रा में भी कई हताहत हो सकते हैं। 

विघटनकारी प्रभाव

2020 में, COVID-19 के लिए एक टीका या उपचार विकसित करने की दौड़ में, स्विट्जरलैंड स्थित बर्न विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने एक असामान्य उपकरण की ओर रुख किया: खमीर। अन्य वायरस के विपरीत, SARS-CoV-2 को प्रयोगशाला में मानव कोशिकाओं में विकसित नहीं किया जा सकता है, जिससे इसका अध्ययन करना चुनौतीपूर्ण हो जाता है। लेकिन टीम ने यीस्ट कोशिकाओं का उपयोग करके वायरस की क्लोनिंग और संश्लेषण की एक तेज़ और कुशल विधि विकसित की।

विज्ञान पत्रिका नेचर में प्रकाशित एक पेपर में वर्णित प्रक्रिया में खमीर कोशिकाओं में छोटे डीएनए टुकड़ों को पूरे गुणसूत्रों में जोड़ने के लिए परिवर्तन-संबंधित पुनर्संयोजन (टीएआर) का उपयोग किया गया। इस तकनीक ने वैज्ञानिकों को वायरस जीनोम को जल्दी और आसानी से दोहराने की अनुमति दी। इस पद्धति का उपयोग वायरस के एक संस्करण को क्लोन करने के लिए किया गया है जो एक फ्लोरोसेंट रिपोर्टर प्रोटीन को एनकोड करता है, जिससे वैज्ञानिकों को वायरस को अवरुद्ध करने की उनकी क्षमता के लिए संभावित दवाओं की जांच करने की अनुमति मिलती है।

हालांकि यह खोज पारंपरिक क्लोनिंग विधियों की तुलना में कई लाभ प्रदान करती है, लेकिन इसके जोखिम भी हैं। खमीर में क्लोनिंग वायरस मनुष्यों में खमीर संक्रमण के प्रसार का कारण बन सकता है, और एक जोखिम है कि एक इंजीनियर वायरस एक प्रयोगशाला से बच सकता है। बहरहाल, वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि क्लोनिंग प्रक्रिया वायरस की त्वरित प्रतिकृति बनाने और प्रभावी उपचार या टीके विकसित करने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण प्रदान करती है। इसके अतिरिक्त, शोधकर्ता MERS (मिडिल ईस्ट रेस्पिरेटरी सिंड्रोम) और ज़िका सहित अन्य वायरसों को क्लोन करने के लिए TAR के कार्यान्वयन की जांच कर रहे हैं।

क्लोनिंग और सिंथेसाइजिंग वायरस के निहितार्थ

क्लोनिंग और सिंथेसाइजिंग वायरस के व्यापक प्रभाव में शामिल हो सकते हैं: 

• उभरते हुए विषाणुओं पर अनुसंधान जारी रखना, सरकारों को संभावित महामारियों या महामारियों के लिए तैयार करने में सक्षम बनाना।
• बायोफार्मा तेजी से वायरल रोगों के खिलाफ दवा विकास और उत्पादन पर नज़र रखता है।
• जैविक हथियारों की पहचान के लिए वायरस क्लोनिंग का बढ़ता उपयोग। हालांकि, कुछ संगठन बेहतर रासायनिक और जैविक जहर विकसित करने के लिए ऐसा कर सकते हैं।
• सरकारों पर अपने सार्वजनिक रूप से वित्त पोषित वायरोलॉजी अध्ययनों और उनकी प्रयोगशालाओं में की जा रही प्रतिकृति के बारे में पारदर्शी होने का दबाव डाला जा रहा है, जिसमें ये वायरस कब/यदि निकलते हैं, इसके लिए आकस्मिक योजनाएँ भी शामिल हैं।
• वायरस क्लोनिंग अनुसंधान में बड़ा सार्वजनिक और निजी निवेश। इन परियोजनाओं से इस क्षेत्र में रोजगार में वृद्धि हो सकती है।
• वैयक्तिकृत चिकित्सा के क्षेत्र में विस्तार, व्यक्तिगत आनुवंशिक प्रोफाइल के अनुसार उपचार तैयार करना और वायरल उपचारों की प्रभावशीलता बढ़ाना।
• अधिक सटीक कृषि जैव नियंत्रण विधियों का विकास, संभावित रूप से रासायनिक कीटनाशकों पर निर्भरता को कम करना और टिकाऊ खेती को बढ़ावा देना।
• शैक्षणिक संस्थान उन्नत जैव प्रौद्योगिकी को पाठ्यक्रम में शामिल कर रहे हैं, जिससे वायरोलॉजी और आनुवंशिकी में अधिक कुशल कार्यबल तैयार हो रहा है।

विचार करने के लिए प्रश्न

• आपको और कैसे लगता है कि क्लोनिंग वायरस वायरल रोगों पर अध्ययन को गति दे सकता है?
• लैब में वायरस के पुनरुत्पादन के अन्य संभावित खतरे क्या हैं?