तेज़ जीन संश्लेषण: सिंथेटिक डीएनए बेहतर स्वास्थ्य सेवा की कुंजी हो सकता है

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  क्वांटमरन दूरदर्शिता
• जनवरी ७,२०२१

अंतर्दृष्टि सारांश

डीएनए के रासायनिक संश्लेषण और जीन, सर्किट और यहां तक ​​कि पूरे जीनोम में इसके संयोजन ने आणविक जीव विज्ञान में क्रांति ला दी है। इन तकनीकों ने डिजाइन, निर्माण, परीक्षण, गलतियों से सीखना और वांछित परिणाम प्राप्त होने तक चक्र को दोहराना संभव बना दिया है। यह दृष्टिकोण सिंथेटिक जीव विज्ञान नवाचार के केंद्र में है। 

तेज़ जीन संश्लेषण संदर्भ

संश्लेषण डिजिटल आनुवंशिक कोड को आणविक डीएनए में बदल देता है ताकि शोधकर्ता बड़ी मात्रा में आनुवंशिक सामग्री का निर्माण और उत्पादन कर सकें। अगली पीढ़ी की अनुक्रमण (एनजीएस) प्रौद्योगिकियों की बदौलत उपलब्ध डीएनए डेटा का विस्तार हुआ है। इस विकास से प्रत्येक जीव और पर्यावरण के डीएनए अनुक्रम वाले जैविक डेटाबेस में वृद्धि हुई है। जैव सूचना विज्ञान सॉफ्टवेयर में अधिक दक्षता के कारण शोधकर्ता अब इन अनुक्रमों को अधिक आसानी से निकाल, विश्लेषण और संशोधित कर सकते हैं।

वैज्ञानिकों को "जीवन के वृक्ष" (जीनोम का नेटवर्क) से जितनी अधिक जैविक जानकारी मिलती है, वे उतना ही बेहतर समझते हैं कि जीवित चीजें आनुवंशिक रूप से कैसे संबंधित हैं। अगली पीढ़ी के अनुक्रमण ने हमें बीमारियों, माइक्रोबायोम और जीवों की आनुवंशिक विविधता को बेहतर ढंग से समझने में मदद की है। यह अनुक्रम उछाल मेटाबोलिक इंजीनियरिंग और सिंथेटिक जीवविज्ञान जैसे नए वैज्ञानिक विषयों को भी विकसित करने में सक्षम बनाता है। इस जानकारी तक पहुंच न केवल वर्तमान निदान और उपचार विज्ञान में सुधार कर रही है बल्कि नई चिकित्सा सफलताओं का मार्ग भी प्रशस्त कर रही है जिसका मानव स्वास्थ्य पर स्थायी प्रभाव पड़ेगा। 

इसके अतिरिक्त, सिंथेटिक जीव विज्ञान में कई क्षेत्रों को प्रभावित करने की क्षमता है, जैसे नई दवाएं, सामग्री और विनिर्माण प्रक्रियाएं बनाना। विशेष रूप से, जीन संश्लेषण आशाजनक प्रौद्योगिकियों में से एक है जो आनुवंशिक अनुक्रमों को बहुत तेज़ी से बनाने और बदलने में मदद करता है, जिससे नए जैविक कार्यों की खोज होती है। उदाहरण के लिए, जीवविज्ञानी आनुवंशिक परिकल्पनाओं का परीक्षण करने या नमूना जीवों को अद्वितीय लक्षण या क्षमताएं देने के लिए अक्सर जीवों में जीन स्थानांतरित करते हैं।

विघटनकारी प्रभाव

रासायनिक रूप से संश्लेषित लघु डीएनए अनुक्रम आवश्यक हैं क्योंकि वे बहुमुखी हैं। इनका उपयोग अनुसंधान प्रयोगशालाओं, अस्पतालों और उद्योग में किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, इनका उपयोग COVID-19 वायरस की पहचान करने के लिए किया गया था। फॉस्फोरामिडाइट डीएनए अनुक्रमों के उत्पादन में आवश्यक बिल्डिंग ब्लॉक हैं, लेकिन वे अस्थिर हैं और जल्दी टूट जाते हैं।

2021 में, वैज्ञानिक अलेक्जेंडर सैंडहल ने डीएनए उत्पादन के लिए इन बिल्डिंग ब्लॉक्स को जल्दी और कुशलता से बनाने के लिए एक नया पेटेंट तरीका विकसित किया, जिससे इन घटकों के विघटित होने से पहले प्रक्रिया में काफी तेजी आई। डीएनए अनुक्रमों को ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स कहा जाता है, जो व्यापक रूप से बीमारियों की पहचान करने, दवाओं के निर्माण और अन्य चिकित्सा और जैव प्रौद्योगिकी अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है। 

सिंथेटिक डीएनए निर्माण में विशेषज्ञता वाली अग्रणी बायोटेक फर्मों में से एक यूएस-आधारित ट्विस्ट बायोसाइंस है। कंपनी जीन बनाने के लिए ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स को एक साथ जोड़ती है। ओलिगो की कीमत घट रही है, साथ ही उन्हें बनाने में लगने वाला समय भी घट रहा है। 2022 तक, डीएनए बेस जोड़े विकसित करने की लागत केवल नौ सेंट है। 

ट्विस्ट के सिंथेटिक डीएनए को ऑनलाइन ऑर्डर किया जा सकता है और कुछ ही दिनों में प्रयोगशाला में भेजा जा सकता है, जिसके बाद इसका उपयोग लक्ष्य अणु बनाने के लिए किया जाता है, जो नए खाद्य पदार्थों, उर्वरकों, औद्योगिक उत्पादों और दवा के लिए बिल्डिंग ब्लॉक हैं। जिन्कगो बायोवर्क्स, एक सेल-इंजीनियरिंग फर्म, जिसका मूल्य $25 बिलियन अमेरिकी डॉलर है, ट्विस्ट के प्रमुख ग्राहकों में से एक है। इस बीच, 2022 में, ट्विस्ट ने शोधकर्ताओं को टीके और उपचार विकसित करने में मदद करने के लिए मानव मंकीपॉक्स वायरस के लिए दो सिंथेटिक डीएनए नियंत्रण लॉन्च किए। 

तेज़ जीन संश्लेषण के निहितार्थ

तेज़ जीन संश्लेषण के व्यापक निहितार्थों में शामिल हो सकते हैं: 

• महामारी और महामारियों का कारण बनने वाले वायरस की त्वरित पहचान से टीकों का समय पर विकास संभव हो सका।
• अधिक बायोटेक और स्टार्टअप बायोफार्मा फर्मों के साथ साझेदारी में जीन संश्लेषण प्रौद्योगिकियों पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं।
• सरकारें दवाओं और औद्योगिक सामग्रियों को विकसित करने के लिए अपने संबंधित सिंथेटिक डीएनए प्रयोगशालाओं में निवेश करने के लिए दौड़ रही हैं।
• सिंथेटिक डीएनए की लागत कम होती जा रही है, जिससे आनुवंशिक अनुसंधान का लोकतंत्रीकरण हो रहा है। यह प्रवृत्ति अधिक बायोहैकर्स को भी जन्म दे सकती है जो स्वयं पर प्रयोग करना चाहते हैं।
• आनुवंशिक अनुसंधान में वृद्धि के परिणामस्वरूप सीआरआईएसपीआर/कैस9 जैसी जीन संपादन और थेरेपी प्रौद्योगिकियों में तेजी से विकास हुआ।

विचार करने के लिए प्रश्न

• बड़े पैमाने पर उत्पादित सिंथेटिक डीएनए के अन्य लाभ क्या हैं?
• सरकारों को इस क्षेत्र को कैसे विनियमित करना चाहिए ताकि यह नैतिक बना रहे?