ജനിതകമാറ്റം വരുത്തിയ മൈക്രോബയോം: ആരോഗ്യത്തിനായി ബാക്ടീരിയകൾ പരിഷ്ക്കരിക്കുന്നു

• രചയിതാവ്:
• രചയിതാവിന്റെ പേര്

  Quantumrun ദീർഘവീക്ഷണം
• മാർച്ച് 8, 2023

മൈക്രോബയോമിൽ ഒരു പ്രത്യേക പരിതസ്ഥിതിയിലെ സൂക്ഷ്മാണുക്കൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. മൈക്രോബയോമിനെ ജനിതകമായി പരിഷ്‌ക്കരിക്കുന്നത് ചില സ്വഭാവസവിശേഷതകളെ അടിച്ചമർത്താനോ പ്രകടിപ്പിക്കാനോ ചികിത്സകൾ നൽകാനും സഹായിക്കും, കൃഷി, ആരോഗ്യം, ക്ഷേമം എന്നീ മേഖലകളിൽ വിവിധ പ്രായോഗിക പ്രയോഗങ്ങൾ കണ്ടെത്തും.

ജനിതകപരമായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത മൈക്രോബയോം സന്ദർഭം

മനുഷ്യന്റെ കുടലിലെ സൂക്ഷ്മാണുക്കളുടെ കൂട്ടായ്മയായ ഗട്ട് മൈക്രോബയോം ആരോഗ്യത്തിൽ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ഗട്ട് മൈക്രോബയോം സ്വയം രോഗപ്രതിരോധ രോഗങ്ങൾ, പ്രമേഹം, കാൻസർ, ഹൃദയ രോഗങ്ങൾ, പാർക്കിൻസൺസ്, അൽഷിമേഴ്സ്, മൾട്ടിപ്പിൾ സ്ക്ലിറോസിസ്, വിഷാദരോഗം എന്നിവയെ പോലും ബാധിക്കുമെന്ന് സമീപകാല ഗവേഷണങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, ഈ അതിലോലമായ ആവാസവ്യവസ്ഥയുടെ സന്തുലിതാവസ്ഥയെ ഭക്ഷണക്രമം, ആൻറിബയോട്ടിക്കുകൾ തുടങ്ങിയ വിവിധ ഘടകങ്ങളാൽ അസ്വസ്ഥമാക്കാം, ഇത് പുനഃസ്ഥാപിക്കാൻ പ്രയാസമാണ്. 

നിരവധി ഗവേഷകർ മൈക്രോബയോമുകളെ ജനിതകമാറ്റം വരുത്തി അവയുടെ അതിജീവനത്തിന്റെയും പൊരുത്തപ്പെടുത്തലിന്റെയും സാധ്യത വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ നോക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ടെക്സസ് A&M യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞർ 2021-ൽ പുഴുവിന്റെ മൈക്രോബയോമിനെ ജനിതകമായി എഞ്ചിനീയറിംഗ് ചെയ്യാൻ ഒരു ബാക്ടീരിയ, E. coli, roundworm എന്നിവയുടെ സഹവർത്തിത്വ ബന്ധം ഉപയോഗിച്ചു. ഫ്ലൂറസെൻസ് അടിച്ചമർത്തുന്ന ജീനുകൾ E. coli എന്ന പ്ലാസ്മിഡിലേക്ക് തിരുകുന്നത് അവർ ശ്രദ്ധിച്ചു. അത് തിന്നുന്ന പുഴുക്കൾ ഫ്ലൂറസെൻസ് കാണിക്കുന്നത് നിർത്തും. അതേ വർഷം, കാലിഫോർണിയ സാൻഫ്രാൻസിസ്കോ സർവകലാശാലയിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഇ.കോളിയിലെ ക്രോമസോമുകൾ ഇല്ലാതാക്കാൻ CRISPR ജീൻ എഡിറ്റിംഗ് സിസ്റ്റം ഉപയോഗിച്ച് ബാക്ടീരിയ-വേട്ട വൈറസുകൾ വിജയകരമായി ലോഡ് ചെയ്തു.

2018-ൽ, ഹാർവാർഡ് മെഡിക്കൽ സ്കൂളിലെ ഗവേഷകർ ബാക്ടീരിയകളെ യോജിപ്പിക്കാനും നിയന്ത്രിക്കാനും ആശയവിനിമയം നടത്താൻ പ്രവർത്തിച്ചു. ഒരു കോമ്പൗണ്ട് കോറം രണ്ട് തരം ബാക്റ്റീരിയകളിലേക്ക് വിടാനും കണ്ടുപിടിക്കാനും അവർ സിഗ്നലറും റെസ്‌പോണ്ടറും ജനിതക സർക്യൂട്ടുകൾ അവതരിപ്പിച്ചു. എലികൾക്ക് ഈ ബാക്ടീരിയകൾ നൽകിയപ്പോൾ, എല്ലാ എലികളുടെയും ഉള്ളിൽ സിഗ്നൽ സംപ്രേഷണത്തിന്റെ ലക്ഷണങ്ങൾ പ്രദർശിപ്പിച്ചിരുന്നു, ഇത് ബാക്ടീരിയയുടെ വിജയകരമായ ആശയവിനിമയം സ്ഥിരീകരിക്കുന്നു. മനുഷ്യ കുടലിൽ എഞ്ചിനീയറിംഗ് ചെയ്ത ബാക്ടീരിയകളുള്ള ഒരു സിന്തറ്റിക് മൈക്രോബയോം സൃഷ്ടിക്കുക എന്നതാണ് ലക്ഷ്യം, അത് അവരുടെ പ്രവർത്തനങ്ങൾ നിർവഹിക്കുമ്പോൾ പരസ്പരം ആശയവിനിമയം നടത്തുന്നു. 

തടസ്സപ്പെടുത്തുന്ന ആഘാതം 

ഗട്ട് മൈക്രോബയോമിനെ കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ ജീൻ എഡിറ്റിംഗ് ടെക്നിക്കുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനുള്ള സാധ്യതകൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നത് വിവിധ ആരോഗ്യ പ്രശ്‌നങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്ന അസന്തുലിതാവസ്ഥയെ പരിഹരിക്കാൻ കഴിയും. ഉദാഹരണത്തിന്, സങ്കീർണ്ണമായ മനുഷ്യന്റെ കുടലിലെ ബാക്ടീരിയയുടെ അസന്തുലിതാവസ്ഥ ശരിയാക്കുന്നതിനുള്ള ചികിത്സാരീതികൾ വിതരണം ചെയ്യുന്നത് കൂടുതൽ ഗവേഷണങ്ങൾക്ക് കണ്ടെത്താനാകും. കുടലിന്റെ ആരോഗ്യത്തിന് ഗുണകരമെന്ന് അറിയപ്പെടുന്ന ജനിതക എഞ്ചിനീയറിംഗ് ബാക്ടീരിയകൾ വഴി, കോശജ്വലന മലവിസർജ്ജനം, പ്രകോപിപ്പിക്കാവുന്ന മലവിസർജ്ജനം സിൻഡ്രോം, അമിതവണ്ണം എന്നിവയുൾപ്പെടെ വിവിധ കുടലുമായി ബന്ധപ്പെട്ട വൈകല്യങ്ങൾക്ക് പുതിയ ചികിത്സകൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് കഴിയും. ഹോർമോൺ അസന്തുലിതാവസ്ഥ കാരണം പ്രമേഹത്തിനുള്ള പുതിയ ചികിത്സാ രീതികളും ഇത് അനുവദിക്കുന്നു. 

ബാക്ടീരിയകൾ ജനിതകമായി കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ എളുപ്പമാകുന്നതിന്റെ ഒരു കാരണം അവയുടെ ഡിഎൻഎ ഘടനയാണ്. ഈ ചെറിയ ജീവികൾക്ക് ക്രോമസോമുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്ന ഡിഎൻഎയുടെ പ്രധാന മൂലകങ്ങൾക്ക് പുറമേ പ്ലാസ്മിഡുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്ന ഡിഎൻഎ കഷണങ്ങളും ഉണ്ട്. പ്ലാസ്മിഡുകൾക്ക് അവയുടെ പകർപ്പുകൾ നിർമ്മിക്കാനും ക്രോമസോമുകളേക്കാൾ കുറച്ച് ജീനുകളുണ്ടാകാനും കഴിയും, ഇത് ജനിതക ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് എളുപ്പത്തിൽ മാറ്റാൻ സഹായിക്കുന്നു. പ്രത്യേകിച്ച്, മറ്റ് ജീവികളിൽ നിന്നുള്ള ഡിഎൻഎ കഷണങ്ങൾ ബാക്ടീരിയ പ്ലാസ്മിഡുകളിലേക്ക് ചേർക്കാം.

പ്ലാസ്മിഡുകൾ സ്വയം പകർപ്പുകൾ നിർമ്മിക്കുമ്പോൾ, അവ കൂട്ടിച്ചേർക്കപ്പെട്ട ജീനുകളുടെ പകർപ്പുകളും ഉണ്ടാക്കുന്നു, അവയെ ട്രാൻസ്ജീനുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഇൻസുലിൻ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു മനുഷ്യ ജീൻ പ്ലാസ്മിഡിൽ ചേർത്താൽ, ബാക്ടീരിയ പ്ലാസ്മിഡിന്റെ പകർപ്പുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതുപോലെ, അത് ഇൻസുലിൻ ജീനിന്റെ കൂടുതൽ പകർപ്പുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഈ ജീനുകൾ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, അത് കൂടുതൽ ഇൻസുലിൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, സൂക്ഷ്മജീവികളുടെ ഉയർന്ന സങ്കീർണ്ണത കാരണം ഈ സാധ്യത ഇപ്പോഴും വളരെ അകലെയാണെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞർ സമ്മതിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, നിലവിലെ പഠനങ്ങൾക്ക് കീടനിയന്ത്രണം, സസ്യവളർച്ച വർദ്ധിപ്പിക്കൽ, വെറ്റിനറി രോഗങ്ങൾ നിർണയിക്കൽ എന്നിവയിലും നിരവധി പ്രയോഗങ്ങൾ ഉണ്ടാകും. 

ജനിതകമാറ്റം വരുത്തിയ മൈക്രോബയോമുകളുടെ പ്രത്യാഘാതങ്ങൾ

ഒന്നിലധികം പരിതസ്ഥിതികൾക്കുള്ളിലെ മൈക്രോബയോമിന്റെ വിജയകരമായ ജനിതക എഞ്ചിനീയറിംഗിന്റെ വിശാലമായ പ്രത്യാഘാതങ്ങൾ ഉൾപ്പെടാം:

• CRISPR പോലുള്ള ജീൻ എഡിറ്റിംഗ് ടൂളുകളിൽ ഗവേഷണം വർധിച്ചു.
• നിർദ്ദിഷ്‌ട ജോലികൾക്ക് അനുയോജ്യമായ പുതിയ ബാക്ടീരിയകൾ സൃഷ്ടിച്ചുകൊണ്ട് ജൈവ ഇന്ധനങ്ങൾ, ഭക്ഷണം, മറ്റ് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ എന്നിവ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള പുതിയ സാധ്യതകൾ തുറക്കുന്നു.
• ബാക്ടീരിയയെ വിവേചനരഹിതമായി ലക്ഷ്യമിടുന്ന ആൻറിബയോട്ടിക്കുകളുടെ ഉപയോഗം കുറച്ചു. 
• വ്യക്തിയുടെ ഗട്ട് മൈക്രോബയോമിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ചികിത്സകൾ ഇച്ഛാനുസൃതമാക്കുന്ന വ്യക്തിഗതമാക്കിയ മെഡിസിനിലും രോഗനിർണയത്തിലും വർദ്ധിച്ച താൽപ്പര്യം.
• മറ്റ് രോഗങ്ങളുടെ ആവിർഭാവം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്ന ബാക്ടീരിയകളുടെ വ്യാപനത്തിന് സാധ്യതയുള്ള അപകടസാധ്യതകൾ.

പരിഗണിക്കേണ്ട ചോദ്യങ്ങൾ

• മനുഷ്യന്റെ കുടലിന്റെ മൈക്രോബയോമിന്റെ സങ്കീർണ്ണത കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ, അതിന്റെ സമ്പൂർണ്ണ ജനിതക എഞ്ചിനീയറിംഗ് ഉടൻ സാധ്യമാകുമെന്ന് നിങ്ങൾ കരുതുന്നുണ്ടോ?
• അത്തരം പ്രക്രിയകളുടെ വ്യാപകമായ പ്രയോഗങ്ങൾ എത്രമാത്രം ചെലവേറിയതാണെന്ന് നിങ്ങൾ പ്രവചിക്കുന്നു?