कृत्रिम किमान पेशी: वैद्यकीय संशोधनासाठी पुरेसे जीवन निर्माण करणे

इमेज क्रेडिट:
प्रतिमा क्रेडिट
iStock

कृत्रिम किमान पेशी: वैद्यकीय संशोधनासाठी पुरेसे जीवन निर्माण करणे

कृत्रिम किमान पेशी: वैद्यकीय संशोधनासाठी पुरेसे जीवन निर्माण करणे

उपशीर्षक मजकूर
वैद्यकीय अभ्यासासाठी परिपूर्ण नमुने तयार करण्यासाठी वैज्ञानिक संगणक मॉडेलिंग, अनुवांशिक संपादन आणि कृत्रिम जीवशास्त्र विलीन करतात.
    • लेखक बद्दल:
    • लेखक नाव
      Quantumrun दूरदृष्टी
    • डिसेंबर 23, 2022

    अंतर्दृष्टी सारांश

    जीवनाच्या आवश्यक गोष्टींचा शोध घेत, शास्त्रज्ञ किमान पेशी तयार करण्यासाठी जीनोम कमी करत आहेत, जीवनासाठी आवश्यक असलेली मुख्य कार्ये उघड करत आहेत. या प्रयत्नांमुळे अनपेक्षित शोध आणि आव्हाने आली आहेत, जसे की अनियमित पेशींचे आकार, पुढील परिष्करण आणि अनुवांशिक आवश्यक गोष्टी समजून घेण्यास प्रवृत्त करतात. हे संशोधन सिंथेटिक जीवशास्त्रातील प्रगतीचा मार्ग मोकळा करते, औषध विकास, रोग अभ्यास आणि वैयक्तिक औषधांमध्ये संभाव्य अनुप्रयोगांसह.

    कृत्रिम किमान पेशी संदर्भ

    अत्यावश्यक जनुकांमधील परस्परसंवाद अत्यावश्यक शारीरिक प्रक्रियांना कसे जन्म देतात हे समजून घेण्यासाठी कृत्रिम किमान पेशी किंवा जीनोम कमी करणे हा एक व्यावहारिक कृत्रिम जीवशास्त्र दृष्टीकोन आहे. जीनोम मिनिमायझेशनमध्ये डिझाइन-बिल्ड-चाचणी-लर्न पद्धतीचा वापर केला गेला जो मॉड्यूलर जीनोमिक विभागांचे मूल्यांकन आणि संयोजन आणि ट्रान्सपोसॉन म्युटाजेनेसिस (एका होस्टमधून दुसऱ्या होस्टमध्ये जीन्स हस्तांतरित करण्याची प्रक्रिया) कडून जीन हटविण्यास मदत करण्यासाठी माहितीवर अवलंबून होता. या पद्धतीमुळे अत्यावश्यक जीन्स शोधताना पक्षपातीपणा कमी झाला आणि शास्त्रज्ञांना जीनोम बदलण्यासाठी, पुनर्बांधणी करण्यासाठी आणि अभ्यास करण्यासाठी साधने दिली आणि ते काय करते.

    2010 मध्ये, यूएस-आधारित जे. क्रेग व्हेंटर इन्स्टिट्यूट (JVCI) मधील शास्त्रज्ञांनी घोषित केले की त्यांनी Mycoplasma capricolum या जिवाणूचे DNA यशस्वीरित्या काढून टाकले आहे आणि त्याच्या जागी संगणकाद्वारे तयार केलेल्या DNA, Mycoplasma mycoides या जीवाणूवर आधारित आहे. संघाने त्यांच्या नवीन जीवाला JCVI-syn1.0 किंवा थोडक्यात 'सिंथेटिक' असे शीर्षक दिले. हा जीव पृथ्वीवरील पहिली स्वत: ची प्रतिकृती बनवणारी प्रजाती होती ज्यामध्ये संगणक पालकांचा समावेश होता. पेशींपासून सुरुवात करून जीवन कसे कार्य करते हे शास्त्रज्ञांना समजण्यास मदत करण्यासाठी ते तयार केले गेले. 

    2016 मध्ये, संघाने JCVI-syn3.0 तयार केले, एक एकल-पेशी जीव ज्यात साध्या जीवनाच्या इतर ज्ञात स्वरूपापेक्षा कमी जनुक आहेत (JVCI-syn473 च्या 1.0 जनुकांच्या तुलनेत फक्त 901 जीन्स). तथापि, जीव अप्रत्याशित मार्गांनी कार्य करतो. निरोगी पेशी निर्माण करण्याऐवजी, स्वयं-प्रतिकृती दरम्यान विचित्र आकाराच्या पेशी तयार केल्या. शास्त्रज्ञांच्या लक्षात आले की त्यांनी मूळ पेशींमधून बरीच जीन्स काढून टाकली आहेत, ज्यात सामान्य पेशी विभाजनासाठी जबाबदार असलेल्यांचा समावेश आहे. 

    व्यत्यय आणणारा प्रभाव

    शक्य तितक्या कमी जनुकांसह निरोगी जीव शोधण्याचा निर्धार, मॅसॅच्युसेट्स इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी (MIT) आणि नॅशनल इन्स्टिट्यूट ऑफ स्टँडर्ड्स अँड टेक्नॉलॉजी (NIST) मधील जैवभौतिकशास्त्रज्ञांनी 3.0 मध्ये JCVI-syn2021 कोडचे रीमिक्स केले. ते तयार करण्यात सक्षम होते. JCVI-syn3A नावाचा नवीन प्रकार. जरी या नवीन पेशीमध्ये फक्त 500 जनुके आहेत, तरीही संशोधकांच्या कार्यामुळे ते नियमित पेशीसारखेच वागते. 

    शास्त्रज्ञ अजून सेल खाली उतरवण्याचे काम करत आहेत. 2021 मध्ये, M. mycoides JCVI-syn3B म्हणून ओळखला जाणारा एक नवीन कृत्रिम जीव 300 दिवसांसाठी विकसित झाला, हे दाखवून दिले की ते वेगवेगळ्या परिस्थितीत उत्परिवर्तन करू शकते. बायोइंजिनियर्स देखील आशावादी आहेत की अधिक सुव्यवस्थित जीव शास्त्रज्ञांना जीवनाचा सर्वात मूलभूत स्तरावर अभ्यास करण्यास आणि रोग कसे वाढतात हे समजून घेण्यास मदत करू शकतात.

    2022 मध्ये, Urbana-Champaign, JVCI आणि जर्मनी-आधारित Technische Universität Dresden येथील इलिनॉय विद्यापीठातील शास्त्रज्ञांच्या टीमने JCVI-syn3A चे संगणक मॉडेल तयार केले. हे मॉडेल त्याच्या वास्तविक जीवनातील अॅनालॉगच्या वाढीचा आणि आण्विक संरचनेचा अचूक अंदाज लावू शकतो. 2022 पर्यंत, संगणकाने नक्कल केलेले हे सर्वात पूर्ण-सेल मॉडेल होते.

    हे सिम्युलेशन मौल्यवान माहिती प्रदान करू शकतात. या डेटामध्ये सेल सायकलवर चयापचय, वाढ आणि अनुवांशिक माहिती प्रक्रिया समाविष्ट आहेत. विश्लेषण जीवनाची तत्त्वे आणि अमीनो ऍसिड, न्यूक्लियोटाइड्स आणि आयनच्या सक्रिय वाहतुकीसह पेशी ऊर्जा कशी वापरतात याबद्दल अंतर्दृष्टी देते. कमीतकमी पेशी संशोधन वाढत असताना, शास्त्रज्ञ उत्तम कृत्रिम जीवशास्त्र प्रणाली तयार करू शकतात ज्याचा उपयोग औषधे विकसित करण्यासाठी, रोगांचा अभ्यास करण्यासाठी आणि अनुवांशिक उपचार शोधण्यासाठी केला जाऊ शकतो.

    कृत्रिम किमान पेशींचे परिणाम

    कृत्रिम किमान पेशींच्या विकासाच्या व्यापक परिणामांमध्ये हे समाविष्ट असू शकते: 

    • संशोधनासाठी स्ट्रिप-डाउन परंतु कार्यरत जीवन प्रणाली तयार करण्यासाठी अधिक जागतिक सहयोग.
    • रक्तपेशी आणि प्रथिने यांसारख्या जैविक संरचनांचे मॅप करण्यासाठी मशीन लर्निंग आणि कॉम्प्युटर मॉडेलिंगचा वाढलेला वापर.
    • बॉडी-ऑन-ए-चिप आणि लाइव्ह रोबोट्ससह प्रगत कृत्रिम जीवशास्त्र आणि यंत्र-जीव संकरित. तथापि, या प्रयोगांना काही शास्त्रज्ञांकडून नैतिक तक्रारी प्राप्त होऊ शकतात.
    • काही बायोटेक आणि बायोफार्मा कंपन्या औषध आणि थेरपीच्या विकासाचा वेग वाढवण्यासाठी कृत्रिम जीवशास्त्र उपक्रमांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर गुंतवणूक करतात.
    • शास्त्रज्ञांनी जनुकांबद्दल आणि ते कसे हाताळले जाऊ शकतात याबद्दल अधिक जाणून घेतल्याने अनुवांशिक संपादनामध्ये नवीन शोध आणि शोध वाढले आहेत.
    • नैतिक पद्धती सुनिश्चित करण्यासाठी, वैज्ञानिक अखंडता आणि सार्वजनिक विश्वास या दोन्हींचे रक्षण करण्यासाठी जैवतंत्रज्ञान संशोधनावर सुधारित नियम.
    • नवीन शैक्षणिक आणि प्रशिक्षण कार्यक्रमांचा उदय सिंथेटिक जीवशास्त्र आणि कृत्रिम जीवन प्रकारांवर केंद्रित आहे, शास्त्रज्ञांच्या पुढील पिढीला विशेष कौशल्याने सुसज्ज करणे.
    • वैयक्तिकीकृत औषधाकडे आरोग्यसेवा धोरणांमध्ये शिफ्ट करा, कृत्रिम पेशी आणि कृत्रिम जीवशास्त्र यांचा वापर करून तयार केलेले उपचार आणि निदानासाठी.

    विचारात घेण्यासारखे प्रश्न

    • जर तुम्ही सिंथेटिक जीवशास्त्र क्षेत्रात काम करत असाल तर किमान पेशींचे इतर फायदे काय आहेत?
    • सिंथेटिक बायोलॉजी पुढे नेण्यासाठी संस्था आणि संस्था एकत्र कसे काम करू शकतात?

    अंतर्दृष्टी संदर्भ

    या अंतर्दृष्टीसाठी खालील लोकप्रिय आणि संस्थात्मक दुवे संदर्भित केले गेले: