कृत्रिम न्यूनतम कक्षहरू: चिकित्सा अनुसन्धानको लागि पर्याप्त जीवन सिर्जना गर्दै
कृत्रिम न्यूनतम कक्षहरू: चिकित्सा अनुसन्धानको लागि पर्याप्त जीवन सिर्जना गर्दै
कृत्रिम न्यूनतम कक्षहरू: चिकित्सा अनुसन्धानको लागि पर्याप्त जीवन सिर्जना गर्दै
- लेखक:
- डिसेम्बर 23, 2022
अन्तरदृष्टि सारांश
जीवनका लागि आवश्यक चीजहरू अन्वेषण गर्दै, वैज्ञानिकहरूले जीवनको लागि आवश्यक मुख्य कार्यहरू प्रकट गर्दै न्यूनतम कोशिकाहरू सिर्जना गर्न जीनोमहरू घटाउँदै आएका छन्। यी प्रयासहरूले अप्रत्याशित आविष्कारहरू र चुनौतीहरू निम्त्याएका छन्, जस्तै अनियमित सेल आकारहरू, थप परिष्करण र आनुवंशिक आवश्यक कुराहरूको बुझाइलाई प्रोत्साहन दिन्छ। यस अनुसन्धानले औषधि विकास, रोग अध्ययन, र व्यक्तिगत औषधिमा सम्भावित अनुप्रयोगहरूको साथ सिंथेटिक जीवविज्ञानमा प्रगतिको लागि मार्ग प्रशस्त गर्दछ।
कृत्रिम न्यूनतम कक्षहरू सन्दर्भ
कृत्रिम न्यूनतम कोशिकाहरू वा जीनोम न्यूनीकरण आवश्यक जीनहरू बीचको अन्तरक्रियाले महत्त्वपूर्ण शारीरिक प्रक्रियाहरूलाई कसरी जन्म दिन्छ भनेर बुझ्नको लागि व्यावहारिक सिंथेटिक जीवविज्ञान दृष्टिकोण हो। जीनोम मिनिमाइजेसनले डिजाइन-बिल्ड-टेस्ट-लर्न विधि प्रयोग गर्यो जुन मोड्युलर जीनोमिक खण्डहरूको मूल्याङ्कन र संयोजनमा निर्भर थियो र ट्रान्सपोसन म्युटाजेनेसिस (एक होस्टबाट अर्कोमा जीनहरू हस्तान्तरण गर्ने प्रक्रिया) जीन मेटाउने मार्गनिर्देशन गर्न मद्दतको लागि। यस विधिले आवश्यक जीनहरू फेला पार्दा पूर्वाग्रह कम गर्यो र वैज्ञानिकहरूलाई जीनोम परिवर्तन गर्न, पुनर्निर्माण गर्न र अध्ययन गर्न र यसले के गर्छ भनेर उपकरणहरू दियो।
2010 मा, संयुक्त राज्य अमेरिका स्थित J. Craig Venter Institute (JVCI) का वैज्ञानिकहरूले घोषणा गरे कि उनीहरूले Mycoplasma capricolum नामक ब्याक्टेरियाको DNA सफलतापूर्वक हटाएको छ र अर्को ब्याक्टेरिया, Mycoplasma mycoides मा आधारित कम्प्यूटर-उत्पन्न DNA ले प्रतिस्थापन गरेको छ। टोलीले आफ्नो नयाँ जीवको नाम JCVI-syn1.0, वा 'सिंथेटिक' छोटकरीमा राख्यो। यो जीव पृथ्वीमा पहिलो आत्म-प्रतिकृति प्रजाति थियो जसमा कम्प्युटर अभिभावकहरू थिए। यो वैज्ञानिकहरूलाई जीवन कसरी काम गर्छ भनेर बुझ्न मद्दत गर्नको लागि सिर्जना गरिएको थियो, कोशिकाहरू माथि सुरु गरेर।
2016 मा, टोलीले JCVI-syn3.0 सिर्जना गर्यो, साधारण जीवनको अन्य ज्ञात रूपहरू भन्दा कम जीनहरू भएको एकल-कोशिका जीव (JVCI-syn473 को 1.0 जीनको तुलनामा केवल 901 जीनहरू)। यद्यपि, जीवले अप्रत्याशित तरिकामा काम गर्यो। स्वस्थ कोशिकाहरू उत्पादन गर्नुको सट्टा, यसले आत्म-प्रतिकृतिको क्रममा अजीब आकारका व्यक्तिहरू सिर्जना गर्यो। वैज्ञानिकहरूले महसुस गरे कि उनीहरूले सामान्य कोशिका विभाजनका लागि जिम्मेवारहरू सहित मूल कोषबाट धेरै जीनहरू हटाएका थिए।
विघटनकारी प्रभाव
सम्भव भएसम्म थोरै जीन भएको स्वस्थ जीव फेला पार्ने दृढ संकल्प, म्यासाचुसेट्स इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजी (MIT) र राष्ट्रिय मानक तथा प्रविधि संस्थान (NIST) का बायोफिजिस्टहरूले २०२१ मा JCVI-syn3.0 कोडलाई रिमिक्स गरे। नयाँ संस्करण JCVI-syn2021A भनिन्छ। यद्यपि यो नयाँ कोषमा 3 जीनहरू मात्र छन्, यसले अनुसन्धानकर्ताहरूको कामको लागि नियमित कोषको जस्तै व्यवहार गर्दछ।
वैज्ञानिकहरूले कोषलाई अझ बाहिर निकाल्न काम गरिरहेका छन्। 2021 मा, M. mycoides JCVI-syn3B भनेर चिनिने नयाँ सिंथेटिक जीव 300 दिनको लागि विकसित भयो, यसले विभिन्न परिस्थितिहरूमा उत्परिवर्तन गर्न सक्छ भनेर देखाउँछ। बायोइन्जिनियरहरू पनि आशावादी छन् कि अझ सुव्यवस्थित जीवले वैज्ञानिकहरूलाई जीवनको सबैभन्दा आधारभूत स्तरमा अध्ययन गर्न र रोगहरू कसरी अगाडि बढ्छ भनेर बुझ्न मद्दत गर्न सक्छ।
2022 मा, Urbana-Champaign, JVCI, र जर्मनीमा आधारित Technische Universität Dresden को इलिनोइस विश्वविद्यालयका वैज्ञानिकहरूको टोलीले JCVI-syn3A को कम्प्युटर मोडेल सिर्जना गर्यो। यस मोडेलले यसको वास्तविक-जीवन एनालगको वृद्धि र आणविक संरचनाको सही भविष्यवाणी गर्न सक्छ। 2022 सम्म, यो कम्प्युटरले सिमुलेट गरेको सबैभन्दा पूर्ण पूर्ण-सेल मोडेल थियो।
यी सिमुलेशनहरूले बहुमूल्य जानकारी प्रदान गर्न सक्छ। यो डेटाले सेल चक्रमा चयापचय, वृद्धि, र आनुवंशिक जानकारी प्रक्रियाहरू समावेश गर्दछ। विश्लेषणले जीवनका सिद्धान्तहरू र एमिनो एसिडहरू, न्यूक्लियोटाइडहरू र आयनहरूको सक्रिय यातायात सहित कोशिकाहरूले कसरी ऊर्जा खपत गर्छन् भन्ने बारे अन्तरदृष्टि प्रदान गर्दछ। न्यूनतम सेल अनुसन्धान बढ्दै जाँदा, वैज्ञानिकहरूले राम्रो सिंथेटिक जीवविज्ञान प्रणालीहरू सिर्जना गर्न सक्छन् जुन औषधिहरू विकास गर्न, रोगहरू अध्ययन गर्न र आनुवंशिक उपचारहरू पत्ता लगाउन प्रयोग गर्न सकिन्छ।
कृत्रिम न्यूनतम कक्षहरूको प्रभाव
कृत्रिम न्यूनतम कक्षहरूको विकासको व्यापक प्रभावहरू समावेश हुन सक्छन्:
- अनुसन्धानको लागि स्ट्रिप-डाउन तर कार्य गर्ने जीवन प्रणालीहरू सिर्जना गर्न थप विश्वव्यापी सहकार्यहरू।
- रक्त कोशिका र प्रोटिनहरू जस्ता जैविक संरचनाहरू नक्सा गर्न मेसिन लर्निङ र कम्प्युटर मोडलिङको प्रयोग बढेको छ।
- बडी-अन-ए-चिप र लाइभ रोबोटहरू सहित उन्नत सिंथेटिक जीवविज्ञान र मेसिन-अर्गानिज्म हाइब्रिडहरू। यद्यपि, यी प्रयोगहरूले केही वैज्ञानिकहरूबाट नैतिक गुनासोहरू प्राप्त गर्न सक्छन्।
- केही बायोटेक र बायोफार्मा फर्महरूले सिंथेटिक जीवविज्ञान पहलहरूमा द्रुत-ट्र्याक औषधि र थेरापी विकासहरूमा ठूलो लगानी गरिरहेका छन्।
- आनुवंशिक सम्पादनमा बढ्दो आविष्कार र आविष्कारहरूले वैज्ञानिकहरूले जीनहरू र उनीहरूलाई कसरी हेरफेर गर्न सकिन्छ भन्ने बारे थप जान्छन्।
- वैज्ञानिक अखण्डता र सार्वजनिक विश्वास दुवैको सुरक्षा गर्दै नैतिक अभ्यासहरू सुनिश्चित गर्न बायोटेक्नोलोजिकल अनुसन्धानमा परिष्कृत नियमहरू।
- सिंथेटिक जीवविज्ञान र कृत्रिम जीवन रूपहरूमा केन्द्रित नयाँ शैक्षिक र प्रशिक्षण कार्यक्रमहरूको उदय, वैज्ञानिकहरूको अर्को पुस्तालाई विशेष सीपहरू प्रदान गर्दै।
- निजीकृत औषधि तर्फ स्वास्थ्य सेवा रणनीतिहरूमा शिफ्ट गर्नुहोस्, कृत्रिम कोशिकाहरू र सिंथेटिक जीवविज्ञान प्रयोग गरी दर्जी-निर्मित उपचार र निदानका लागि।
विचार गर्न प्रश्नहरु
- यदि तपाइँ सिंथेटिक जीवविज्ञान क्षेत्रमा काम गर्नुहुन्छ भने, न्यूनतम कक्षहरूको अन्य फाइदाहरू के हुन्?
- सिंथेटिक जीवविज्ञानलाई अगाडि बढाउन संगठन र संस्थाहरूले कसरी मिलेर काम गर्न सक्छन्?
अन्तरदृष्टि सन्दर्भहरू
निम्न लोकप्रिय र संस्थागत लिङ्कहरू यस अन्तरदृष्टिको लागि सन्दर्भ गरिएको थियो:
