జన్యుపరంగా రూపొందించబడిన మైక్రోబయోమ్: ఆరోగ్యం కోసం బ్యాక్టీరియాను సవరించడం

• రచయిత గురించి:
• రచయిత పేరు

  క్వాంటమ్రన్ దూరదృష్టి
• మార్చి 8, 2023

మైక్రోబయోమ్ ఒక నిర్దిష్ట వాతావరణంలో సూక్ష్మజీవులను కలిగి ఉంటుంది. మైక్రోబయోమ్‌ను జన్యుపరంగా సవరించడం వలన కొన్ని లక్షణాలను అణచివేయడం లేదా ప్రదర్శించడం మరియు చికిత్సా విధానాలను అందించడం, వ్యవసాయం, ఆరోగ్యం మరియు శ్రేయస్సు రంగాలలో వివిధ ఆచరణాత్మక అనువర్తనాలను కనుగొనడంలో సహాయపడుతుంది.

జన్యుపరంగా ఇంజనీరింగ్ చేయబడిన మైక్రోబయోమ్ సందర్భం

గట్ మైక్రోబయోమ్, మానవ గట్‌లోని సూక్ష్మజీవుల సంఘం, ఆరోగ్యంలో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది. గట్ మైక్రోబయోమ్ ఆటో ఇమ్యూన్ వ్యాధులు, మధుమేహం, క్యాన్సర్, హృదయ సంబంధ వ్యాధులు, పార్కిన్సన్స్, అల్జీమర్స్, మల్టిపుల్ స్క్లెరోసిస్ మరియు డిప్రెషన్‌ను కూడా ప్రభావితం చేస్తుందని ఇటీవలి పరిశోధనలో తేలింది. అయినప్పటికీ, ఈ సున్నితమైన పర్యావరణ వ్యవస్థ యొక్క సమతుల్యత ఆహారం మరియు యాంటీబయాటిక్స్ వంటి అనేక కారణాల వల్ల చెదిరిపోతుంది, ఇది పునరుద్ధరించడం కష్టతరం చేస్తుంది. 

చాలా మంది పరిశోధకులు సూక్ష్మజీవుల మనుగడ మరియు అనుకూలత అవకాశాలను పెంచడానికి జన్యుపరంగా మార్పు చేయడాన్ని పరిశీలిస్తున్నారు. ఉదాహరణకు, టెక్సాస్ A&M యూనివర్శిటీలోని శాస్త్రవేత్తలు 2021లో వార్మ్ మైక్రోబయోమ్‌ను జన్యుపరంగా ఇంజనీర్ చేయడానికి బాక్టీరియం, E. కోలి మరియు రౌండ్‌వార్మ్‌ల సహజీవన సంబంధాన్ని ఉపయోగించారు. E. coli ప్లాస్మిడ్‌లో ఫ్లోరోసెన్స్-అణచివేసే జన్యువులను చొప్పించినప్పుడు వారు గమనించారు. దానిని తిన్న పురుగులు ఫ్లోరోసెన్స్‌ను ప్రదర్శించడం మానేస్తాయి. అదే సంవత్సరం, యూనివర్శిటీ ఆఫ్ కాలిఫోర్నియా శాన్ ఫ్రాన్సిస్కో శాస్త్రవేత్తలు E. coliలోని క్రోమోజోమ్‌లను తొలగించడానికి CRISPR జన్యు సవరణ వ్యవస్థతో బ్యాక్టీరియా-వేట వైరస్‌లను విజయవంతంగా లోడ్ చేశారు.

తిరిగి 2018లో, హార్వర్డ్ మెడికల్ స్కూల్‌లోని పరిశోధకులు బ్యాక్టీరియాను సమన్వయం చేయడానికి మరియు వాటిని సామరస్యంగా నియంత్రించడానికి కమ్యూనికేట్ చేయడానికి పనిచేశారు. సమ్మేళనం కోరమ్‌ను రెండు రకాల బ్యాక్టీరియాలోకి విడుదల చేయడానికి మరియు గుర్తించడానికి వారు సిగ్నలర్ మరియు రెస్పాండర్ జెనెటిక్ సర్క్యూట్‌లను ప్రవేశపెట్టారు. ఎలుకలకు ఈ బాక్టీరియాను తినిపించినప్పుడు, అన్ని ఎలుకల గట్స్ సిగ్నల్ ట్రాన్స్మిషన్ సంకేతాలను ప్రదర్శిస్తాయి, బ్యాక్టీరియా యొక్క విజయవంతమైన కమ్యూనికేషన్‌ను నిర్ధారిస్తుంది. మానవ గట్‌లో ఇంజనీర్ చేయబడిన బ్యాక్టీరియాతో సింథటిక్ మైక్రోబయోమ్‌ను సృష్టించడం లక్ష్యం, అవి తమ విధులను నిర్వర్తించేటప్పుడు తమలో తాము కమ్యూనికేట్ చేయడంలో సమర్థవంతంగా ఉంటాయి. 

విఘాతం కలిగించే ప్రభావం 

గట్ మైక్రోబయోమ్‌ను మార్చటానికి జన్యు-సవరణ పద్ధతులను ఉపయోగించడం యొక్క సామర్థ్యాన్ని అన్వేషించడం వివిధ ఆరోగ్య సమస్యలకు దోహదపడే అసమతుల్యతలను పరిష్కరించగలదు. ఉదాహరణకు, సంక్లిష్టమైన మానవ గట్‌లోని బ్యాక్టీరియా అసమతుల్యతను సరిచేయడానికి చికిత్సా విధానాలను అందించడాన్ని మరింత పరిశోధన కనుగొనవచ్చు. గట్ ఆరోగ్యానికి ప్రయోజనకరమైన జన్యు ఇంజనీరింగ్ బ్యాక్టీరియా ద్వారా, శాస్త్రవేత్తలు వివిధ గట్-సంబంధిత రుగ్మతలకు కొత్త చికిత్సలను సృష్టించవచ్చు, ఇందులో తాపజనక ప్రేగు వ్యాధి, ప్రకోప ప్రేగు సిండ్రోమ్ మరియు ఊబకాయం కూడా ఉన్నాయి. ఇది హార్మోన్ల అసమతుల్యత కారణంగా మధుమేహం కోసం కొత్త చికిత్సా పద్ధతులను కూడా అనుమతిస్తుంది. 

బ్యాక్టీరియా జన్యుపరంగా మార్చడం సులభం కావడానికి ఒక కారణం వాటి DNA కూర్పు. ఈ చిన్న జీవులు క్రోమోజోములు అని పిలువబడే DNA యొక్క ప్రధాన మూలకాలతో పాటు ప్లాస్మిడ్లు అని పిలువబడే DNA ముక్కలను కలిగి ఉంటాయి. ప్లాస్మిడ్‌లు తమను తాము కాపీలు చేసుకుంటాయి మరియు క్రోమోజోమ్‌ల కంటే తక్కువ జన్యువులను కలిగి ఉంటాయి, వాటిని జన్యు సాధనాలతో సులభంగా మార్చవచ్చు. ప్రత్యేకించి, ఇతర జీవుల నుండి DNA ముక్కలను బ్యాక్టీరియా ప్లాస్మిడ్‌లలో ఉంచవచ్చు.

ప్లాస్మిడ్‌లు తమను తాము కాపీ చేసుకున్నప్పుడు, అవి ట్రాన్స్‌జీన్స్ అని పిలువబడే జోడించిన జన్యువుల కాపీలను కూడా తయారు చేస్తాయి. ఉదాహరణకు, ఇన్సులిన్‌ను తయారు చేయడానికి మానవ జన్యువును ప్లాస్మిడ్‌కు జోడించినట్లయితే, బ్యాక్టీరియా ప్లాస్మిడ్‌ను కాపీ చేస్తుంది, ఇది ఇన్సులిన్ జన్యువు యొక్క మరిన్ని కాపీలను కూడా సృష్టిస్తుంది. ఈ జన్యువులను ఉపయోగించినప్పుడు, ఇది ఎక్కువ ఇన్సులిన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. అయినప్పటికీ, సూక్ష్మజీవుల యొక్క అధిక సంక్లిష్టత కారణంగా ఈ అవకాశం ఇంకా చాలా దూరంలో ఉందని శాస్త్రవేత్తలు అంగీకరిస్తున్నారు. ఏదేమైనప్పటికీ, ప్రస్తుత అధ్యయనాలు తెగులు నియంత్రణ, మొక్కల పెరుగుదలను మెరుగుపరచడం మరియు పశువైద్య వ్యాధుల నిర్ధారణలో కూడా అనేక అనువర్తనాలను కలిగి ఉంటాయి. 

జన్యుపరంగా ఇంజనీరింగ్ చేయబడిన సూక్ష్మజీవుల చిక్కులు

బహుళ వాతావరణాలలో మైక్రోబయోమ్ యొక్క విజయవంతమైన జన్యు ఇంజనీరింగ్ యొక్క విస్తృత చిక్కులు వీటిని కలిగి ఉండవచ్చు:

• CRISPR వంటి జన్యు-సవరణ సాధనాల్లో పరిశోధన పెరిగింది.
• నిర్దిష్ట పనులకు బాగా సరిపోయే బ్యాక్టీరియా యొక్క కొత్త జాతులను సృష్టించడం ద్వారా జీవ ఇంధనాలు, ఆహారం మరియు ఇతర ఉత్పత్తులను ఉత్పత్తి చేయడానికి కొత్త అవకాశాలను తెరవడం.
• బ్యాక్టీరియాను విచక్షణారహితంగా లక్ష్యంగా చేసుకునే యాంటీబయాటిక్స్ వాడకం తగ్గించబడింది. 
• వ్యక్తిగతీకరించిన ఔషధం మరియు రోగనిర్ధారణపై ఆసక్తి పెరిగింది, ఇక్కడ చికిత్సలు వ్యక్తి యొక్క గట్ మైక్రోబయోమ్ ఆధారంగా అనుకూలీకరించబడతాయి.
• ఇతర వ్యాధుల సంభవనీయతను పెంచే బ్యాక్టీరియా విస్తరణలో సంభావ్య ప్రమాదాలు.

పరిగణించవలసిన ప్రశ్నలు

• మానవ గట్ యొక్క మైక్రోబయోమ్ యొక్క సంక్లిష్టత కారణంగా, దాని పూర్తి జన్యు ఇంజనీరింగ్ త్వరలో సాధ్యమవుతుందని మీరు అనుకుంటున్నారా?
• అటువంటి ప్రక్రియల యొక్క విస్తృతమైన అప్లికేషన్లు ఎంత ఖర్చుతో కూడుకున్నవని మీరు అంచనా వేస్తున్నారు?