కృత్రిమ కనిష్ట కణాలు: వైద్య పరిశోధన కోసం తగినంత జీవితాన్ని సృష్టించడం

• రచయిత గురించి:
• రచయిత పేరు

  క్వాంటమ్రన్ దూరదృష్టి
• డిసెంబర్ 23, 2022

అంతర్దృష్టి సారాంశం

జీవితం యొక్క ఆవశ్యకతలను అన్వేషిస్తూ, శాస్త్రవేత్తలు కనీస కణాలను సృష్టించడానికి జన్యువులను తగ్గించడం, జీవితానికి అవసరమైన ప్రధాన విధులను బహిర్గతం చేయడం జరిగింది. ఈ ప్రయత్నాలు క్రమరహిత కణ ఆకారాలు వంటి ఊహించని ఆవిష్కరణలు మరియు సవాళ్లకు దారితీశాయి, జన్యుపరమైన అవసరాలను మరింత మెరుగుపర్చడానికి మరియు అర్థం చేసుకోవడానికి ప్రేరేపించాయి. ఈ పరిశోధన ఔషధ అభివృద్ధి, వ్యాధి అధ్యయనం మరియు వ్యక్తిగతీకరించిన వైద్యంలో సంభావ్య అనువర్తనాలతో సింథటిక్ జీవశాస్త్రంలో పురోగతికి మార్గం సుగమం చేస్తుంది.

కృత్రిమ కనిష్ట కణాల సందర్భం

కృత్రిమ కనిష్ట కణాలు లేదా జీనోమ్ కనిష్టీకరణ అనేది అవసరమైన జన్యువుల మధ్య పరస్పర చర్యలు ముఖ్యమైన శారీరక ప్రక్రియలకు ఎలా దారితీస్తాయో అర్థం చేసుకోవడానికి ఒక ఆచరణాత్మక సింథటిక్ బయాలజీ విధానం. జీనోమ్ కనిష్టీకరణ అనేది డిజైన్-బిల్డ్-టెస్ట్-లెర్న్ పద్ధతిని ఉపయోగించింది, ఇది మాడ్యులర్ జెనోమిక్ విభాగాల మూల్యాంకనం మరియు కలయికపై ఆధారపడింది మరియు జన్యు తొలగింపులకు మార్గనిర్దేశం చేయడంలో సహాయపడటానికి ట్రాన్స్‌పోసన్ మ్యూటాజెనిసిస్ (జన్యువులను ఒక హోస్ట్ నుండి మరొక హోస్ట్‌కు బదిలీ చేసే ప్రక్రియ) నుండి సమాచారం. ఈ పద్ధతి అవసరమైన జన్యువులను కనుగొనడంలో పక్షపాతాన్ని తగ్గించింది మరియు శాస్త్రవేత్తలకు జన్యువును మార్చడానికి, పునర్నిర్మించడానికి మరియు అధ్యయనం చేయడానికి మరియు అది ఏమి చేస్తుందో తెలుసుకోవడానికి సాధనాలను అందించింది.

2010లో, US-ఆధారిత J. క్రెయిగ్ వెంటర్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ (JVCI)లోని శాస్త్రవేత్తలు మైకోప్లాస్మా క్యాప్రికోలమ్ అనే బ్యాక్టీరియా యొక్క DNAని విజయవంతంగా తొలగించి, దాని స్థానంలో మరో బ్యాక్టీరియా అయిన Mycoplasma mycoides ఆధారంగా కంప్యూటర్‌లో రూపొందించిన DNAతో భర్తీ చేసినట్లు ప్రకటించారు. బృందం వారి కొత్త జీవికి JCVI-syn1.0 లేదా సంక్షిప్తంగా 'సింథటిక్' అని పేరు పెట్టింది. ఈ జీవి భూమిపై కంప్యూటర్ తల్లిదండ్రులను కలిగి ఉన్న మొదటి స్వీయ-ప్రతిరూప జాతి. కణాల నుండి మొదలుకొని జీవితం ఎలా పనిచేస్తుందో శాస్త్రవేత్తలకు అర్థం చేసుకోవడానికి ఇది సృష్టించబడింది. 

2016లో, బృందం JCVI-syn3.0ని సృష్టించింది, ఇది సాధారణ జీవితానికి సంబంధించిన ఏ ఇతర రూపాల కంటే తక్కువ జన్యువులతో కూడిన ఏకకణ జీవి (JVCI-syn473 యొక్క 1.0 జన్యువులతో పోలిస్తే 901 జన్యువులు మాత్రమే). అయితే, జీవి అనూహ్య మార్గాల్లో పనిచేసింది. ఆరోగ్యకరమైన కణాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి బదులుగా, ఇది స్వీయ-ప్రతిరూపణ సమయంలో విచిత్రమైన ఆకారాన్ని సృష్టించింది. సాధారణ కణ విభజనకు కారణమైన వాటితో సహా అసలు కణం నుండి చాలా జన్యువులను తొలగించినట్లు శాస్త్రవేత్తలు గ్రహించారు. 

విఘాతం కలిగించే ప్రభావం

సాధ్యమైనంత తక్కువ జన్యువులతో ఆరోగ్యకరమైన జీవిని కనుగొనాలని నిశ్చయించుకుని, మసాచుసెట్స్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీ (MIT) మరియు నేషనల్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ స్టాండర్డ్స్ అండ్ టెక్నాలజీ (NIST)కి చెందిన బయోఫిజిసిస్ట్‌లు 3.0లో JCVI-syn2021 కోడ్‌ను రీమిక్స్ చేశారు. JCVI-syn3A అనే ​​కొత్త వేరియంట్. ఈ కొత్త కణం కేవలం 500 జన్యువులను కలిగి ఉన్నప్పటికీ, పరిశోధకుల కృషికి ఇది సాధారణ కణం వలె ప్రవర్తిస్తుంది. 

కణాన్ని మరింతగా తొలగించేందుకు శాస్త్రవేత్తలు కృషి చేస్తున్నారు. 2021లో, M. mycoides JCVI-syn3B అని పిలవబడే ఒక కొత్త కృత్రిమ జీవి 300 రోజుల పాటు పరిణామం చెందింది, ఇది వివిధ పరిస్థితులలో పరివర్తన చెందగలదని నిరూపిస్తుంది. బయో ఇంజనీర్లు మరింత క్రమబద్ధీకరించబడిన జీవి శాస్త్రవేత్తలకు జీవితాన్ని దాని అత్యంత ప్రాథమిక స్థాయిలో అధ్యయనం చేయడంలో సహాయపడుతుందని మరియు వ్యాధులు ఎలా ముందడుగు వేస్తాయో అర్థం చేసుకోవడానికి సహాయపడగలదని కూడా ఆశాభావం వ్యక్తం చేశారు.

2022లో, ఉర్బానా-ఛాంపెయిన్‌లోని ఇల్లినాయిస్ విశ్వవిద్యాలయం, JVCI మరియు జర్మనీకి చెందిన టెక్నిస్చే యూనివర్సిటాట్ డ్రెస్‌డెన్‌కు చెందిన శాస్త్రవేత్తల బృందం JCVI-syn3A యొక్క కంప్యూటర్ మోడల్‌ను రూపొందించింది. ఈ మోడల్ దాని నిజ జీవిత అనలాగ్ యొక్క పెరుగుదల మరియు పరమాణు నిర్మాణాన్ని ఖచ్చితంగా అంచనా వేయగలదు. 2022 నాటికి, ఇది కంప్యూటర్ అనుకరణ చేసిన అత్యంత పూర్తి-సెల్ మోడల్.

ఈ అనుకరణలు విలువైన సమాచారాన్ని అందించగలవు. ఈ డేటాలో జీవక్రియ, పెరుగుదల మరియు కణ చక్రంలో జన్యు సమాచార ప్రక్రియలు ఉంటాయి. అమైనో ఆమ్లాలు, న్యూక్లియోటైడ్‌లు మరియు అయాన్‌ల క్రియాశీల రవాణాతో సహా జీవిత సూత్రాలు మరియు కణాలు శక్తిని ఎలా వినియోగిస్తాయి అనే విషయాలపై విశ్లేషణ అంతర్దృష్టిని అందిస్తుంది. కనిష్ట కణ పరిశోధనలు పెరుగుతూనే ఉన్నందున, శాస్త్రవేత్తలు ఔషధాలను అభివృద్ధి చేయడానికి, వ్యాధులను అధ్యయనం చేయడానికి మరియు జన్యు చికిత్సలను కనుగొనడానికి ఉపయోగించే మెరుగైన సింథటిక్ జీవశాస్త్ర వ్యవస్థలను సృష్టించవచ్చు.

కృత్రిమ కనిష్ట కణాల యొక్క చిక్కులు

కృత్రిమ కనిష్ట కణాల అభివృద్ధి యొక్క విస్తృత చిక్కులు వీటిని కలిగి ఉండవచ్చు: 

• పరిశోధన కోసం స్ట్రిప్డ్ డౌన్ కానీ ఫంకింగ్ లైఫ్ సిస్టమ్‌లను రూపొందించడానికి మరిన్ని ప్రపంచ సహకారాలు.
• రక్త కణాలు మరియు ప్రోటీన్ల వంటి జీవ నిర్మాణాలను మ్యాప్ చేయడానికి మెషిన్ లెర్నింగ్ మరియు కంప్యూటర్ మోడలింగ్ వినియోగం పెరిగింది.
• బాడీ-ఆన్-ఎ-చిప్ మరియు లైవ్ రోబోట్‌లతో సహా అధునాతన సింథటిక్ బయాలజీ మరియు మెషిన్-ఆర్గానిజం హైబ్రిడ్‌లు. అయినప్పటికీ, ఈ ప్రయోగాలు కొంతమంది శాస్త్రవేత్తల నుండి నైతిక ఫిర్యాదులను అందుకోవచ్చు.
• కొన్ని బయోటెక్ మరియు బయోఫార్మా సంస్థలు డ్రగ్ మరియు థెరపీ డెవలప్‌మెంట్‌లను ఫాస్ట్-ట్రాక్ చేయడానికి సింథటిక్ బయాలజీ కార్యక్రమాలలో భారీగా పెట్టుబడి పెడుతున్నాయి.
• శాస్త్రవేత్తలు జన్యువుల గురించి మరియు వాటిని ఎలా తారుమారు చేయవచ్చు అనే దాని గురించి మరింత తెలుసుకున్నందున జన్యు సవరణలో పెరిగిన ఆవిష్కరణలు మరియు ఆవిష్కరణలు.
• శాస్త్రీయ సమగ్రత మరియు ప్రజల విశ్వాసం రెండింటినీ రక్షిస్తూ, నైతిక పద్ధతులను నిర్ధారించడానికి బయోటెక్నాలజీ పరిశోధనపై మెరుగైన నిబంధనలు.
• కొత్త విద్యా మరియు శిక్షణా కార్యక్రమాల ఆవిర్భావం సింథటిక్ జీవశాస్త్రం మరియు కృత్రిమ జీవన రూపాలపై దృష్టి సారించింది, తరువాతి తరం శాస్త్రవేత్తలను ప్రత్యేక నైపుణ్యాలతో సన్నద్ధం చేస్తుంది.
• వ్యక్తిగతీకరించిన ఔషధం వైపు ఆరోగ్య సంరక్షణ వ్యూహాలను మార్చడం, కృత్రిమ కణాలు మరియు కృత్రిమ జీవశాస్త్రాన్ని టైలర్-మేడ్ ట్రీట్‌మెంట్స్ మరియు డయాగ్నస్టిక్స్ కోసం ఉపయోగించడం.

పరిగణించవలసిన ప్రశ్నలు

• మీరు సింథటిక్ బయాలజీ రంగంలో పనిచేస్తుంటే, కనిష్ట కణాల వల్ల కలిగే ఇతర ప్రయోజనాలు ఏమిటి?
• సింథటిక్ బయాలజీని అభివృద్ధి చేయడానికి సంస్థలు మరియు సంస్థలు ఎలా కలిసి పని చేస్తాయి?