CRISPR बैक-मैन से मिलता है: नया डीएनए कट एंड पेस्ट टूल

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CRISPR बैक-मैन से मिलता है: नया डीएनए कट एंड पेस्ट टूल

एक नए अध्ययन से पता चलता है कि आनुवंशिक संपादन, जो नए उपचारों के विकास और मनुष्यों और अन्य जीवों में बीमारी और सामान्य कार्यों के अध्ययन के लिए नेतृत्व कर सकता है, एक नए उपकरण द्वारा कोशिका के जीनोम से डीएनए के बड़े टुकड़ों को काटने के लिए तेजी से उन्नत किया जा सकता है। यूसी सैन फ्रांसिस्को वैज्ञानिक।

19 अक्टूबर, 2020 को जर्नल ऑफ यूसीएसएफ स्टडीज में प्रकाशित प्राकृतिक तरीके CRISPR-Cas9 नामक आनुवंशिक कैंची का पहली बार उपयोग करने वाले दो शोधकर्ताओं को दो सप्ताह के भीतर रसायन विज्ञान में इस वर्ष का नोबेल पुरस्कार प्राप्त करने के लिए चुना गया है।

हालांकि अब दुनिया भर की प्रयोगशालाओं में एक शोध उपकरण के रूप में उपयोग किया जाता है, सीआरआईएसपीआर कई सदियों पहले बैक्टीरिया में उनके प्राचीन नामों का मुकाबला करने के साधन के रूप में विकसित हुआ, बैक्टीरियोफेज के रूप में जाना जाने वाला वायरस का एक पूरा संग्रह। जब बैक्टीरिया एक पृष्ठ का सामना करते हैं, तो वे वायरल डीएनए को अपने डीएनए से जोड़ते हैं, जो तब आरएनए उत्पन्न करने के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है। CRISPR एंजाइम तब पेज को टारगेट, डिसेबल और किल करते हैं।

इस प्राचीन और अजीब हथियारों की दौड़ की खोज में अपने हालिया काम में, मुख्य जांचकर्ता जोसेफ बोंडी-डेनोमी, पीएच.डी. उपकरण।

पहले से ही प्रसिद्ध CRISPR-Cas9 पहनावा एक आणविक छेनी की तरह है जिसका उपयोग लक्ष्य स्थल पर डीएनए को जल्दी और सटीक रूप से निकालने के लिए किया जाता है। नए डीएनए डालने के लिए अन्य तरीकों का इस्तेमाल किया जा सकता है। लेकिन UCSF वैज्ञानिकों द्वारा संशोधित नई CRISPR-Cas3 प्रणाली एक अलग जीवाणु प्रतिरक्षा प्रणाली का उपयोग करती है। इस प्रणाली में प्रमुख एंजाइम, COS3, डीएनए के बहुत लंबे एक्सटेंशन को जल्दी और सटीक रूप से हटाने के लिए आणविक लकड़ी के टुकड़े के रूप में कार्य करता है।

“कारण 3 एक मोटर के साथ केस 9 की तरह है – एक बार जब यह अपने विशिष्ट डीएनए लक्ष्य का पता लगा लेता है, तो यह डीएनए पर चलता है और बैक-मैन की तरह चबाता है,” पांडी-डेनोमी ने कहा।

पांडी-डेनॉमी के अनुसार, लंबी अवधि के डीएनए को हटाने या बदलने की यह नई क्षमता शोधकर्ताओं को आनुवंशिक अनुक्रमों के महत्व का मूल्यांकन करने में मदद करेगी जो डीएनए अनुक्रमों को अधिक कुशलता से बनाते हैं, और मनुष्यों और उन्हें संक्रमित करने वाले रोगजनकों को समझने में महत्वपूर्ण हैं।

“पहले, अनुसंधान या चिकित्सीय उद्देश्यों के लिए बैक्टीरिया में डीएनए के बहुत बड़े हिस्से को हटाने का कोई आसान और विश्वसनीय तरीका नहीं था,” उन्होंने कहा। “अब, 100 अलग-अलग छोटे डीएनए विलोपन के बजाय, हम एक विलोपन करते हैं और कहते हैं, ‘क्या बदला?’

पांडी-डेनॉमी के अनुसार, चूंकि बैक्टीरिया और अन्य प्रकार की कोशिकाओं का उपयोग आमतौर पर छोटे अणु या प्रोटीन-आधारित दवाओं के उत्पादन के लिए किया जाता है, CRISPR-Cas3 जैव प्रौद्योगिकी वैज्ञानिकों को इन कोशिकाओं से संभावित रोगजनक या बेकार डीएनए को आसानी से निकालने में सक्षम करेगा।

“जीवाणु डीएनए के बड़े हिस्से को ठीक से समझा नहीं गया है और कुछ मामलों में अज्ञात कार्यों के साथ जीवित रहने की आवश्यकता नहीं है,” पांडी-डेनोमी ने कहा। “इसके अलावा, जीवाणु डीएनए में अन्य स्रोतों से आयातित डीएनए की बड़ी लंबाई होती है, जो बैक्टीरिया के मानव मेजबान में बीमारी का कारण बन सकती है या जीवाणु चयापचय को बाधित कर सकती है।”

पांडी-डेनोमी ने कहा कि CRISPR-Cas3 को पूरे जीन को औद्योगिक, कृषि या यहां तक ​​कि मानव जीन थेरेपी अनुप्रयोगों में जीन में डालने की अनुमति देनी चाहिए।

यूसीएसएफ के शोधकर्ताओं ने स्यूडोमोनास एरुगिनोसा जीवाणु द्वारा उपयोग की जाने वाली सीआरआईएसपीआर-कैस3 प्रणाली को चुना और संशोधित किया, और इसे तीन अन्य प्रजातियों में प्रदर्शित किया, जिनमें मनुष्यों और पौधों में बीमारी का कारण भी शामिल है। चार प्रजातियां। अन्य CRISPR-Cas3 सिस्टम को मानव और अन्य स्तनधारी कोशिकाओं में फंसाया गया है, और इसे b. एरुगिनोसा प्रणाली के लिए सुलभ होना चाहिए, पांडी-डेनोमी ने कहा।

पांडी-डेनॉमी इस बारे में अधिक जानने के लिए पढ़ता है कि बैक्टीरिया, बैक्टीरियोफेज और सीआरआईएसपीआर सिस्टम कैसे काम करते हैं और उपयोगी आणविक उपकरण खोजने के लिए। “CRISPR-Cas3 प्रकृति में सबसे आम CRISPR प्रणाली है,” उन्होंने कहा। “जीवाणु प्रजातियां केस 9 प्रणाली की तुलना में केस 3 प्रणाली का 10 गुना अधिक बार उपयोग करती हैं। कारण 3 एक उत्कृष्ट जीवाणु प्रतिरक्षा प्रणाली हो सकती है क्योंकि यह पृष्ठ डीएनए को तोड़ देती है।”

केस 9 के विपरीत, जब केएस 3 अपने सटीक डीएनए लक्ष्य को बांधता है, तो यह दोनों दिशाओं में डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए के एक स्ट्रैंड को चबाना शुरू कर देता है, जिससे एक ही स्ट्रैंड का पता चलता है। यूसीएसएफ परीक्षणों में प्राप्त विलोपन की मात्रा में, कई मामलों में, 100 जीवाणु जीन शामिल हैं। शोधकर्ताओं ने पाया कि CRISPR-Cas3 तंत्र को हटाए गए डीएनए को नए डीएनए अनुक्रमों के साथ आसानी से बदलने की अनुमति देनी चाहिए।

प्रयोगशाला में डीएनए को हटाने और संपादित करने के लिए, वैज्ञानिक किसी भी दिशानिर्देश का उपयोग करके इच्छुक जीव के जीन में विशिष्ट डीएनए को लक्षित करने के लिए सीआरआईएसपीआर सिस्टम का उपयोग करते हैं।

एक नए CRISPR-Cas3 अध्ययन में, विलोपन को ठीक करने के लिए बैक्टीरिया को प्रदान किए गए डीएनए अनुक्रमों में हेरफेर करके, शोधकर्ता इन बड़ी डीएनए मरम्मत सीमाओं को सटीक रूप से निर्धारित करने में सक्षम थे जिन्हें वे CRISPR-Cas9 के साथ प्राप्त नहीं कर सके।

पांडी-डेनॉमी ने पहले एंटी-सीआरआईएसपीआर तकनीकों का आविष्कार किया था जो बैक्टीरिया से लड़ने के लिए विकसित की गई थीं, और साइड इफेक्ट होने से पहले या अवांछित बैक्टीरिया को हटाने के लिए मानव उपचार के रूप में उपयोग किए जाने वाले गैस एंजाइमों द्वारा ट्रिगर आनुवंशिक संपादन प्रतिक्रियाओं को रोकने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता था। आंत में आबादी है, उन्होंने कहा। ई कोलाई और एक या दो प्रजातियों के अपवाद के साथ, बैक्टीरिया की 1,000 या अधिक प्रजातियों के बारे में बहुत कम जानकारी है जो आमतौर पर वहां रहते हैं।

“गैर-आनुवंशिक रोगाणु आनुवंशिक दुनिया में बहुत पीछे हैं और उनका अध्ययन करने के लिए नए उपकरणों की आवश्यकता है।”

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Source by www.sciencedaily.com

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