ई। कोलाई गंभीर बीमारियों का कारण बन सकता है, लेकिन अक्सर दवाओं के विकास में उपयोग किया जाता है
विक्टर हब्बिक विजन/साइंस फोटो लाइब्रेरी
हम जीवन के निर्माण में पहले से कहीं अधिक चले गए जो किसी भी चीज़ से अलग है, स्वाभाविक रूप से विकसित हुई है। का जीनोम उन्होंने ठंड दिखाया जीवाणु को 64 आनुवंशिक कोड में से केवल 57 का उपयोग करने के लिए एक कंप्यूटर पर फिर से डिज़ाइन किया गया था, जिन्हें खरोंच से संश्लेषित किया गया था और इसलिए एक जीवित जीवाणु में डाल दिया गया था।
“यह एक विशाल प्रयास था,” वे कहते हैं वेस्ले रॉबर्टसन कैम्ब्रिज, यूनाइटेड किंगडम में आणविक जीव विज्ञान की चिकित्सा अनुसंधान परिषद प्रयोगशाला में।
उनकी टीम ने यह प्रदर्शित करने के लिए ऐसा किया कि यह संभव है, लेकिन 57-कोडन ई कोलाईSYN57 कहा जाता है, इसका व्यावसायिक उपयोग हो सकता है। आगे के परिवर्तनों के साथ, SYN57 वायरल संक्रमणों के लिए पूरी तरह से प्रतिरोधी हो सकता है, दवाओं, खाद्य पदार्थों या सौंदर्य प्रसाधनों के लिए प्रोटीन के औद्योगिक उत्पादन के लिए एक महान लाभ। ऐसा इसलिए है क्योंकि वायरस प्रोटीन बनाने के लिए अपने अतिथि पर आधारित होते हैं, इसलिए यदि कोड बदल दिया जाता है, तो वायरल प्रोटीन गलत हो जाएगा।
अन्य परिवर्तनों के साथ, SYN57 का उपयोग 27 अलग -अलग अमीनो एसिड वाले प्रोटीन का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है, जबकि प्राकृतिक प्रोटीन में केवल 20 होते हैं। ये सिंथेटिक प्रोटीन संभावित रूप से उन चीजों को कर सकते हैं जो सामान्य प्रोटीन के साथ अप्राप्य हैं।
एक प्रोटीन एक जीन में स्थापित विशिष्ट अनुक्रम में इकट्ठे अमीनो एसिड की एक श्रृंखला है। डीएनए, या कोडन के तीन अक्षरों की प्रत्येक श्रृंखला, प्रोटीन बनाने के कारखानों को बताती है कि अमीनो एसिड बाद में जोड़ते हैं या कब रुकना है क्योंकि एक प्रोटीन पूरा हो गया है।
चार डीएनए अक्षर हैं, जो 64 अलग -अलग कोडन बनाते हैं। लेकिन पृथ्वी पर जीवित जीव आमतौर पर केवल 20 प्रकार के अमीनो एसिड के साथ प्रोटीन का उत्पादन करते हैं, इसलिए बहुत अधिक अतिरेक होता है, दो या अधिक अलग -अलग कोडन के साथ जो अधिकांश अमीनो एसिड को निर्दिष्ट करते हैं।
यदि किसी विशेष अमीनो एसिड के लिए एक कोडन के सभी मामलों को एक ही अमीनो एसिड के लिए एक अन्य कोडन के साथ बदल दिया जाता है, तो पहले कोडन को अन्य उद्देश्यों के लिए मुक्त किया जाता है। उदाहरण के लिए, इसका उपयोग अप्राकृतिक अमीनो एसिड या यहां तक कि एक अन्य प्रकार के रसायन के लिए संहिताबद्ध करने के लिए किया जा सकता है, जिससे नए प्रकार के प्रोटीनों के निर्माण की अनुमति मिलती है।
सिद्धांत रूप में, 43 कोडन को एक जीवित जीव में मुक्त किया जा सकता है क्योंकि अमीनो एसिड के मानक सेट के लिए केवल 21: 20 की आवश्यकता होती है, साथ ही साथ एक स्टॉप कोडन भी। व्यवहार में, यह अभी तक प्राप्त करने योग्य नहीं है क्योंकि एक जीनोम में अधिक परिवर्तन किए जाते हैं, अधिक संभावना है कि कुछ परिवर्तन अनैच्छिक रूप से हानिकारक हैं।
इसके बजाय, जीवविज्ञानी अपेक्षाकृत छोटे शुरू कर रहे हैं। 2011 में, 314 जीन परिवर्तन किए गए थे ई कोलाई एक कोडन को मुक्त करने का प्रयास करने के लिए।
हजारों जीन परिवर्तन करना बहुत श्रमसाध्य है, इसलिए रॉबर्टसन और उनकी टीम ने इसके बजाय खरोंच से डीएनए को संक्षेप में प्रस्तुत किया है। 2019 में, उन्होंने 4 मिलियन डीएनए पत्रों में 18,000 बदलावों के साथ Syn61 के निर्माण की घोषणा की, ई कोलाईजीनोम, तीन कोडन मुक्त। एक स्पिन-ऑफ कंपनी कहा जाता है Constructive.bio यह वाणिज्यिक अनुप्रयोगों को विकसित कर रहा है।
अब, शोधकर्ताओं ने SYN57 में सात कोडन को मुक्त करने के लिए 101,000 बदलाव किए हैं। इसे प्राप्त करने के लिए, कई हानिकारक परिवर्तनों की पहचान करने और उन्हें ठीक करने के लिए जीवित बैक्टीरिया में रिकोड जीनोम के छोटे टुकड़ों का परीक्षण किया जाना था। इस कठिन प्रक्रिया को तेजी से बड़े टुकड़ों के साथ दोहराया गया है जब तक कि जीनोम पूरा नहीं हो जाता है।
“यह एक महत्वपूर्ण परिणाम है और काम के वर्षों का परिणाम है,” वे कहते हैं एकोस हार्वर्ड मेडिकल स्कूल में। Nyerges की टीम भी है में सात कोडों को मुक्त करने के लिए काम कर रहे हैं ई कोलाईलेकिन अलग -अलग कोडन को फिर से करना। “हमारे 57-कोडन ई कोलाई तनाव अभी भी जारी है, “वह कहते हैं।
जबकि SYN57 पहले से ही पूरा हो चुका है, यह सामान्य से बहुत अधिक धीरे -धीरे बढ़ता है। व्यावसायिक उद्देश्यों के लिए, इसमें सुधार करना होगा। “हम योजना बनाते हैं कि हम विकास दर में सुधार करने में सक्षम होंगे, ताकि यह अधिक उपयोगी हो,” रॉबर्टसन कहते हैं।
अभी के लिए, उनकी टीम की योजना SYN57 के संभावित अनुप्रयोगों की खोज पर ध्यान केंद्रित करने की है, बजाय इसके कि अधिक कोडन को मुक्त करने की कोशिश करने के बजाय। “आनुवंशिक कोड को और अधिक संपीड़ित करने के बारे में सोचने से पहले बहुत कुछ है,” वे कहते हैं।
एक सिंथेटिक जीनोम के साथ पहली बार 2010 में बनाया गया था, लेकिन इसका उद्देश्य रिकोड कोडन के बजाय एक सरलीकृत जीव बनाना था।
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