একটি এআই টুল সবেমাত্র CRISPR জিন সম্পাদনার জন্য প্রায় 200টি নতুন সিস্টেম প্রকাশ করেছে

সিআরআইএসপিআর-এর একটি সমস্যা রয়েছে: সম্পদের বিব্রত।

যখন থেকে জিন সম্পাদনা পদ্ধতি খ্যাতি অর্জন করেছে, বিজ্ঞানীরা আরও ভাল নির্ভুলতা এবং নির্ভুলতার সাথে বৈকল্পিক সন্ধান করছেন।

একটি অনুসন্ধান পদ্ধতি ব্যাকটেরিয়া এবং অন্যান্য প্রাণীর ডিএনএতে CRISPR-Cas9 সম্পর্কিত জিনগুলির জন্য স্ক্রীন করে। আরেকটি কৃত্রিমভাবে গবেষণাগারে CRISPR উপাদানগুলিকে উন্নততর থেরাপিউটিক বৈশিষ্ট্য দিতে - যেমন মানবদেহের অভ্যন্তরে বৃহত্তর স্থিতিশীলতা, নিরাপত্তা এবং দক্ষতা।

এই ডেটা কোটি কোটি জেনেটিক সিকোয়েন্স ধারণকারী ডেটাবেসে সংরক্ষণ করা হয়। যদিও এই লাইব্রেরিগুলিতে লুকানো বহিরাগত CRISPR সিস্টেম থাকতে পারে, অনুসন্ধান করার জন্য কেবলমাত্র অনেকগুলি এন্ট্রি রয়েছে৷

এই মাসে, CRISPR অগ্রগামী ডঃ ফেং ঝাং-এর নেতৃত্বে MIT এবং হার্ভার্ডের একটি দল বিদ্যমান বিগ-ডেটা পদ্ধতি থেকে অনুপ্রেরণা নিয়েছিল এবং জেনেটিক সিকোয়েন্সের সমুদ্রকে মুষ্টিমেয় CRISPR সিস্টেমের মতো সঙ্কুচিত করতে AI ব্যবহার করেছে।

এআই অস্বাভাবিক ব্যাকটেরিয়া থেকে জিনোম সহ ওপেন-সোর্স ডাটাবেসগুলিকে ঝাঁকুনি দেওয়া হয়েছে—যেগুলি ব্রুয়ারি, কয়লা খনি, ঠান্ডা অ্যান্টার্কটিক উপকূলে পাওয়া যায় এবং (কোন মজা না করা) কুকুরের লালা সহ।

মাত্র কয়েক সপ্তাহের মধ্যে, অ্যালগরিদম হাজার হাজার সম্ভাব্য নতুন জৈবিক "অংশ" চিহ্নিত করেছে যেগুলি 188টি নতুন CRISPR-ভিত্তিক সিস্টেম তৈরি করতে পারে - এর মধ্যে কিছু যা অত্যন্ত বিরল।

নতুন প্রার্থীদের মধ্যে বেশ কয়েকজন দাঁড়িয়েছেন। উদাহরণস্বরূপ, কিছু কম পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া সহ সম্পাদনা করার জন্য লক্ষ্য জিনের উপর আরও সুনির্দিষ্টভাবে লক করতে পারে। অন্যান্য বৈচিত্রগুলি সরাসরি ব্যবহারযোগ্য নয় তবে কিছু বিদ্যমান CRISPR সিস্টেমগুলি কীভাবে কাজ করে সে সম্পর্কে অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করতে পারে-উদাহরণস্বরূপ, যেগুলি আরএনএকে লক্ষ্য করে, "মেসেঞ্জার" অণু কোষকে ডিএনএ থেকে প্রোটিন তৈরি করতে নির্দেশ করে।

"জীববৈচিত্র্য একটি ধন সম্পদ," বলেছেন ঝাং। "এই ধরণের বিশ্লেষণ করা আমাদেরকে এক ঢিলে দুটি পাখি মারার অনুমতি দেয়: উভয়ই জীববিজ্ঞান অধ্যয়ন করে এবং সম্ভাব্য দরকারী জিনিসগুলিও খুঁজে পায়," তিনি যোগ.

একটি বন্য শিকার

যদিও CRISPR মানুষের মধ্যে তার জিন সম্পাদনার দক্ষতার জন্য পরিচিত, বিজ্ঞানীরা প্রথম ব্যাকটেরিয়ায় সিস্টেমটি আবিষ্কার করেন যেখানে এটি ভাইরাল সংক্রমণের বিরুদ্ধে লড়াই করে।

বিজ্ঞানীরা দীর্ঘদিন ধরে সারা বিশ্ব জুড়ে নুক এবং ক্রানি থেকে ব্যাকটেরিয়া নমুনা সংগ্রহ করেছেন। ক্রমবর্ধমান সাশ্রয়ী এবং দক্ষ ডিএনএ সিকোয়েন্সিংয়ের জন্য ধন্যবাদ, এই নমুনাগুলির মধ্যে অনেকগুলি - কিছু অপ্রত্যাশিত উত্স যেমন পুকুরের স্কাম থেকে - তাদের জেনেটিক ব্লুপ্রিন্ট ম্যাপ করা হয়েছে এবং ডেটাবেসে জমা করা হয়েছে৷

নতুন সিআরআইএসপিআর সিস্টেমের সন্ধানে ঝ্যাং অপরিচিত নয়। "কয়েক বছর আগে, আমরা জিজ্ঞাসা করতে শুরু করেছিলাম, 'CRISPR এর বাইরে কি আছে, এবং প্রকৃতিতে কি অন্য আরএনএ-প্রোগ্রামেবল সিস্টেম আছে?'" ঝাং বলা এমআইটি নিউজ এই বছরের শুরুতে.

CRISPR দুটি কাঠামোর সমন্বয়ে গঠিত। একটি হল একটি "ব্লাডহাউন্ড" গাইড আরএনএ সিকোয়েন্স, সাধারণত প্রায় 20 বেস দীর্ঘ, যা একটি নির্দিষ্ট জিনকে লক্ষ্য করে। অন্যটি হল কাঁচির মতো ক্যাস প্রোটিন। একবার একটি কোষের ভিতরে, ব্লাডহাউন্ড লক্ষ্য খুঁজে পায়, এবং কাঁচি জিনটি ছিঁড়ে ফেলে। সিস্টেমের আরও সাম্প্রতিক সংস্করণ, যেমন বেস এডিটিং বা প্রধান সম্পাদনা, একক-অক্ষরের ডিএনএ অদলবদল করতে বা এমনকি আরএনএ লক্ষ্যগুলি সম্পাদনা করতে বিভিন্ন ধরণের ক্যাস প্রোটিন ব্যবহার করুন।

2021 তে ফিরে, ঝাং এর ল্যাব CRISPR ফ্যামিলি ট্রির উৎপত্তি খুঁজে বের করেছে, একটি সম্পূর্ণ নতুন ফ্যামিলি লাইন শনাক্ত করেছে। ওমেগা ডাব করা, এই সিস্টেমগুলি বিদেশী গাইড আরএনএ এবং প্রোটিন কাঁচি ব্যবহার করে, তবুও তারা পেট্রি ডিশে সংস্কৃত মানব কোষে সহজেই ডিএনএ স্নিপ করতে পারে।

অতি সম্প্রতি দলটি তাদের অনুসন্ধান প্রসারিত জীবনের একটি নতুন শাখায়: ইউক্যারিওটস। এই পরিবারের সদস্যরা - গাছপালা, প্রাণী এবং মানুষ সহ - তাদের ডিএনএ শক্তভাবে একটি বাদামের মতো কাঠামোর মধ্যে আবৃত থাকে। ব্যাকটেরিয়া, বিপরীতে, এই কাঠামো নেই। ছত্রাক, শৈবাল এবং ক্ল্যামস (হ্যাঁ, জীববৈচিত্র্য অদ্ভুত এবং দুর্দান্ত) স্ক্রীনিং করে, দলটি এমন প্রোটিন খুঁজে পেয়েছে যাকে তারা ফ্যানজর বলে যা মানুষের ডিএনএ সম্পাদনা করার জন্য পুনরায় প্রোগ্রাম করা যেতে পারে - এটি প্রথম প্রমাণ যে ইউক্যারিওটেও একটি CRISPR-এর মতো প্রক্রিয়া বিদ্যমান।

তবে লক্ষ্যটি কেবলমাত্র এটির জন্য চকচকে, নতুন জিন সম্পাদকদের সন্ধান করা নয়। বরং, এটি প্রকৃতির জিন সম্পাদনার দক্ষতাকে ট্যাপ করে জিন সম্পাদকদের একটি সংগ্রহ তৈরি করা, যার প্রতিটির নিজস্ব শক্তি রয়েছে, যা জেনেটিক ব্যাধিগুলির চিকিত্সা করতে পারে এবং আমাদের শরীরের অভ্যন্তরীণ কাজগুলি বুঝতে সাহায্য করতে পারে।

সমষ্টিগতভাবে, বিজ্ঞানীরা ছয়টি প্রধান CRISPR সিস্টেম আবিষ্কার করেছেন - কিছু কিছু ভিন্ন Cas এনজাইমের সাথে সহযোগিতা করে, উদাহরণস্বরূপ, অন্যরা DNA বা RNA-তে বিশেষজ্ঞ।

"প্রকৃতি আশ্চর্যজনক। অনেক বৈচিত্র্য আছে,” ঝাং বলেছেন. "সম্ভবত সেখানে আরও আরএনএ-প্রোগ্রামেবল সিস্টেম রয়েছে, এবং আমরা অন্বেষণ চালিয়ে যাচ্ছি এবং আশা করি আরও আবিষ্কার করব।"

বায়োইঞ্জিনিয়ারিং স্ক্র্যাবল

দলটি নতুন এআই তৈরি করেছে, যাকে FLSHclust বলা হয়। তারা প্রযুক্তিকে রূপান্তরিত করেছে যা বিস্ময়করভাবে বৃহৎ ডেটাসেটগুলিকে বিশ্লেষণ করে - যেমন সফ্টওয়্যার নথি, অডিও বা চিত্র ফাইলের বৃহৎ জমার মধ্যে মিল হাইলাইট করে - CRISPR-এর সাথে সম্পর্কিত জিনগুলিকে শিকার করার একটি সরঞ্জামে৷

একবার সম্পূর্ণ হলে, অ্যালগরিদম ব্যাকটেরিয়া থেকে জিনের ক্রম বিশ্লেষণ করে এবং সেগুলিকে গোষ্ঠীতে সংগ্রহ করে—একটু রংধনুতে রং গুচ্ছ করার মতো, একই রকম রঙগুলিকে একত্রে গোষ্ঠীবদ্ধ করে যাতে আপনি যে ছায়াটি খুঁজছেন তা খুঁজে পাওয়া সহজ হয়। এখান থেকে, দলটি সিআরআইএসপিআর-এর সাথে যুক্ত জিনের উপর ভরসা করে।

অ্যালগরিদমটি ব্যাকটেরিয়া এবং আর্কিয়া থেকে কয়েক হাজার জিনোম এবং লক্ষ লক্ষ রহস্য ডিএনএ সিকোয়েন্স সহ একাধিক ওপেন-সোর্স ডাটাবেসের মাধ্যমে আঁচড়ানো হয়েছে। সব মিলিয়ে, এটি কোটি কোটি প্রোটিন-এনকোডিং জিন স্ক্যান করেছে এবং তাদের প্রায় 500 মিলিয়ন ক্লাস্টারে গোষ্ঠীভুক্ত করেছে। এর মধ্যে, দলটি 188টি জিন শনাক্ত করেছে যা এখনও কেউ CRISPR এর সাথে যুক্ত করেনি এবং এটি হাজার হাজার নতুন CRISPR সিস্টেম তৈরি করতে পারে।

দুটি সিস্টেম, জীবাণু থেকে উন্নত সাহস প্রাণীদের এবং কালো সমুদ্র, CRISPR-Cas32-এ ব্যবহৃত সাধারণ 20-এর পরিবর্তে একটি 9-বেস গাইড RNA ব্যবহার করা হয়েছে। একটি অনুসন্ধান ক্যোয়ারী মত, এটি দীর্ঘ, আরো সুনির্দিষ্ট ফলাফল. এই দীর্ঘ নির্দেশিকা RNA "প্রশ্নগুলি" নির্দেশ করে যে সিস্টেমের কম পার্শ্বপ্রতিক্রিয়া থাকতে পারে। আরেকটি সিস্টেম হল আগের CRISPR-ভিত্তিক ডায়াগনস্টিক সিস্টেমের মতো যাকে বলা হয় শার্লক, যা একটি সংক্রামক আক্রমণকারী থেকে একটি একক ডিএনএ বা আরএনএ অণু দ্রুত অনুভব করতে পারে।

সংস্কৃত মানব কোষে পরীক্ষা করা হলে, উভয় সিস্টেমই লক্ষ্যযুক্ত জিনের একটি একক স্ট্র্যান্ডকে ছিঁড়ে ফেলতে পারে এবং প্রায় 13 শতাংশ দক্ষতায় ছোট জেনেটিক ক্রম সন্নিবেশ করতে পারে। এটি খুব বেশি শোনাচ্ছে না, তবে এটি একটি বেসলাইন যা উন্নত করা যেতে পারে।

দলটি একটি নতুন সিআরআইএসপিআর সিস্টেমের জন্য জিন আবিষ্কার করেছে যা পূর্বে বিজ্ঞানের কাছে অজানা আরএনএকে লক্ষ্য করে। শুধুমাত্র ঘনিষ্ঠভাবে যাচাই-বাছাই করার পরেই পাওয়া যায়, মনে হচ্ছে এই সংস্করণটি এবং এখনও আবিষ্কৃত যেকোনও বিশ্বব্যাপী ব্যাকটেরিয়া নমুনা দ্বারা সহজে ধরা পড়েনি এবং তাই প্রকৃতিতে অত্যন্ত বিরল।

"এই মাইক্রোবায়াল সিস্টেমগুলির মধ্যে কিছু একচেটিয়াভাবে কয়লা খনি থেকে পানিতে পাওয়া গেছে," বলেছেন অধ্যয়নের লেখক ড. সৌম্য কান্নান। "যদি কেউ এতে আগ্রহী না হয় তবে আমরা সেই সিস্টেমগুলি কখনই দেখতে পেতাম না।"

এই সিস্টেমগুলি মানুষের জিন সম্পাদনায় ব্যবহার করা যেতে পারে কিনা তা জানা এখনও খুব তাড়াতাড়ি। যেগুলি এলোমেলোভাবে ডিএনএ কেটে দেয়, উদাহরণস্বরূপ, থেরাপিউটিক উদ্দেশ্যে অকেজো হবে। যাইহোক, AI সম্ভাব্য "ইউনিকর্ন" জিন সিকোয়েন্সগুলি খুঁজে পেতে জেনেটিক ডেটার একটি বিশাল মহাবিশ্ব খনি করতে পারে এবং এটি এখন আরও অনুসন্ধানের জন্য অন্যান্য বিজ্ঞানীদের কাছে উপলব্ধ।

চিত্র ক্রেডিট: NIH এ

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটো হেলথ। বায়োটেক এবং ক্লিনিক্যাল ট্রায়াল ইন্টেলিজেন্স। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://singularityhub.com/2023/11/27/an-ai-tool-just-revealed-almost-200-new-systems-for-crispr-gene-editing/