CRISPR এর ওয়াইল্ড ফার্স্ট ডিকেড শুধুমাত্র এর সম্ভাব্যতার উপরিভাগে স্ক্র্যাচ করে

দশ বছর আগে, একটি স্বল্প পরিচিত ব্যাকটেরিয়া প্রতিরক্ষা ব্যবস্থা একটি শক্তিশালী জিনোম সম্পাদক হিসাবে খ্যাতি অর্জন করেছিল। সেই দশকের পর থেকে, CRISPR-Cas9 একাধিক ভেরিয়েন্ট তৈরি করেছে, একটি ব্যাপক টুলবক্সে বিস্তৃত হয়েছে যা জীবনের জেনেটিক কোড সম্পাদনা করতে পারে।

হাতির দাঁতের টাওয়ারের সাধনা থেকে অনেক দূরে, গবেষণা, স্বাস্থ্যসেবা এবং কৃষিতে এর ব্যবহারিক ব্যবহার দ্রুত এবং ক্ষিপ্ত হয়ে উঠেছে।

আপনি শিরোনাম দেখেছেন. এফডিএ এর ব্যবহার অনুমোদন করেছে সিকেল সেল রোগের জন্য অন্তর্নিহিত জেনেটিক মিউটেশন মোকাবেলা করা. কিছু গবেষক শিশুদের মধ্যে চিকিত্সা অযোগ্য ব্লাড ক্যান্সারের বিরুদ্ধে লড়াই করার জন্য ইমিউন কোষ সম্পাদিত. অন্যরা নিয়েছে শূকর থেকে মানুষের অঙ্গ প্রতিস্থাপন দাতার অঙ্গের ঘাটতি দূর করার প্রয়াসে স্বপ্ন থেকে বাস্তবে। সাম্প্রতিক কাজের লক্ষ্য হল উচ্চ কোলেস্টেরল সহ লক্ষ লক্ষ লোককে সাহায্য করা—এবং সম্ভাব্যভাবে জনসাধারণের কাছে CRISPR-ভিত্তিক জিন থেরাপি নিয়ে আসা। তাদের হৃদরোগের সম্ভাবনা কমিয়ে দেয় একটি একক ইনজেকশন দিয়ে।

কিন্তু ডঃ জেনিফার ডুডনার কাছে, যিনি CRISPR এর উন্নয়নে ভূমিকার জন্য 2020 সালে নোবেল পুরস্কার জিতেছেন, আমরা কেবল এর সম্ভাবনার উপরিভাগ স্ক্র্যাচ করছি। স্নাতক ছাত্র জয় ওয়াং এর সাথে একসাথে, ডুডনা প্রযুক্তির পরবর্তী দশকের জন্য একটি রোডম্যাপ তৈরি করেছে একটি নিবন্ধে in বিজ্ঞান.

যদি 2010-এর দশকে CRISPR টুলবক্স প্রতিষ্ঠা এবং এর কার্যকারিতা প্রমাণ করার উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করা হয়, এই দশকটি হল যখন প্রযুক্তিটি তার পূর্ণ সম্ভাবনায় পৌঁছেছে। CRISPR-ভিত্তিক থেরাপি এবং রোগ নির্ণয়ের জন্য বড় আকারের স্ক্রিন থেকে শুরু করে উচ্চ-ফলনশীল ফসল এবং পুষ্টিকর খাবার ইঞ্জিনিয়ারিং, প্রযুক্তি "এবং এর সম্ভাব্য প্রভাব এখনও তাদের প্রাথমিক পর্যায়ে রয়েছে," লেখক লিখেছেন।

হাইলাইট একটি দশক

আমরা CRISPR অগ্রগতিতে প্রচুর কালি ছিটিয়েছি, কিন্তু এটি ভবিষ্যতের ভবিষ্যদ্বাণী করার জন্য অতীতকে পুনরায় দেখার জন্য অর্থ প্রদান করে-এবং সম্ভাব্যভাবে পথের সমস্যাগুলি খুঁজে বের করতে।

একটি প্রাথমিক হাইলাইট ছিল CRISPR-এর অবিশ্বাস্য ক্ষমতা দ্রুত প্রকৌশলী প্রাণীর রোগের মডেল। এর আসল রূপটি খুব প্রাথমিক ভ্রূণে একটি লক্ষ্যযুক্ত জিনকে সহজেই ছিনিয়ে নিয়ে যায়, যা একটি গর্ভে প্রতিস্থাপন করা হলে পূর্বের পদ্ধতিগুলি ব্যবহার করে এক বছরের তুলনায় মাত্র এক মাসে জেনেটিকালি পরিবর্তিত ইঁদুর তৈরি করতে পারে। অতিরিক্ত সিআরআইএসপিআর সংস্করণ, যেমন বেস এডিটিং—একটি জেনেটিক অক্ষর অন্যটির জন্য অদলবদল করা—এবং প্রধান সম্পাদনা—যা উভয় স্ট্র্যান্ড না কেটেই ডিএনএকে স্নিপ করে—আরও জেনেটিক্যালি-পরিবর্তিত অর্গানয়েড ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে টুলকিটের নমনীয়তাকে বাড়িয়ে তোলে (মিনি ব্রেইন চিন্তা করুন) এবং প্রাণী। CRISPR আমাদের কিছু সবচেয়ে ধ্বংসাত্মক এবং বিভ্রান্তিকর রোগের জন্য দ্রুত কয়েক ডজন মডেল স্থাপন করেছে, যার মধ্যে রয়েছে বিভিন্ন ক্যান্সার, আলঝেইমারস এবং ডুচেন পেশীবহুল ডিস্ট্রোফি—একটি অবক্ষয়জনিত ব্যাধি যাতে পেশী ধীরে ধীরে নষ্ট হয়ে যায়। CRISPR-ভিত্তিক কয়েক ডজন ট্রায়াল এখন কাজের মধ্যে.

CRISPR বড় ডেটা যুগে জেনেটিক স্ক্রীনিংকেও ত্বরান্বিত করেছে। এক সময়ে একটি জিনকে টার্গেট করার পরিবর্তে, এখন হাজার হাজার জিনকে নীরব করা বা সক্রিয় করা সম্ভব, সমান্তরালভাবে, জৈবিক পরিবর্তনে জিনগত বিভ্রান্তি অনুবাদ করার জন্য এক ধরণের রোসেটা পাথর গঠন করে। জেনেটিক মিথস্ক্রিয়া বোঝার জন্য এটি বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ, যেমন ক্যান্সার বা বার্ধক্য যাদের আমরা আগে গোপন ছিলাম না, এবং ওষুধের বিকাশের জন্য নতুন গোলাবারুদ অর্জন করা।

কিন্তু CRISPR-এর জন্য একটি মুকুট অর্জন ছিল মাল্টিপ্লেক্স সম্পাদনা। একই সাথে একাধিক পিয়ানো কীগুলিতে ট্যাপ করার মতো, এই ধরণের জেনেটিক ইঞ্জিনিয়ারিং একাধিক নির্দিষ্ট ডিএনএ অঞ্চলকে লক্ষ্য করে, দ্রুত একটি জিনোমের জেনেটিক মেকআপকে একযোগে পরিবর্তন করে।

প্রযুক্তি উদ্ভিদ এবং প্রাণীর মধ্যে কাজ করে। যুগ যুগ ধরে, মানুষ পরিশ্রমের সাথে পছন্দসই বৈশিষ্ট্য সহ ফসলের বংশবৃদ্ধি করেছে—সেটি রঙ, আকার, স্বাদ, পুষ্টি, বা রোগ প্রতিরোধ ক্ষমতা। CRISPR একাধিক বৈশিষ্ট্যের জন্য নির্বাচন করতে বা এমনকি একটি প্রজন্মের মধ্যে নতুন ফসল গৃহপালিত করতে সাহায্য করতে পারে। CRISPR-সৃষ্ট শিংবিহীন ষাঁড়, পুষ্টিগুণ সমৃদ্ধ টমেটো, এবং হাইপার-পেশীবহুল খামারের প্রাণী এবং মাছ ইতিমধ্যে বাস্তবতা. বিশ্বের জনসংখ্যার সাথে 8 সালে 2022 বিলিয়ন ছুঁয়েছে এবং লাখ লাখ মানুষ ক্ষুধার্ত, CRISPRed-ফসল একটি লাইফলাইন ধার দিতে পারে-অর্থাৎ, যদি মানুষ প্রযুক্তি গ্রহণ করতে ইচ্ছুক হয়।

পথ এগিয়ে

আমরা কোথায় এখানে থেকে যান?

লেখকদের কাছে, আমাদের CRISPR এর কার্যকারিতা আরও বাড়াতে হবে এবং বিশ্বাস তৈরি করতে হবে। এর অর্থ হল টুলটির সম্পাদনার নির্ভুলতা এবং নির্ভুলতা বাড়ানোর জন্য মূল বিষয়গুলিতে ফিরে যাওয়া৷ এখানে, CRISPR যন্ত্রপাতির "কাঁচি" উপাদান Cas এনজাইমগুলিকে দ্রুত বিকশিত করার প্ল্যাটফর্মগুলি গুরুত্বপূর্ণ।

ইতিমধ্যে সাফল্য হয়েছে: একটি Cas সংস্করণ, উদাহরণ স্বরূপ, টার্গেটিং কম্পোনেন্ট - sgRNA "ব্লাডহাউন্ড" এর জন্য একটি রেললাইন হিসাবে কাজ করে। ক্লাসিক CRISPR-এ, sgRNA একা কাজ করে, কিন্তু এই আপডেট হওয়া সংস্করণে, এটি Cas সহায়তা ছাড়াই আবদ্ধ হতে সংগ্রাম করে। এই কৌশলটি একটি নির্দিষ্ট ডিএনএ সাইটে সম্পাদনা করতে সাহায্য করে এবং নির্ভুলতা বাড়ায় যাতে কাটা পূর্বাভাস অনুযায়ী কাজ করে।

অনুরূপ কৌশলগুলিও কম পার্শ্বপ্রতিক্রিয়া সহ নির্ভুলতা বাড়াতে পারে বা কোষে নতুন জিন সন্নিবেশ করতে পারে যেমন নিউরন এবং অন্য যেগুলি আর বিভাজিত হয় না। প্রাইম এডিটিং এর মাধ্যমে ইতিমধ্যেই সম্ভব হলেও এর কার্যকারিতা হতে পারে 30 গুণ কম ক্লাসিক CRISPR প্রক্রিয়ার চেয়ে।

"পরবর্তী দশকে প্রধান সম্পাদনার জন্য একটি প্রধান লক্ষ্য হল সম্পাদনা পণ্যের বিশুদ্ধতার সাথে আপস না করে দক্ষতার উন্নতি করা - এমন একটি ফলাফল যা প্রাইম এডিটিংকে নির্ভুল সম্পাদনার জন্য সবচেয়ে বহুমুখী সরঞ্জামগুলির মধ্যে একটিতে পরিণত করার সম্ভাবনা রাখে," লেখক বলেছেন।

তবে সম্ভবত আরও গুরুত্বপূর্ণ হল ডেলিভারি, যা বিশেষ করে থেরাপিউটিকসের জন্য বাধা হয়ে দাঁড়িয়েছে। বর্তমানে, সিআরআইএসপিআর সাধারণত শরীরের বাইরের কোষগুলিতে ব্যবহৃত হয় যা ফিরে আসে - যেমন CAR-T-এর ক্ষেত্রে বা কিছু ক্ষেত্রে, একটি ভাইরাল বাহকের সাথে সংযুক্ত বা চর্বিযুক্ত বুদবুদের মধ্যে আবদ্ধ এবং শরীরে ইনজেকশন দেওয়া হয়। সাফল্য আছে: 2021 মধ্যে, FDA অনুমোদন করেছে প্রথম CRISPR-ভিত্তিক শট একটি জেনেটিক রক্তের রোগ, ট্রান্সথাইরেটিন অ্যামাইলয়েডোসিস মোকাবেলা করতে।

তবুও উভয় কৌশলই সমস্যাযুক্ত: CAR-T চিকিত্সা থেকে অনেক ধরনের কোষই বেঁচে থাকতে পারে না- শরীরে পুনঃপ্রবর্তিত হলে মারা যায়-এবং নির্দিষ্ট টিস্যু এবং অঙ্গগুলিকে টার্গেট করা বেশিরভাগ ইনজেকশনযোগ্য থেরাপির নাগালের বাইরে থাকে।

পরবর্তী দশকের জন্য একটি মূল অগ্রগতি, লেখকরা বলেছেন, CRISPR কার্গোকে কোনো ক্ষতি ছাড়াই লক্ষ্যযুক্ত টিস্যুতে শাটল করা এবং জিন সম্পাদককে তার উদ্দিষ্ট স্থানে ছেড়ে দেওয়া। এই পদক্ষেপগুলির প্রতিটি, যদিও কাগজে আপাতদৃষ্টিতে সহজ, তার নিজস্ব চ্যালেঞ্জগুলির একটি সেট উপস্থাপন করে যেগুলি অতিক্রম করতে বায়োইঞ্জিনিয়ারিং এবং উদ্ভাবন উভয়েরই প্রয়োজন হবে।

অবশেষে, CRISPR অন্যান্য প্রযুক্তিগত অগ্রগতির সাথে সমন্বয় করতে পারে, লেখক বলেছেন। উদাহরণস্বরূপ, সেল ইমেজিং এবং মেশিন লার্নিং-এ ট্যাপ করার মাধ্যমে, আমরা শীঘ্রই আরও দক্ষ জিনোম এডিটর তৈরি করতে পারি। ধন্যবাদ দ্রুত এবং সস্তা ডিএনএ সিকোয়েন্সিং, আমরা তখন সহজেই জিন-সম্পাদনার পরিণতি নিরীক্ষণ করতে পারি। এই ডেটাগুলি তখন এক ধরণের প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া সরবরাহ করতে পারে যার সাহায্যে আরও শক্তিশালী জিনোম সম্পাদককে একটি গুণী লুপে প্রকৌশলী করা যায়।

বাস্তব-বিশ্বের প্রভাব

যদিও CRISPR টুলবক্সকে আরও প্রসারিত করা এজেন্ডায় রয়েছে, তবে প্রযুক্তিটি তার দ্বিতীয় দশকে বাস্তব বিশ্বকে প্রভাবিত করার জন্য যথেষ্ট পরিপক্ক, লেখক বলেছেন।

অদূর ভবিষ্যতে, আমাদের দেখতে হবে "সিআরআইএসপিআর-ভিত্তিক চিকিত্সার বর্ধিত সংখ্যা ক্লিনিকাল ট্রায়ালের পরবর্তী পর্যায়ে চলে যাচ্ছে।" আরও সামনের দিকে তাকালে, প্রযুক্তি বা এর রূপগুলি পরীক্ষামূলক না হয়ে শূকর থেকে মানব অঙ্গের জেনোট্রান্সপ্ল্যান্টকে রুটিন করে তুলতে পারে। বার্ধক্যজনিত বা অবনতিশীল মস্তিষ্ক বা হৃদরোগের দিকে পরিচালিত করে এমন জিনগুলির জন্য বড় মাপের স্ক্রিন-আজকে আমাদের শীর্ষ ঘাতক-প্রোফিল্যাকটিক CRISPR-ভিত্তিক চিকিত্সা প্রদান করতে পারে। এটা কোন সহজ কাজ নয়: বহুমুখী জেনেটিক রোগের অন্তর্নিহিত জেনেটিক্স সম্পর্কে আমাদের উভয়েরই জ্ঞান দরকার—অর্থাৎ, যখন একাধিক জিন কাজ করে—এবং তাদের লক্ষ্যে সম্পাদনা সরঞ্জামগুলি সরবরাহ করার একটি উপায়। "কিন্তু সম্ভাব্য সুবিধাগুলি আজ যা সম্ভব তার বাইরেও এই ক্ষেত্রে নতুনত্ব চালাতে পারে," লেখক বলেছেন।

তবুও বৃহত্তর শক্তির সাথে বৃহত্তর দায়িত্ব আসে। CRISPR বিস্ময়কর গতিতে অগ্রসর হয়েছে, এবং নিয়ন্ত্রক সংস্থা এবং জনসাধারণ এখনও ধরার জন্য সংগ্রাম করছে। সম্ভবত সবচেয়ে কুখ্যাত উদাহরণ ছিল যে CRISPR বাচ্চারা, যেখানে বৈশ্বিক নৈতিক নির্দেশিকাগুলির বিরুদ্ধে পরীক্ষাগুলি করা হয়েছিল৷ চালিত মানব জীবাণু-কোষ সম্পাদনার জন্য একটি লাল রেখা স্থাপন করার জন্য একটি আন্তর্জাতিক কনসোর্টিয়াম।

একইভাবে, জিনগতভাবে পরিবর্তিত জীব (GMOs) একটি বিতর্কিত বিষয় থেকে যায়। যদিও CRISPR পূর্ববর্তী জেনেটিক সরঞ্জামগুলির তুলনায় অনেক বেশি সুনির্দিষ্ট, তবে স্বাগত জানাবেন কিনা তা ভোক্তাদের সিদ্ধান্ত নিতে হবে মানব-বিকশিত খাবারের একটি নতুন প্রজন্ম- উদ্ভিদ এবং প্রাণী উভয়ই।

এইগুলো গুরুত্বপূর্ণ কথোপকথন যা বিশ্বব্যাপী আলোচনার প্রয়োজন যেহেতু CRISPR তার দ্বিতীয় দশকে প্রবেশ করছে। তবে লেখকদের কাছে ভবিষ্যৎ উজ্জ্বল দেখায়।

"যেমন CRISPR জিনোম সম্পাদনার আবির্ভাবের সময়, বৈজ্ঞানিক কৌতূহল এবং সমাজের উপকার করার আকাঙ্ক্ষার সংমিশ্রণ CRISPR প্রযুক্তিতে উদ্ভাবনের পরবর্তী দশককে চালিত করবে," তারা বলে। "প্রাকৃতিক বিশ্বের অন্বেষণ চালিয়ে যাওয়ার মাধ্যমে, আমরা যা কল্পনা করা যায় না তা আবিষ্কার করব এবং গ্রহের সুবিধার জন্য এটিকে বাস্তব-বিশ্বে ব্যবহার করব।"

চিত্র ক্রেডিট: NIH এ

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• প্লেটোব্লকচেন। Web3 মেটাভার্স ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://singularityhub.com/2023/01/25/crisprs-wild-first-decade-only-scratches-the-surface-of-its-potential/