रैले - इसे CRISPR पहेली कहें।
बैक्टीरिया वायरस जैसे दुश्मनों के हमलों का सामना करने के लिए अनुकूली प्रतिरक्षा प्रणाली के रूप में सीआरआईएसपीआर-कैस सिस्टम का उपयोग करते हैं। इन प्रणालियों को वैज्ञानिकों द्वारा विभिन्न जीवों में विशिष्ट आनुवंशिक कोड अनुक्रमों को हटाने या काटने और प्रतिस्थापित करने के लिए अनुकूलित किया गया है।
[CRISPR-कैस नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ के अनुसार, अधिकांश बैक्टीरिया और आर्किया में मौजूद एक अनुकूली प्रतिरक्षा प्रणाली है, जो उन्हें फेज, वायरस और अन्य विदेशी आनुवंशिक तत्वों से संक्रमित होने से रोकती है।]
रोडोल्फे बैरांगौ (एनसीएसयू फोटो)
लेकिन एक नए अध्ययन में, नॉर्थ कैरोलिना स्टेट यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि सीआरआईएसपीआर-कैस सिस्टम से इंजीनियर किए गए वायरस बैक्टीरिया की सुरक्षा को विफल कर सकते हैं और लक्षित बैक्टीरिया में चयनात्मक परिवर्तन कर सकते हैं - तब भी जब अन्य बैक्टीरिया निकटता में हों।
“वायरस पेलोड पहुंचाने में बहुत अच्छे हैं। यहां, हम बैक्टीरिया को सीआरआईएसपीआर देने के लिए एक जीवाणु वायरस, एक बैक्टीरियोफेज का उपयोग करते हैं, जो विडंबनापूर्ण है क्योंकि बैक्टीरिया आमतौर पर वायरस को मारने के लिए सीआरआईएसपीआर का उपयोग करते हैं, ”कहा रोडोल्फ बैरंगौएनसी राज्य में खाद्य, बायोप्रोसेसिंग और पोषण विज्ञान के टोड आर क्लेनहैमर प्रतिष्ठित प्रोफेसर और आज प्रकाशित शोध का वर्णन करने वाले एक पेपर के संबंधित लेखक नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज की कार्यवाही. “इस मामले में वायरस लक्ष्य बनाता है ई. कोलाई इसमें डीएनए पहुंचाकर। यह एक वायरस को सिरिंज के रूप में उपयोग करने जैसा है।”
एनसी राज्य के शोधकर्ताओं ने लक्षित संपादन के लिए सीआरआईएसपीआर-कैस पेलोड वितरित करने के लिए दो अलग-अलग इंजीनियर बैक्टीरियोफेज तैनात किए ई. कोलाई, पहले एक टेस्ट ट्यूब में और फिर मिट्टी की नकल करने के लिए बनाए गए सिंथेटिक मिट्टी के वातावरण के भीतर - एक जटिल वातावरण जो कई प्रकार के बैक्टीरिया को आश्रय दे सकता है।
दोनों इंजीनियर्ड बैक्टीरियोफेज, जिन्हें टी7 और लैम्ब्डा कहा जाता है, सफलतापूर्वक पाए गए और फिर पेलोड वितरित किए गए ई. कोलाई लैब बेंच पर मेज़बान। इन पेलोड ने बैक्टीरिया के फ़्लोरेसेंट जीन को व्यक्त किया और एंटीबायोटिक के प्रति बैक्टीरिया के प्रतिरोध में हेरफेर किया।
इसके बाद शोधकर्ताओं ने तथाकथित साइटोसिन बेस एडिटर देने के लिए लैम्ब्डा का उपयोग किया ई. कोलाई मेज़बान। सीआरआईएसपीआर द्वारा कभी-कभी डीएनए अनुक्रमों को कठोर रूप से साफ़ करने के बजाय, इस आधार संपादक ने केवल एक अक्षर बदला ई कोलाई'एस डीएनए, सिस्टम की संवेदनशीलता और सटीकता को दर्शाता है। इन परिवर्तनों ने अन्य परिवर्तन किए बिना कुछ जीवाणु जीनों को निष्क्रिय कर दिया ई. कोलाई.
“हमने यहां जीन के लिए एक प्रकार के प्रोग्रामयोग्य ऑन-ऑफ स्विच के रूप में एक बेस एडिटर का उपयोग किया ई. कोलाई. इस तरह की प्रणाली का उपयोग करके, हम आमतौर पर सीआरआईएसपीआर-कैस लक्ष्यीकरण से जुड़े डबल-स्ट्रैंड डीएनए टूटने के बिना जीनोम में अत्यधिक सटीक एकल-अक्षर परिवर्तन कर सकते हैं, ”एनसी राज्य के पूर्व पीएच.डी. मैथ्यू नेथरी ने कहा। अध्ययन के छात्र और प्रमुख लेखक।
अंत में, शोधकर्ताओं ने मिट्टी के वातावरण की नकल करने के लिए तरल के साथ-साथ रेत और क्वार्ट्ज के सिंथेटिक मिट्टी माध्यम से भरे एक गढ़े हुए पारिस्थितिकी तंत्र (इकोफैब) के उपयोग के माध्यम से साइट पर संपादन का प्रदर्शन किया। शोधकर्ताओं ने यह जांचने के लिए तीन अलग-अलग प्रकार के बैक्टीरिया को भी शामिल किया कि क्या फेज विशेष रूप से पता लगाया जा सकता है ई. कोलाई प्रणाली के भीतर
बैरांगौ ने कहा, "एक प्रयोगशाला में, वैज्ञानिक चीजों को अतिसरलीकृत कर सकते हैं।" "पर्यावरण का मॉडल बनाना बेहतर है, इसलिए टेस्ट ट्यूब में सूप के बजाय, हम वास्तविक जीवन के वातावरण की जांच करना चाहते थे।"
शोधकर्ताओं ने लैम्ब्डा को निर्मित पारिस्थितिकी तंत्र में डाला। इसने खोजने में अच्छी दक्षता दिखाई ई. कोलाई और लक्षित आनुवंशिक परिवर्तन करना।
ऊर्जा विभाग के लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी के एक वैज्ञानिक ट्रेंट नॉर्थन ने कहा, "यह तकनीक हमारी टीम और अन्य लोगों को इकोफैब जैसे अत्यधिक नियंत्रित प्रयोगशाला वातावरण में पौधों और अन्य सूक्ष्म जीवों के साथ प्रमुख जीवाणु संबंधों के आनुवंशिक आधार की खोज करने में सक्षम बनाएगी।" (बर्कले लैब) जो बैरांगौ के साथ सहयोग करता है।
“हम इसे माइक्रोबायोम की सहायता के लिए एक तंत्र के रूप में देखते हैं। हम एक विशेष जीवाणु में बदलाव कर सकते हैं और बाकी माइक्रोबायोम सुरक्षित रहता है,'' बैरांगौ ने कहा। “यह उस अवधारणा का प्रमाण है जिसे किसी भी जटिल माइक्रोबियल समुदाय में नियोजित किया जा सकता है, जो बेहतर पौधों के स्वास्थ्य और बेहतर जठरांत्र संबंधी स्वास्थ्य में तब्दील हो सकता है - भोजन और स्वास्थ्य के लिए महत्वपूर्ण वातावरण।
"आखिरकार यह अध्ययन सीआरआईएसपीआर डिलीवरी के अगले अध्याय का प्रतिनिधित्व करता है - एक जटिल वातावरण में सीआरआईएसपीआर मशीनरी वितरित करने के लिए वायरस का उपयोग करना।"
शोधकर्ता अन्य मिट्टी से जुड़े बैक्टीरिया के साथ फेज सीआरआईएसपीआर तकनीक का परीक्षण करके इस काम को आगे बढ़ाने की योजना बना रहे हैं। महत्वपूर्ण रूप से, यह दर्शाता है कि पौधों की वृद्धि को कैसे बढ़ाया जाए और पौधों के स्वास्थ्य को कैसे बढ़ावा दिया जाए, यह समझने के लिए गढ़े गए पारिस्थितिक तंत्र में पौधों से जुड़े बैक्टीरिया की संरचना और कार्य को नियंत्रित करने के लिए मिट्टी के सूक्ष्मजीव समुदायों को कैसे हेरफेर किया जा सकता है, जो टिकाऊ कृषि के लिए व्यापक हित में है।
एम-सीएएफई के माइक्रोबियल कम्युनिटी एनालिसिस एंड फंक्शनल इवैल्यूएशन इन सॉइल्स द्वारा फंडिंग प्रदान की गई थी, जो लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी के नेतृत्व में एक विज्ञान फोकस क्षेत्र है और अनुबंध संख्या के तहत अमेरिकी ऊर्जा विभाग द्वारा समर्थित है। DE-AC02-05CH11231, यूसी बर्कले और इनोवेटिव जीनोमिक्स इंस्टीट्यूट सहित सहयोगात्मक प्रयासों से। पेपर के सह-लेखकों में नेथरी, पूर्व एनसी राज्य पोस्ट-डॉक्टरल शोधकर्ता क्लाउडियो हिडाल्गो-कैंटाब्राना और एनसी राज्य स्नातक छात्र एवरी रॉबर्ट्स शामिल हैं।
(सी) एनसीएसयू
