ریلی - اسے CRISPR کا معمہ کہیں۔
بیکٹیریا وائرس جیسے دشمنوں کے حملوں کا مقابلہ کرنے کے لیے CRISPR-Cas سسٹم کو مدافعتی نظام کے طور پر استعمال کرتے ہیں۔ ان نظاموں کو سائنسدانوں نے مختلف قسم کے جانداروں میں مخصوص جینیاتی کوڈ کی ترتیب کو ہٹانے یا کاٹنے اور تبدیل کرنے کے لیے ڈھال لیا ہے۔
[CRISPR-Cas نیشنل انسٹی ٹیوٹ آف ہیلتھ کے مطابق، زیادہ تر بیکٹیریا اور آثار قدیمہ میں موجود ایک انکولی مدافعتی نظام ہے، جو انہیں فیز، وائرس اور دیگر غیر ملکی جینیاتی عناصر سے متاثر ہونے سے روکتا ہے۔]
روڈولف بارنگو (NCSU تصویر)
لیکن ایک نئی تحقیق میں، نارتھ کیرولائنا اسٹیٹ یونیورسٹی کے محققین سے پتہ چلتا ہے کہ CRISPR-Cas سسٹم کے ساتھ بنائے گئے وائرس بیکٹیریا کے دفاع کو ناکام بنا سکتے ہیں اور ہدف والے بیکٹیریا میں منتخب تبدیلیاں کر سکتے ہیں - یہاں تک کہ جب دوسرے بیکٹیریا قریب میں ہوں۔
"وائرس پے لوڈ فراہم کرنے میں بہت اچھے ہیں۔ یہاں، ہم بیکٹیریا کو CRISPR پہنچانے کے لیے ایک بیکٹیریل وائرس، ایک بیکٹیریوفیج کا استعمال کرتے ہیں، جو کہ ستم ظریفی ہے کیونکہ بیکٹیریا عام طور پر وائرس کو مارنے کے لیے CRISPR کا استعمال کرتے ہیں،" کہا۔ روڈولف بارنگوTodd R. Klaenhammer NC اسٹیٹ میں فوڈ، بائیو پروسیسنگ اور نیوٹریشن سائنسز کے ممتاز پروفیسر اور ایک مقالے کے متعلقہ مصنف جو آج شائع ہونے والی تحقیق کو بیان کرتا ہے۔ نیشنل اکیڈمی آف سائنسز کی کاروائی. "اس معاملے میں وائرس کا ہدف ہے۔ E. کولی اسے ڈی این اے پہنچا کر۔ یہ ایک وائرس کو سرنج کے طور پر استعمال کرنے جیسا ہے۔"
NC ریاست کے محققین نے CRISPR-Cas پے لوڈس کی ٹارگٹ ایڈیٹنگ کے لیے دو مختلف انجنیئرڈ بیکٹیریوفیجز کو تعینات کیا۔ E. کولی، پہلے ٹیسٹ ٹیوب میں اور پھر مٹی کی نقل کرنے کے لیے بنائے گئے مصنوعی مٹی کے ماحول میں - ایک پیچیدہ ماحول جو بہت سے قسم کے بیکٹیریا کو پناہ دے سکتا ہے۔
ٹی 7 اور لیمبڈا نامی دونوں انجنیئرڈ بیکٹیریوفیجز کو کامیابی کے ساتھ پایا گیا اور پھر پے لوڈز تک پہنچایا۔ E. کولی لیب بینچ پر میزبان۔ ان پے لوڈز نے بیکٹیریل فلورسنٹ جینز کا اظہار کیا اور اینٹی بائیوٹک کے خلاف بیکٹیریم کی مزاحمت میں ہیرا پھیری کی۔
اس کے بعد محققین نے لیمبڈا کو نام نہاد سائٹوسین بیس ایڈیٹر فراہم کرنے کے لیے استعمال کیا۔ E. کولی میزبان CRISPR کے بعض اوقات ڈی این اے کی ترتیب کو سخت کرنے کے بجائے، اس بیس ایڈیٹر نے صرف ایک خط کو تبدیل کیا ای کولی 's DNA، نظام کی حساسیت اور درستگی کو ظاہر کرتا ہے۔ ان تبدیلیوں نے بعض بیکٹیریل جینز کو غیر فعال کر دیا بغیر دیگر تبدیلیوں کے E. کولی.
"ہم نے یہاں ایک بیس ایڈیٹر کو جینز کے لیے پروگرام کے قابل آن آف سوئچ کے طور پر استعمال کیا۔ E. کولی. اس طرح کے نظام کا استعمال کرتے ہوئے، ہم CRISPR-Cas ہدف سازی کے ساتھ منسلک ڈبل اسٹرینڈ ڈی این اے ٹوٹ پھوٹ کے بغیر جینوم میں انتہائی درست سنگل حرفی تبدیلیاں کر سکتے ہیں،" میتھیو نیتھری، ایک سابق NC اسٹیٹ پی ایچ ڈی نے کہا۔ طالب علم اور مطالعہ کے سرکردہ مصنف۔
آخر میں، محققین نے مٹی کے ماحول کی نقل کرنے کے لیے ریت اور کوارٹج کے مصنوعی مٹی کے میڈیم سے لدے ہوئے ایک من گھڑت ماحولیاتی نظام (EcoFAB) کے استعمال کے ذریعے سائٹ پر ترمیم کا مظاہرہ کیا۔ محققین نے یہ جانچنے کے لیے تین مختلف قسم کے بیکٹیریا بھی شامل کیے کہ آیا فیج خاص طور پر تلاش کر سکتا ہے۔ E. کولی نظام کے اندر اندر.
"ایک لیب میں، سائنسدان چیزوں کو زیادہ آسان بنا سکتے ہیں،" بارنگو نے کہا۔ "یہ ماڈل ماحول کے لیے بہتر ہے، اس لیے ٹیسٹ ٹیوب میں سوپ کھانے کے بجائے، ہم حقیقی زندگی کے ماحول کا جائزہ لینا چاہتے تھے۔"
محققین نے لیمبڈا کو من گھڑت ماحولیاتی نظام میں داخل کیا۔ اس نے تلاش کرنے میں اچھی کارکردگی دکھائی E. کولی اور ہدف شدہ جینیاتی تبدیلیاں کرنا۔
"یہ ٹیکنالوجی ہماری ٹیم اور دوسروں کو انتہائی کنٹرول شدہ لیبارٹری ماحول جیسے EcoFABs کے اندر پودوں اور دیگر جرثوموں کے ساتھ کلیدی بیکٹیریا کے تعامل کی جینیاتی بنیاد کو دریافت کرنے کے قابل بنائے گی"، ٹرینٹ نارتھن، جو توانائی کے شعبہ لارنس برکلے نیشنل لیبارٹری کے سائنسدان ہیں نے کہا۔ (برکلے لیب) جو بارنگو کے ساتھ تعاون کرتی ہے۔
"ہم اسے مائکرو بایوم کی مدد کرنے کے طریقہ کار کے طور پر دیکھتے ہیں۔ ہم ایک خاص بیکٹیریم میں تبدیلی کر سکتے ہیں اور بقیہ مائیکرو بایوم غیر محفوظ رہتا ہے،" بارنگو نے کہا۔ "یہ اس تصور کا ثبوت ہے جسے کسی بھی پیچیدہ مائکروبیل کمیونٹی میں استعمال کیا جا سکتا ہے، جو پودوں کی بہتر صحت اور معدے کی بہتر صحت - خوراک اور صحت کے لیے اہمیت کے حامل ماحول میں ترجمہ کر سکتا ہے۔
"بالآخر یہ مطالعہ CRISPR کی ترسیل کے اگلے باب کی نمائندگی کرتا ہے - ایک پیچیدہ ماحول میں CRISPR مشینری کی فراہمی کے لیے وائرس کا استعمال۔"
محققین زمین سے وابستہ دیگر بیکٹیریا کے ساتھ فیج CRISPR تکنیک کی جانچ کرکے اس کام کو آگے بڑھانے کا ارادہ رکھتے ہیں۔ اہم بات یہ ہے کہ یہ واضح کرتا ہے کہ کس طرح مٹی کے مائکروبیل کمیونٹیز کو من گھڑت ماحولیاتی نظام میں پودوں سے وابستہ بیکٹیریا کی ساخت اور کام کو کنٹرول کرنے کے لیے جوڑ توڑ کیا جا سکتا ہے تاکہ یہ سمجھا جا سکے کہ پودوں کی نشوونما کو کیسے بڑھایا جائے اور پودوں کی صحت کو کیسے فروغ دیا جائے، جو پائیدار زراعت کے لیے وسیع دلچسپی کا حامل ہے۔
فنڈنگ m-CAFEs Microbial Community Analysis & Functional Evaluation in Soils، ایک سائنس فوکس ایریا جس کی سربراہی لارنس برکلے نیشنل لیبارٹری نے کی تھی اور امریکی محکمہ توانائی کی طرف سے معاہدہ نمبر کے تحت فراہم کی گئی تھی۔ DE-AC02-05CH11231، UC Berkeley اور Innovative Genomics Institute سمیت مشترکہ کوششوں کے ساتھ۔ مقالے کے شریک مصنفین میں نیتھری، سابق این سی اسٹیٹ پوسٹ ڈاکٹریٹ محقق کلاڈیو ہیڈلگو-کینٹابرانا اور این سی اسٹیٹ گریجویٹ طالب علم ایوری رابرٹس شامل ہیں۔
(C) NCSU
