Tuesday, March 5, 2024
HomeBioCRISPR के साथ मच्छर जनित रोगों का मुकाबला

CRISPR के साथ मच्छर जनित रोगों का मुकाबला

उमर अकबरी, पीएच.डी
प्रोफेसर, सेल और विकासात्मक जीवविज्ञान, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन डिएगो

एफईमाली मच्छर दुनिया के सबसे घातक जीवों में से कुछ हैं, जो एक साधारण काटने के माध्यम से संक्रामक रोगों को फैलाने की क्षमता के कारण हैं। मच्छर जनित रोग जैसे कि पीला बुखार, जीका, डेंगू बुखार और मलेरिया हर साल लाखों मनुष्यों को मारते हैं, और उनकी रोकथाम और उपचार के लिए सीमित उपचार हैं।

कॉलेज में रहते हुए, उमर अकबरी ने मानव रोगजनकों के लिए स्थानीय मच्छरों की आबादी का परीक्षण करने और रसायनों के साथ इन कीड़ों को खत्म करने के लिए एक सार्वजनिक सेवा प्रशिक्षु के रूप में काम किया। इस अनुभव के दौरान, उन्होंने मच्छरों की आबादी को नियंत्रित करने की कीटनाशक-आधारित पद्धति से असंतुष्ट महसूस किया और मच्छर जनित बीमारी के प्रसार की समस्या से निपटने का एक बेहतर तरीका खोजना चाहते थे। कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन डिएगो में अपनी प्रयोगशाला में एक बहु-विषयक टीम के साथ, वह अब दुनिया की कीट नियंत्रण समस्याओं को हल करने के लिए CRISPR जैसी आनुवंशिक इंजीनियरिंग तकनीकों के माध्यम से उपकरण विकसित करता है।

आप प्रयोगशाला में नई कीट नियंत्रण रणनीति कैसे बनाते हैं?

हम बुनियादी विकासात्मक जीव विज्ञान के प्रश्न पूछते हैं। एक बार जब हम कीट के मूल जीव विज्ञान और शरीर क्रिया विज्ञान को समझ लेते हैं, तो हम वैकल्पिक नियंत्रण तकनीकों को विकसित करने के लिए इसमें हेरफेर कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, हम मच्छरों को वायरल रोगों को फैलाने से रोकने के लिए एक मार्ग में हेरफेर करते हैं। हम निदान भी विकसित करते हैं ताकि लोग खेत में पता लगा सकें कि कोई कीट रोगज़नक़ से संक्रमित है या नहीं।

आपके शोध के लिए CRISPR को क्या उपयोगी उपकरण बनाता है?

डीएनए काटने और न्यूक्लिक एसिड को लक्षित करने के मामले में सीआरआईएसपीआर अविश्वसनीय रूप से मजबूत है। यह वास्तव में कुशलता से काम करता है, हम इसे प्रोग्राम कर सकते हैं, और इसका उपयोग करना आसान है। मैंने इसके साथ किए गए पहले प्रयोगों में से एक मक्खियों में इसके घटकों को आनुवंशिक रूप से एन्कोड करना और उन मक्खियों को एक साथ पार करना था। जब मैंने आंखों के रंजकता या शरीर के रंजकता के लिए एक जीन को लक्षित किया, तो लगभग 100 प्रतिशत संतानों में उन जीनों में किसी प्रकार का उत्परिवर्तन था, और मैं परिणाम देख सकता था। वह दक्षता एक बड़ा आश्चर्य था। हमने कीट आबादी को नियंत्रित करने के लिए सीआरआईएसपीआर का उपयोग करने के लिए कई रणनीतियां तैयार की हैं जो निकट अवधि में सार्वजनिक स्वीकृति और नियामक प्राधिकरण को सक्षम करने के लिए पर्याप्त सुरक्षित हैं।

कीट नियंत्रण के लिए कुछ CRISPR-आधारित रणनीतियाँ क्या हैं जिन्हें आपने विकसित किया है?

हमने हाल ही में एक नई तकनीक विकसित की है जो वायरल ट्रांसमिशन को रोकने के लिए CRISPR का उपयोग करती है। ऐसे CRISPR राइबोन्यूक्लिअस हैं जो डीएनए के बजाय RNA को नीचा दिखा सकते हैं, और हमने इन्हें वायरस को लक्षित करने के लिए इंजीनियर किया है। हमने मच्छर में मशीनरी को इनकोड किया ताकि वे CRISPR राइबोन्यूक्लाइज को व्यक्त कर सकें और विभिन्न वायरस को लक्षित करने वाले गाइड तैयार कर सकें। जब मच्छर वायरस से संक्रमित हो जाता है, तो सीआरआईएसपीआर मशीनरी वायरल आरएनए अनुक्रमों को काट देती है, जिसके परिणामस्वरूप संपार्श्विक गतिविधि होती है जो मच्छर की फिटनेस को कम करती है और अंततः मच्छर को मार देती है। आदर्श रूप से, हम CRISPR मशीनरी को मल्टीप्लेक्स करना चाहते हैं ताकि मनुष्यों को प्रभावित करने वाले सभी मच्छरों से फैलने वाले वायरस को लक्षित किया जा सके।

इसके अतिरिक्त, हमने कीट विकास जीन को ओवरएक्सप्रेस करने के लिए CRISPR का उपयोग किया, जिसके परिणामस्वरूप पूर्ण घातकता होती है। हमने पहले इसे मक्खियों में अवधारणा के प्रमाण के रूप में किया, और हमने दिखाया कि यह मच्छरों में काम करता है। CRISPRA Cas9 के एक ऐसे संस्करण का उपयोग करता है जो निष्क्रिय है (dCas9)। यह डीएनए को नहीं काट सकता है, लेकिन यह उत्तरोत्तर गाइड आरएनए का उपयोग करके लक्ष्य को बांधता है, जो लक्ष्य प्रमोटर क्षेत्र में ट्रांसक्रिप्शनल मशीनरी की भर्ती करता है और जीन अभिव्यक्ति को बढ़ावा देता है। इस अतिअभिव्यक्ति को बचाने के लिए, हमने CRISPR मशीनरी बाइंडिंग को रोकने के लिए प्रमोटरों को उत्परिवर्तित किया। हमने एक रचनात्मक अनुवांशिक क्रॉसिंग योजना बनाई जहां हम क्रिस्प्रा को निष्क्रिय रखकर प्रयोगशाला में इंजीनियर मच्छर रेखा को बनाए रख सकते हैं। जब हम इन मच्छरों को जंगली प्रकार के कीड़ों से पार करते हैं, जिनके लक्ष्य मौजूद होते हैं, तो क्रिस्प्रा सक्रिय हो जाता है और घातक होता है। यह पूर्ण जाइगोटिक अलगाव है, जो कि सट्टा की परिभाषा है।

आप कीट नियंत्रण के लिए सबसे आशाजनक तकनीक के रूप में क्या देखते हैं?

बाँझ कीट तकनीक जंगली में कीड़ों को नियंत्रित करने का सबसे प्रभावी तरीका है, लेकिन यह परंपरागत रूप से नसबंदी के लिए विकिरण का उपयोग करती है, जो क्रोमोसोमल क्षति के कारण कीड़ों की फिटनेस को कम करती है। हमने एक सटीक-निर्देशित बाँझ कीट तकनीक (pgSIT) विकसित की, जो CRISPR का भी उपयोग करती है। यह मच्छरों से लड़ने का एक तरीका हो सकता है जो कीटनाशकों के उपयोग पर निर्भर नहीं करता है। सीआरआईएसपीआर का उपयोग करके, हम गुणसूत्रों को प्रभावित नहीं कर रहे हैं, इसलिए जानवर अधिक फिट है, जिसके परिणामस्वरूप जंगली में लंबी व्यवहार्यता और जनसंख्या दमन की उच्च दर होती है।

हम अलग-अलग कीट लाइनों को समयुग्मजी बनाते हैं कैस9 और एक गाइड आरएनए। हम महिला विकास और पुरुष प्रजनन क्षमता के लिए महत्वपूर्ण जीन को लक्षित करने के लिए गाइड आरएनए को डिजाइन करते हैं। जब हम रेखाओं को पार करते हैं कैस9 और ये विभिन्न आरएनए को एक साथ निर्देशित करते हैं, सभी संतति प्राप्त करते हैं कैस9 मेंडेलियन अलगाव के माध्यम से जीन और गाइड आरएनए। CRISPR फिर उन जीनों को लक्षित करता है, और सभी मादा मर जाती हैं और सभी नरों की नसबंदी कर दी जाती है। हम मादाओं को मारना चाहते हैं क्योंकि वे काटती हैं और बीमारी फैलाती हैं। कीट आबादी को नियंत्रित करने के लिए, कोई भी संतान को पर्यावरण में हैच करने के लिए तैनात कर सकता है। जब बाँझ नर मादाओं के साथ संभोग करने की कोशिश करते हैं, तो वे कोई संतान पैदा नहीं करेंगे और आबादी घट जाएगी।

एक वैज्ञानिक होने के बारे में आपको क्या उत्साहित करता है?

हमारी प्रयोगशाला बहुत लागू है, इसलिए जो बात मुझे उत्साहित करती है वह है हमारे द्वारा विकसित की जाने वाली तकनीकों का अनुवाद करना। हम हमेशा उन समस्याओं को लेने की कोशिश कर रहे हैं जो दुनिया में महत्वपूर्ण हैं। उदाहरण के लिए, जब COVID-19 हिट हुआ, तो इसका निदान करना कठिन था, जो हमें लगा कि बहुत ही सीमित है। हम लैब में वापस आ गए- हमने मास्क पहने और अलग-अलग कमरों में काम किया- और हमने SENSR नामक एक डिटेक्शन सिस्टम बनाया जो CRISPR का उपयोग करता है। हमने एक नई समस्या की पहचान की और उसका समाधान निकाला।

अभी, हम मच्छरों पर काम कर रहे हैं, लेकिन एक बार जब हम मच्छरों से जुड़ी कुछ समस्याओं को हल करने वाली अपनी तकनीकों को लागू कर लेते हैं, तो हम अगली बड़ी समस्या की ओर बढ़ेंगे। हमारी एक इंजीनियरिंग लैब है, इसलिए जब तक हमें कुछ दिलचस्प नहीं मिलता तब तक हम डिजाइन, निर्माण, सीखना और पुनरावृति करते हैं। मेरी पृष्ठभूमि आणविक जीव विज्ञान है, और हमारे पास प्रयोगशाला में रसायनज्ञ, जैव रसायनज्ञ, आनुवंशिकीविद् और इंजीनियर हैं। उन क्षेत्रों को मिलाकर, हम वास्तव में दिलचस्प उत्पाद बना सकते हैं।

यह साक्षात्कार लंबाई और स्पष्टता के लिए संपादित किया गया है।

आरआर

Leave a Reply

Most Popular

Recent Comments