विज्ञापन

क्रैस्पेज़: एक नया सुरक्षित "सीआरआईएसपीआर - कैस सिस्टम" जो जीन और प्रोटीन दोनों को संपादित करता है  

बैक्टीरिया और वायरस में "सीआरआईएसपीआर-कैस सिस्टम" हमलावर वायरल अनुक्रमों की पहचान करता है और उन्हें नष्ट कर देता है। यह वायरल संक्रमण से सुरक्षा के लिए बैक्टीरिया और पुरातन प्रतिरक्षा प्रणाली है। 2012 में, CRISPR-Cas प्रणाली को जीनोम संपादन उपकरण के रूप में मान्यता दी गई थी। तब से, CRISPR-Cas प्रणालियों की विस्तृत श्रृंखला विकसित की गई है और जीन थेरेपी, निदान, अनुसंधान और फसल सुधार जैसे क्षेत्रों में इसका अनुप्रयोग पाया गया है। हालाँकि, वर्तमान में उपलब्ध CRISPR-Cas सिस्टम का ऑफ-टारगेट एडिटिंग, अप्रत्याशित डीएनए उत्परिवर्तन और अंतर्निहित समस्याओं के कारण सीमित नैदानिक ​​​​उपयोग है। शोधकर्ताओं ने हाल ही में एक नवीन सीआरआईएसपीआर-कैस प्रणाली की सूचना दी है जो विभिन्न आनुवंशिक रोगों से जुड़े एमआरएनए और प्रोटीन को लक्षित प्रभाव और अंतर्निहित समस्याओं के बिना अधिक सटीक रूप से लक्षित और नष्ट कर सकती है। क्रैस्पेज़ नाम से, यह पहला CRISPR-Cas सिस्टम है जो प्रोटीन संपादन कार्य दिखाता है। यह पहली प्रणाली भी है जो आरएनए और प्रोटीन दोनों को संपादित कर सकती है। क्योंकि क्रैस्पेज़ मौजूदा सीआरआईएसपीआर-कैस सिस्टम की कई सीमाओं को पार कर जाता है, इसमें जीन थेरेपी, डायग्नोस्टिक्स और मॉनिटरिंग, बायोमेडिकल रिसर्च और फसल सुधार में क्रांति लाने की क्षमता है। 

"सीआरआईएसपीआर-कैस प्रणाली" वायरल संक्रमण के खिलाफ बैक्टीरिया और आर्किया की प्राकृतिक प्रतिरक्षा प्रणाली है जो सुरक्षा के लिए वायरल जीन में अनुक्रमों की पहचान करती है, उन्हें बांधती है और नष्ट करती है। इसमें दो भाग होते हैं - पहले संक्रमण के बाद जीवाणु जीनोम में शामिल वायरल जीन से प्रतिलेखित जीवाणु आरएनए (जिसे सीआरआईएसपीआर कहा जाता है, यह हमलावर वायरल जीन के लक्ष्य अनुक्रमों की पहचान करता है) और एक संबंधित विध्वंसक प्रोटीन जिसे "सीआरआईएसपीआर संबद्ध प्रोटीन (कैस)" कहा जाता है। जो बैक्टीरिया को वायरस से बचाने के लिए वायरल जीन में पहचाने गए अनुक्रमों को बांधता है और ख़राब करता है।  

CRISPER का मतलब है "क्लस्टर्ड रेगुलर इंटरस्पेस्ड शॉर्ट पलिंड्रोमिक रिपीट"। यह प्रतिलेखित जीवाणु आरएनए है जिसकी विशेषता पैलिंड्रोमिक दोहराव है।  

पैलिंड्रोमिक रिपीट (CRISPRs) की खोज सबसे पहले किसके क्रम में की गई थी ई. कोलाई 1987 में। 1995 में, फ्रांसिस्को मोजिका ने आर्किया में समान संरचनाएं देखीं, और यह वह था जिसने पहली बार इन्हें बैक्टीरिया और आर्किया की प्रतिरक्षा प्रणाली के एक भाग के रूप में सोचा था। 2008 में, पहली बार प्रयोगात्मक रूप से यह प्रदर्शित किया गया कि बैक्टीरिया और आर्किया की प्रतिरक्षा प्रणाली का लक्ष्य विदेशी डीएनए था, न कि एमआरएनए। वायरल अनुक्रमों की पहचान और गिरावट के तंत्र ने सुझाव दिया कि ऐसी प्रणालियों का उपयोग जीनोम संपादन के लिए एक उपकरण के रूप में किया जा सकता है। 2012 में जीनोम एडिटिंग टूल के रूप में अपनी पहचान के बाद से, CRISPR-Cas सिस्टम ने एक मजबूती से स्थापित मानक जीन एडिटिंग सिस्टम के रूप में बहुत लंबा सफर तय किया है और इसे क्लिनिकल जीन थेरेपी सहित बायोमेडिसिन, कृषि, फार्मास्युटिकल उद्योगों में व्यापक अनुप्रयोग मिले हैं।1,2.  

सीआरआईएसपीआर-कैस प्रणालियों की एक विस्तृत श्रृंखला पहले से ही पहचानी गई है और वर्तमान में अनुसंधान, दवा स्क्रीनिंग, निदान और उपचार के लिए डीएनए/आरएनए अनुक्रमों की निगरानी और संपादन के लिए उपलब्ध है। वर्तमान CRISPR/Cas सिस्टम को 2 वर्गों (कक्षा 1 और 2) और छह प्रकारों (प्रकार I से XI) में विभाजित किया गया है। क्लास 1 सिस्टम में कई कैस प्रोटीन होते हैं जिन्हें अपने लक्ष्यों को बांधने और उन पर कार्य करने के लिए एक कार्यात्मक परिसर बनाने की आवश्यकता होती है। दूसरी ओर, क्लास 2 सिस्टम में लक्ष्य अनुक्रमों को बांधने और ख़राब करने के लिए केवल एक बड़ा कैस प्रोटीन होता है जो क्लास 2 सिस्टम का उपयोग करना आसान बनाता है। आमतौर पर उपयोग की जाने वाली क्लास 2 प्रणालियाँ Cas 9 टाइप II, Cas13 टाइप VI और Cas12 टाइप V हैं। इन प्रणालियों में अवांछित संपार्श्विक प्रभाव हो सकते हैं, यानी, लक्ष्य से बाहर प्रभाव और साइटोटॉक्सिसिटी।3,5.  

वर्तमान सीआरआईएसपीआर- कैस प्रणालियों पर आधारित जीन थेरेपी का नैदानिक ​​उपयोग सीमित है क्योंकि ऑफ-टारगेट संपादन, अप्रत्याशित डीएनए उत्परिवर्तन, जिसमें बड़े डीएनए टुकड़े विलोपन और ऑन-टारगेट और ऑफ-टारगेट दोनों साइटों पर बड़े डीएनए संरचनात्मक वेरिएंट शामिल हैं, के कारण सीमित नैदानिक ​​​​उपयोग होता है। कोशिका मृत्यु और अन्य अंतर्निहित समस्याएं।  

क्रैस्पेज़ (या सीआरआईएसपीआर-निर्देशित कैस्पेज़)  

शोधकर्ताओं ने हाल ही में एक नवीन क्रिस्पर-कैस प्रणाली की सूचना दी है जो कि क्लास 2 टाइप III-ई कैस7-11 प्रणाली है जो कैसपेस जैसे प्रोटीन से जुड़ी है, इसलिए इसे नाम दिया गया है। क्रैस्पेज़ या सीआरआईएसपीआर-निर्देशित कैस्पेज़ 5 (कैस्पेज़ सिस्टीन प्रोटीज़ हैं जो सेलुलर संरचनाओं को तोड़ने में एपोप्टोसिस में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं)। जीन थेरेपी और डायग्नोस्टिक्स जैसे क्षेत्रों में इसके संभावित अनुप्रयोग हैं। क्रैस्पेज़ आरएनए-निर्देशित और आरएनए-लक्षित है और डीएनए अनुक्रमों में शामिल नहीं होता है। यह विभिन्न आनुवंशिक रोगों से जुड़े एमआरएनए और प्रोटीन को लक्षित प्रभाव के बिना अधिक सटीकता से लक्षित और नष्ट कर सकता है। इस प्रकार, एमआरएनए या प्रोटीन स्तर पर दरार द्वारा रोगों से जुड़े जीन का उन्मूलन संभव है। इसके अलावा, जब विशिष्ट एंजाइम के साथ जोड़ा जाता है, तो क्रैस्पेज़ का उपयोग प्रोटीन के कार्यों को संशोधित करने के लिए भी किया जा सकता है। जब इसके RNase और प्रोटीज़ फ़ंक्शन हटा दिए जाते हैं, तो Craspase निष्क्रिय हो जाता है (dCraspase)। इसका कोई काटने का कार्य नहीं है लेकिन यह आरएनए और प्रोटीन अनुक्रमों से बंधता है। इसलिए, रोगों या वायरस की निगरानी और निदान के लिए निदान और इमेजिंग में dCraspase का उपयोग किया जा सकता है।  

क्रैस्पेज़ पहला CRISPR-Cas सिस्टम है जो प्रोटीन संपादन कार्य दिखाता है। यह पहली प्रणाली भी है जो आरएनए और प्रोटीन दोनों को संपादित कर सकती है। इसका जीन संपादन कार्य न्यूनतम ऑफ-टार्गेट प्रभाव पर आता है और कोई अंतर्निहित समस्या नहीं होती है। इसलिए, वर्तमान में उपलब्ध अन्य सीआरआईएसपीआर-कैस प्रणालियों की तुलना में क्रैस्पेज़ नैदानिक ​​​​उपयोग और चिकित्सीय में अधिक सुरक्षित होने की संभावना है। 4,5.    

क्योंकि क्रैस्पेज़ मौजूदा सीआरआईएसपीआर-कैस सिस्टम की कई सीमाओं को पार कर जाता है, इसमें जीन थेरेपी, डायग्नोस्टिक्स और मॉनिटरिंग, बायोमेडिकल रिसर्च और फसल सुधार में क्रांति लाने की क्षमता है। नैदानिक ​​​​परीक्षणों में सुरक्षा और प्रभावकारिता साबित करने से पहले कोशिकाओं में रोग पैदा करने वाले जीन को सटीक रूप से लक्षित करने के लिए विश्वसनीय वितरण प्रणाली विकसित करने के लिए अधिक शोध की आवश्यकता है।   

*** 

सन्दर्भ:  

  1. गोस्टिम्स्काया, आई. CRISPR-Cas9: इसकी खोज का इतिहास और जीनोम संपादन में इसके उपयोग के नैतिक विचार। बायोकैमिस्ट्री मॉस्को 87, 777-788 (2022)। https://doi.org/10.1134/S0006297922080090  
  1. चाओ ली एट अल 2022. सीआरआईएसपीआर/कैस जीनोम संपादन के लिए कम्प्यूटेशनल उपकरण और संसाधन। जीनोमिक्स, प्रोटिओमिक्स और जैव सूचना विज्ञान। 24 मार्च 2022 से ऑनलाइन उपलब्ध। डीओआई: https://doi.org/10.1016/j.gpb.2022.02.006 
  1. वैन बेलजौव, एसपीबी, सैंडर्स, जे., रोड्रिग्ज-मोलिना, ए. एट अल। आरएनए-लक्षित सीआरआईएसपीआर-कैस सिस्टम। नेट रेव माइक्रोबायोल 21, 21-34 (2023)। https://doi.org/10.1038/s41579-022-00793-y 
  1. चुनयी हू एट अल 2022. क्रैस्पेज़ एक सीआरआईएसपीआर आरएनए-निर्देशित, आरएनए-सक्रिय प्रोटीज़ है। विज्ञान। 25 अगस्त 2022। खंड 377, अंक 6612. पीपी. 1278-1285। डीओआई: https://doi.org/10.1126/science.add5064  
  1. हुओ, जी., शेफर्ड, जे. और पैन, एक्स. क्रैस्पेज़: एक उपन्यास सीआरआईएसपीआर/कैस डुअल जीन संपादक। कार्यात्मक और एकीकृत जीनोमिक्स 23, 98 (2023)। प्रकाशित: 23 मार्च 2023। डीओआई: https://doi.org/10.1007/s10142-023-01024-0 

*** 

उमेश प्रसाद
उमेश प्रसाद
विज्ञान पत्रकार | संस्थापक संपादक, साइंटिफिक यूरोपियन पत्रिका

हमारे समाचार पत्र के सदस्य बनें

सभी नवीनतम समाचार, ऑफ़र और विशेष घोषणाओं के साथ अद्यतन होने के लिए।

सर्वाधिक लोकप्रिय लेख

ब्रिटेन का सबसे बड़ा इचथ्योसौर (सी ड्रैगन) जीवाश्म खोजा गया

ब्रिटेन के सबसे बड़े इचिथ्योसौर (मछली के आकार के समुद्री सरीसृप) के अवशेष...

मध्यम शराब का सेवन मनोभ्रंश के जोखिम को कम कर सकता है

अगर आपको वीडियो अच्छा लगा हो तो साइंटिफिक को सब्सक्राइब करें...

एक्स्ट्रा-टेरेस्ट्रियल: जीवन के हस्ताक्षर के लिए खोजें

एस्ट्रोबायोलॉजी बताती है कि ब्रह्मांड में जीवन प्रचुर मात्रा में है...
- विज्ञापन -
94,868प्रशंसकपसंद
47,741फ़ॉलोअर्सका पालन करें
1,772फ़ॉलोअर्सका पालन करें
30सभी सदस्यसदस्यता