एक नवनिर्मित सीआरआईएसपीआर प्रोटीन वैज्ञानिकों को कैस9 एंजाइम नामक आणविक कैंची का अवलोकन करने में मदद कर सकता है क्योंकि यह उन्हें कैंसर सहित आनुवंशिक रोगों के उपचार के लिए सीआरआईएसपीआर – कैस9 प्रणाली का उपयोग करके जीनोम को संपादित करने में सक्षम बनाता है।
जीन थेरेपी कई जानलेवा वंशानुगत बीमारियों का स्थायी इलाज हो सकती है। प्रभावी, किफायती और सुरक्षित जीन थेरेपी विधियों का विकास दशकों से एक चुनौती बना हुआ था। इस चुनौती का समाधान करने में एक बड़ी सफलता सीआरआईएसपीआर के रूप में मिली, जो एक जीन-संपादन उपकरण है जो एक गाइड आरएनए का उपयोग करके कैस9 एंजाइम को एक विशिष्ट डीएनए अनुक्रम तक निर्देशित करता है, जहां यह डीएनए को सटीक रूप से काटता है। सीआरआईएसपीआर– कैस9 को डीएनए को सटीकता से काटने और सही करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। वैज्ञानिक जीवित कोशिकाओं में हालांकि आणविक सर्जन, कैस9 का वास्तविक समय में निरीक्षण नहीं कर पाए। पारंपरिक पहचान विधियां खुली कोशिकाओं को जोड़ने या तोड़ने पर निर्भर करती हैं, जिससे इस प्रक्रिया को ट्रैक करना असंभव हो जाता है।
जीन संपादन की प्रक्रिया को होते हुए ट्रैक करना या जीवित कोशिकाओं के अंदर डीएनए को काटने, मरम्मत करने और फिर से लिखने वाली आणविक मशीनरी को काम करते हुए देखना, जीवित कोशिकाओं और ऊतकों को नष्ट किए बिना उनमें सीआरआईएसपीआर संचालन की निगरानी करने में मदद कर सकता है।
कोलकाता स्थित बोस संस्थान के वैज्ञानिकों ने इसका समाधान खोज निकाला है। डॉ. बसुदेब माजी के नेतृत्व में एक टीम ने ग्लोकैस9 नामक एक सीआरआईएसपीआर प्रोटीन बनाया है , जो जीन संपादन करते समय चमकता है।
एंजवेन्टे केमी इंटरनेशनल एडिशन में प्रकाशित उनके अध्ययन ने जीनोम इंजीनियरिंग के विजुअलाइजेशन और ट्रैकिंग में एक नया अध्याय खोला है।
डॉ. बसुदेब माजी की प्रयोगशाला में पीएचडी शोधकर्ता अर्कादीप कर्माकर ने कैस9 को गहरे समुद्र के झींगे के प्रोटीन से प्राप्त विभाजित नैनो-ल्यूसिफरेज एंजाइम के साथ मिलाकर ग्लोकैस9 नामक कैस9 का एक जैव-प्रकाशमान संस्करण तैयार किया, जो कोशिकाओं के अंदर चमकता है ।
चित्र: थेराट्रैकिंग अनुप्रयोगों के लिए इंजीनियर्ड थर्मोस्टेबल रिपोर्टर ग्लोकास9 विकास की योजनाबद्ध प्रस्तुति
जब कैस9 सही ढंग से मुड़ता है, तो ये निष्क्रिय एंजाइम के टुकड़े फिर से जुड़ जाते हैं और प्रकाश उत्पन्न करते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि जब टुकड़ों को पास लाया जाता है, तो वे पुनः जुड़कर एंजाइमी गतिविधि को बहाल कर सकते हैं और जुगनुओं की कोमल रोशनी जैसा एक दृश्य संकेत उत्पन्न कर सकते हैं। यह चमकदार गतिविधि वैज्ञानिकों को जीवित कोशिकाओं, ऊतकों और यहां तक कि पौधों की पत्तियों में भी सीआरआईएवपीआर क्रियाओं की निगरानी करने में सक्षम बनाती है—बिना उन्हें नुकसान पहुंचाए।
उन्होंने पाया है कि ग्लोकैस9 अत्यधिक स्थिर है और पारंपरिक एंजाइम की तुलना में उच्च तापमान पर भी अपनी संरचना और क्रियाशीलता बनाए रखता है। ऐसी मजबूती जीन थेरेपी के लिए महत्वपूर्ण है, जहां स्थिर कैस9 वितरण उपचार की सफलता को काफ़ी बढ़ा सकता है। ग्लोकैस9 होमोलॉजी-निर्देशित मरम्मत (एचडीआर) की सटीकता को भी बढ़ाता है , जो एक डीएनए मरम्मत प्रक्रिया है जो सिकल सेल एनीमिया, मस्कुलर डिस्ट्रॉफी आदि जैसी आनुवंशिक बीमारियों से जुड़े वंशानुगत उत्परिवर्तनों को ठीक करने के लिए महत्वपूर्ण है।
शोधकर्ताओं ने बोस संस्थान के महान संस्थापक आचार्य जगदीश चंद्र बोस के सम्मान में जीनोम में “आचार्य” के अनुरूप डीएनए डालने के लिए ग्लोकैस9 को प्रोग्राम किया । यह कुशल, विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया डीएनए अनुक्रम सम्मिलन लक्षित जीन सुधार और मरम्मत के लिए इस तकनीक की क्षमता को उजागर करता है। ग्लोकैस9 को पादप प्रणालियों में भी ट्रैक किया जा सकता है, जो फसल सुधार में सुरक्षित, गैर-ट्रांसजेनिक अनुप्रयोगों का संकेत देता है।
जीन एडिटिंग को प्रकाश उत्सर्जन के साथ मिलाकर, ग्लोकैस9 थेराट्रैकिंग के उभरते क्षेत्र में अग्रणी भूमिका निभा रहा है, जो आणविक जीन थेरेपी को गतिमान अवस्था में देखने का एक अनूठा उदाहरण है। यह आविष्कार हमें ऐसे भविष्य के करीब ले जाता है जहां वैज्ञानिक न केवल जीन को ठीक कर सकेंगे बल्कि उपचार की प्रक्रिया को भी प्रत्यक्ष रूप से देख सकेंगे।
संदर्भ: वास्तविक समय चिकित्सीय निगरानी अनुप्रयोगों के लिए इंजीनियर्ड थर्मोस्टेबल रासायनिक रूप से उत्तरदायी ग्लोकैस9 सिस्टम। अर्कदीप कर्माकर, अर्पिता होता, सादिया टांगा, विवेक कुमार, पल्लबी दास, अनिता ईश्वरी एस, माला थापा और बासुदेब माजी*। एंजवेन्टे केमी अंतर्राष्ट्रीय संस्करण , 2025।
प्रकाशन का लिंक: https://doi.org/10.1002/anie.202511707 .
