কম্পিউটেশনাল টুল ভাইরাল প্রোটিনের 3D গঠন প্রকাশ করে

এই দ্রুত পরিবর্তনের মানে হল গবেষকরা এখনও একাধিক ভাইরাল প্রোটিন বোঝার চেষ্টা করছেন এবং কীভাবে তারা ভাইরাসের সংক্রমনের ক্ষমতা বাড়ায়। নতুন বা আরও ভাল অ্যান্টিভাইরাল চিকিত্সা বিকাশের জন্য জ্ঞান গুরুত্বপূর্ণ।

এখন, গ্ল্যাডস্টোন ইনস্টিটিউটস এবং ইনস্টিটিউট ফর ইনোভেটিভ জিনোমিক্সের বিজ্ঞানীদের একটি দল, ডক্টর জেনিফার ডুডনার নেতৃত্বে, প্রায় 70,000 ভাইরাল প্রোটিনের ত্রিমাত্রিক আকারের ভবিষ্যদ্বাণী করতে গণনামূলক সরঞ্জাম ব্যবহার করেছে৷

গবেষকরা পরিচিত ফাংশনের প্রোটিন কাঠামোর সাথে 3D আকার যুক্ত করেছেন। যেহেতু একটি প্রোটিনের গঠন সরাসরি তার জৈবিক ফাংশনকে প্রভাবিত করে, তাদের অধ্যয়ন এই স্বল্প পরিচিত প্রোটিনের সঠিক ভূমিকা সম্পর্কে নতুন অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে।

তাদের অন্যান্য ফলাফল জার্নালে প্রকাশিত হয়েছিল প্রকৃতিগবেষকরা ইমিউন সিস্টেম এড়াতে ভাইরাসের জন্য একটি শক্তিশালী উপায় আবিষ্কার করেছেন। প্রকৃতপক্ষে, তারা দেখেছেন যে ব্যাকটেরিয়া-সংক্রমিত ভাইরাস এবং ভাইরাস যা উচ্চতর জীবকে সংক্রামিত করে – মানুষ সহ – হোস্টের ইমিউন প্রতিরক্ষা এড়াতে একই রকম, প্রাচীন প্রক্রিয়া রয়েছে।

মহামারী সম্ভাব্য ভাইরাসের আবির্ভাব হওয়ার সাথে সাথে তারা মানব কোষের সাথে কীভাবে যোগাযোগ করে তা নির্ধারণ করা গুরুত্বপূর্ণ। আমাদের নতুন গবেষণা এই উদীয়মান ভাইরাসগুলির প্রভাব ভবিষ্যদ্বাণী করার জন্য একটি সরঞ্জাম সরবরাহ করে।

জেনিফার ডুডনা, পিএইচডি, অধ্যাপক, ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়, বার্কলে

ক্রম এবং আকৃতি

সাধারণত, একটি প্রোটিনের কার্যকারিতা বের করার জন্য, গবেষকরা অ্যামিনো অ্যাসিড “বিল্ডিং ব্লক” এর অনন্য ক্রম এবং পরিচিত ফাংশন সহ অন্যান্য প্রোটিনের মধ্যে মিল খোঁজেন। যাইহোক, যেহেতু ভাইরাসগুলি খুব দ্রুত বিবর্তিত হয়, তাই অনেক ভাইরাল প্রোটিনের পরিচিত প্রোটিনের সাথে দৃঢ় মিল নেই।

এখনও, ঠিক যেমন বিল্ডিং ব্লকের বিভিন্ন সংমিশ্রণগুলি খুব অনুরূপ কাঠামো তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, বিভিন্ন সিকোয়েন্স সহ প্রোটিনগুলি 3D আকার ভাগ করতে পারে এবং একই রকম জৈবিক ভূমিকা পালন করতে পারে।

“আমরা ভাইরাল প্রোটিন ফাংশন নির্ধারণের জন্য একটি প্রতিশ্রুতিশীল বিকল্প হিসাবে প্রোটিন আকারের মধ্যে মিল দেখি,” বলেছেন জেসন নোমবুর্গ, পিএইচডি, গ্ল্যাডস্টোনের ডুডনা ল্যাবরেটরির একজন পোস্টডক্টরাল স্কলার এবং গবেষণার প্রথম লেখক। “আমরা জিজ্ঞাসা করেছি: প্রোটিন গঠন থেকে আমরা কী শিখতে পারি এবং ক্রম বিবেচনা করার সময় আমরা কী মিস করতে পারি?”

এই প্রশ্নের উত্তর দেওয়ার জন্য, দলটি আলফাফোল্ড নামে একটি উন্মুক্ত গবেষণা প্ল্যাটফর্মে পরিণত হয়েছে, যা তাদের অ্যামিনো অ্যাসিড ক্রমগুলির উপর ভিত্তি করে প্রোটিনের 3D আকারের পূর্বাভাস দেয়। তারা প্রায় 4,500 ভাইরাসে 67,715 প্রোটিনের আকারের ভবিষ্যদ্বাণী করতে আলফাফোল্ড ব্যবহার করেছিল যা ইউক্যারিওটসকে সংক্রামিত করে (যেসব জীব তাদের নিউক্লিয়াসে ডিএনএ ধারণ করে, উদ্ভিদ, প্রাণী এবং মানুষ সহ)। তারপরে তারা অন্যান্য ভাইরাসের পরিচিত প্রোটিনের সাথে ইউক্যারিওটস থেকে অ-ভাইরাল প্রোটিনগুলির সাথে পূর্বাভাসিত কাঠামোর তুলনা করার জন্য গভীর শিক্ষার সরঞ্জামগুলি ব্যবহার করেছিল।

“এই ধরনের গণনামূলক সরঞ্জামগুলিতে সাম্প্রতিক অগ্রগতি ছাড়া এটি সম্ভব হবে না, যা আমাদের প্রোটিন গঠন সঠিকভাবে এবং দ্রুত ভবিষ্যদ্বাণী করতে এবং তুলনা করতে দেয়,” নম্বুর্গ বলেছেন।

অপ্রত্যাশিত সংযোগ

দলটি দেখেছে যে নতুন ভবিষ্যদ্বাণী করা প্রোটিন আকারের 38% পূর্বে পরিচিত প্রোটিনগুলির সাথে মিলেছে এবং তাদের মধ্যে মূল সংযোগগুলি আবিষ্কার করেছে।

উদাহরণস্বরূপ, কিছু নতুন ভবিষ্যদ্বাণী করা কাঠামো তথাকথিত “UL43-এর মতো প্রোটিন” এর একটি গ্রুপের অন্তর্গত, যা মানব হারপিস ভাইরাসে পাওয়া যায়, যার মধ্যে রয়েছে মনোনিউক্লিওসিস এবং চিকেনপক্স।

“এই নতুন ভাইরাল প্রোটিনগুলি স্তন্যপায়ী কোষে পরিচিত নন-ভাইরাল প্রোটিনের মতো দেখতে দেখতে যা ঝিল্লি জুড়ে ডিএনএ এবং আরএনএর উপাদান পরিবহনে সহায়তা করে,” নম্বুর্গ বলেছেন। “এই কাজের আগে, আমাদের ধারণা ছিল না যে এই প্রোটিনগুলি পরিবহনকারী হিসাবে কাজ করতে পারে।”

গবেষণা দলটি নতুন ভবিষ্যদ্বাণী করা ভাইরাল প্রোটিন গঠন এবং অন্যান্য ভাইরাল প্রোটিন কাঠামোর মধ্যে মিল খুঁজে পেয়েছে। সবচেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে, বিশ্লেষণটি হোস্ট ইমিউন ডিফেন্স এড়াতে একটি কৌশল প্রকাশ করেছে যা জীবাণু এবং ব্যাকটেরিয়াকে সংক্রামিত করে এমন ব্যাকটেরিওফেজ ভাইরাসগুলির মধ্যে বিস্তৃত। এই প্রক্রিয়াটি বিবর্তন জুড়ে সংরক্ষিত বলে মনে হচ্ছে।

“এটি একটি খুব উত্তেজনাপূর্ণ এলাকায় প্রবেশ করছে কারণ ক্রমবর্ধমান প্রমাণ রয়েছে যে মানুষ সহ জটিল জীবের সহজাত অনাক্রম্যতা ব্যাকটেরিয়ার বিভিন্ন ধরণের সহজাত রোগ প্রতিরোধ ক্ষমতার মতো,” নমবার্গ বলেন, “আমরা এই বিবর্তনীয় সংযোগগুলিকে আরও গভীরভাবে অনুসন্ধান করব৷ আমাদের কোষগুলি ভাইরাসের প্রতি কীভাবে প্রতিক্রিয়া জানায় তা আরও ভালভাবে বোঝার ফলে অ্যান্টিভাইরাল প্রতিরক্ষা বাড়ানোর নতুন উপায় হতে পারে।”

একই সময়ে, দলটি 70,000 নতুন ভবিষ্যদ্বাণী করা ভাইরাল প্রোটিন কাঠামোর পাশাপাশি নতুন বিশ্লেষণ থেকে ডেটা প্রকাশ করেছে। এই সংস্থানগুলি অন্যান্য গবেষকদের প্রোটিনের মধ্যে অতিরিক্ত কাঠামোগত সংযোগগুলি আবিষ্কার করার সুযোগ প্রদান করতে পারে, যার ফলে ভাইরাসগুলি তাদের হোস্টের সাথে কীভাবে ইন্টারঅ্যাক্ট করে তা বোঝার গভীরতর হয়।

“এই কাজটি একটি রোগ-লড়াইয়ের দৃষ্টিকোণ থেকে উত্তেজনাপূর্ণ কারণ এটি ব্যাপকভাবে কার্যকর অ্যান্টিভাইরাল থেরাপি ডিজাইন করার নতুন সম্ভাব্য উপায়গুলি হাইলাইট করে,” ডুডনা বলেছেন। “উদাহরণস্বরূপ, ভাইরাসগুলি প্রতিরোধ ক্ষমতা এড়াতে সাধারণ, সংরক্ষিত উপায়গুলি সন্ধান করা শক্তিশালী অ্যান্টিভাইরাল ওষুধের দিকে নিয়ে যেতে পারে যা একই সময়ে বিভিন্ন ভাইরাসের বিরুদ্ধে কার্যকর।”