নতুন পদ্ধতি RNA সনাক্ত করতে Cas12 nuclease ব্যবহার করে

CRISPR-Cas সিস্টেম হল ব্যাকটেরিয়া প্রতিরক্ষা ব্যবস্থা যা আণবিক ডায়গনিস্টিক প্রযুক্তির সমৃদ্ধ উৎস হয়ে উঠেছে। Würzburg এর হেলমহোল্টজ ইনস্টিটিউট ফর আরএনএ ইনফেকশন রিসার্চ (HIRI)-এর গবেষকরা এই বিস্তৃত টুলবক্সটি প্রসারিত করেছেন। তাদের নতুন পদ্ধতি, যাকে PUMA বলা হয়, Cas12 nuclease ব্যবহার করে RNA সনাক্ত করে, যা স্বাভাবিকভাবেই DNA কে লক্ষ্য করে। PUMA বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশন এবং উচ্চ নির্ভুলতার প্রতিশ্রুতি দেয়। দলটি নেচার কমিউনিকেশন জার্নালে তাদের ফলাফল প্রকাশ করেছে।

ব্যাকটেরিয়া ভাইরাস থেকে নিজেদের রক্ষা করার জন্য বিশেষ প্রতিরক্ষা ব্যবস্থা তৈরি করেছে, যা কখনই মানুষকে সংক্রমিত করতে পারে না। এই তথাকথিত CRISPR-Cas সিস্টেমের অংশ হিসাবে, CRISPR রাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড (crRNA) একটি “গাইড আরএনএ” হিসাবে কাজ করে যা বিদেশী জিনোমের অঞ্চলগুলিকে স্বীকৃতি দেয়, যেমন ভাইরাল ডিএনএ।

CRISPR-সংশ্লিষ্ট (Cas) nucleases, crRNA দ্বারা পরিচালিত, এটিকে কাঁচির মতো কেটে দেয়, এটিকে নিরীহ করে তোলে। মানুষ ইতিমধ্যে এই কৌশলটি কাজে লাগিয়েছে: “CRISPR, যাকে প্রায়ই 'জেনেটিক কাঁচি' বলা হয়, অনেক আণবিক প্রযুক্তির ভিত্তি,” চেজ বেইসেল বলেছেন, হেলমহোল্টজ ইনস্টিটিউট ফর RNA ইনফেকশন রিসার্চ (HIRI) এর RNA সিন্থেটিক বায়োলজি বিভাগের প্রধান। Würzburg এ. ইনস্টিটিউটটি হেলমহোল্টজ সেন্টার ফর ইনফেকশন রিসার্চ ব্রাউনশউইগ (HZI) এবং জুলিয়াস ম্যাক্সিমিলিয়ান ইউনিভার্সিটি ওয়ারজবার্গ (জেএমইউ) এর মধ্যে একটি সহযোগিতা, যেখানে বেসেল একজন অধ্যাপক।

LEOPARD, একটি ডায়াগনস্টিক প্ল্যাটফর্ম যা 2021 সালে Beisel ল্যাবরেটরি এবং JMU দ্বারা তৈরি করা হয়েছে, এছাড়াও CRISPR প্রযুক্তি ব্যবহার করে। লিওপার্ডের একটি একক পরীক্ষায় একাধিক রোগ-সম্পর্কিত বায়োমার্কার সনাক্ত করার সম্ভাবনা রয়েছে। এই পদ্ধতিটি একটি রিপ্রোগ্রামিং আরএনএ ফ্যাক্টরের উপর ভিত্তি করে, তথাকথিত ট্রাক্রআরএনএ। এই RNA গুলি স্বাভাবিকভাবেই Cas9 এবং বিভিন্ন Cas12 নিউক্লিয়াস দ্বারা ব্যবহৃত গাইড RNA তৈরি করতে সাহায্য করার সাথে জড়িত।

LEOPARD Cas9-এ ফোকাস করে। যাইহোক, CRISPR-Cas সিস্টেমে Cas12 নামক নিউক্লিয়াসের একটি ভিন্ন সেটও রয়েছে।

চেজ বেইসেল, আরএনএ সিন্থেটিক বায়োলজি বিভাগের প্রধান, হেলমহোল্টজ ইনস্টিটিউট ফর আরএনএ ইনফেকশন (HIRI)

যদিও Cas9 এবং Cas12 উভয়ই ডিএনএ লক্ষ্যবস্তু ক্লিভ করতে পারে, Cas12 আউটপুট সিগন্যালকে “ইনসিডেন্টাল” ডিএনএ ক্লিভ করে বাড়িয়ে দিতে পারে। এটি সনাক্তকরণ প্রযুক্তিকে আরও সংবেদনশীল এবং তাই আরও দক্ষ করে তুলতে পারে।

চেজ বেইসেলের নেতৃত্বে একটি দল এখন LEOPARD-এর অনন্য ক্ষমতা Cas12-এ প্রসারিত করেছে। গবেষকরা ফলস্বরূপ পদ্ধতির নাম দিয়েছেন PUMA (ফসফরাসপ্রোগ্রামেবল tracrRNA উnlock মূল ব্যবধান সংলগ্ন মধ্যম মাপেরওটিফ-স্বাধীন রিবোনিউক্লিক অ্যাসিড সনাক্তকরণ কCas12 nuclease এর মাধ্যমে cids)। তাদের অনুসন্ধানের বিবরণ জার্নালে একটি কাগজের বিষয় প্রকৃতি যোগাযোগ.

বাধা অতিক্রম করা

যদিও Cas12 nucleases ব্যাপকভাবে আণবিক নির্ণয়ের ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়, তবে দুটি প্রধান সীমাবদ্ধতা রয়েছে: Cas12-ভিত্তিক প্রযুক্তি ডিএনএ লক্ষ্যমাত্রার মধ্যে সীমাবদ্ধ এবং PAM (সংক্ষেপণ) নামে একটি নির্দিষ্ট স্বীকৃতি ক্রম। প্রোটোস্পেসার সংলগ্ন মোটিফলক্ষ্য অণু সনাক্ত করতে হবে.

PUMA অনুগ্রহের সাথে এই চ্যালেঞ্জগুলি মোকাবেলা করে৷ LEOPARD-এর মতো, এই নতুন পদ্ধতিটি tracrRNA-এর উপর নির্ভর করে। “PUMA ব্যবহার করে, আমরা tracrRNA কে পুনঃপ্রোগ্রাম করতে পারি। এটি আমাদের সিদ্ধান্ত নিতে দেয় যে কোন RNA বায়োমার্কার গাইড RNA হবে। ফলস্বরূপ, এই নির্দেশিকা RNA Cas12 কে আমরা যে ডিএনএ অণু প্রদান করি এবং জেনেটিক কাঁচিগুলিকে সক্রিয় করে, সেই গবেষণার প্রথম ব্যাখ্যা লেখক: জিয়াও চুনলেই। জিয়াও চুনলেই, একজন প্রাক্তন স্নাতক ছাত্র এবং বেইসেলের গবেষণাগারের পোস্টডক্টরাল ফেলো, লিওপার্ডের বিকাশে অংশগ্রহণ করেছিলেন। সম্প্রতি তিনি সিঙ্গাপুরের ন্যাশনাল ইউনিভার্সিটিতে অধ্যাপক হিসেবে কাজ শুরু করেছেন। “ডিএনএ কাটিং তারপরে আমাদের বলে যে নমুনায় কী বায়োমার্কার রয়েছে, যেমন বিভিন্ন রোগজীবাণুগুলির জন্য নির্দিষ্ট বায়োমার্কার,” বেইসেল যোগ করেছেন।

নতুন পদ্ধতি তাই CRISPR নিউক্লিয়াস ব্যবহার করে RNA বায়োমার্কার সনাক্ত করতে সক্ষম করে, যা সাধারণত শুধুমাত্র DNA চিনতে পারে। “এটি আণবিক বায়োমার্কারগুলির জন্য বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ যা শুধুমাত্র আরএনএ স্তরে পাওয়া যেতে পারে। এর মধ্যে রয়েছে, উদাহরণস্বরূপ, আরএনএ ভাইরাস,” বেইসেল বলেন। যাইহোক, PUMA একটি নির্দিষ্ট স্বীকৃতি ক্রম প্রয়োজন হয় না: PAM সরবরাহকৃত ডিএনএ লক্ষ্য অণুতে অন্তর্ভুক্ত। যেহেতু গবেষকরা টার্গেট অণু সরবরাহ করে, তাই তারা কাটা ডিএনএও প্রবর্তন করতে পারে। ফলস্বরূপ, তারা পদ্ধতির গতি উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করতে সক্ষম হয়েছিল।

কয়েকটা পাখি আর একটা পাথর

“PUMA একটি নমনীয় এবং সঠিক আরএনএ সনাক্তকরণ সরঞ্জাম হওয়ার সম্ভাবনা রয়েছে,” বেইসেল উপসংহারে এসেছে। অবশেষে, দলটি তীব্র সেপসিসের সাথে যুক্ত পাঁচটি ব্যাকটেরিয়া প্যাথোজেন সনাক্ত করে এই পদ্ধতির সম্ভাব্যতা প্রদর্শন করেছে। তাদের পরীক্ষা একটি সার্বজনীন, পুনঃপ্রোগ্রাম করা tracrRNA এর উপর নির্ভর করে যা বিভিন্ন ধরণের ব্যাকটেরিয়ার মধ্যে পার্থক্য করার একটি সরলীকৃত উপায় প্রদান করে। এটি ওষুধে বিস্তৃত সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে উন্মুক্ত করে: “এই নতুন প্রযুক্তিটি CRISPR ডায়াগনস্টিকসের একটি নতুন শ্রেণীর প্রতিনিধিত্ব করে যা যত্নের সময়ে নির্ভরযোগ্য আণবিক পরীক্ষা সক্ষম করতে পারে – তা ভাইরাল বা ব্যাকটেরিয়া রোগজীবাণু সনাক্তকরণ বা ক্যান্সার বায়োমার্কার সনাক্তকরণ।” .

গবেষণা দল ইতিমধ্যেই পরবর্তী পদক্ষেপগুলির পরিকল্পনা করছে: “আমাদের লক্ষ্য হল LEOPARD-এর মতো একাধিক রিডআউট অর্জন করা এবং এই প্রযুক্তির প্রয়োগের পরিসর প্রসারিত করা,” বেইসেল বলেছেন, যিনি গবেষণা সম্প্রদায়ে ব্যাপক ব্যবহারের পূর্বাভাস দিয়েছেন: “আমরা আশা করি যে আমাদের গবেষণা ট্রাক্রআরএনএ রিপ্রোগ্রামিংয়ের আরও অনুসন্ধানকে উদ্দীপিত করতে পারে।