जीवाणुओं का उपयोग करते हुए अग्रणी अनुसंधान वैज्ञानिकों को कृत्रिम कोशिकाओं को सजीव कार्यक्षमता के साथ बनाने के एक कदम और करीब लाता है

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वैज्ञानिकों ने उन्नत सिंथेटिक कोशिकाओं के निर्माण में मदद करने के लिए बैक्टीरिया की क्षमता का उपयोग किया है जो वास्तविक जीवन की कार्यक्षमता की नकल करते हैं।

शोध, ब्रिस्टल विश्वविद्यालय के नेतृत्व में और आज प्रकाशित हुआ प्रकृतिजीवित कोशिकाओं की जटिल रचनाओं, संरचना और कार्य का अधिक सटीक रूप से प्रतिनिधित्व करने के लिए प्रोटोकल्स के रूप में जानी जाने वाली सिंथेटिक कोशिकाओं को तैनात करने में महत्वपूर्ण प्रगति करता है।

प्रोटोकल्स में ट्रू-टू-लाइफ फंक्शनलिटी स्थापित करना एक वैश्विक भव्य चुनौती है, जो कई क्षेत्रों में फैली हुई है, जिसमें बॉटम-अप सिंथेटिक बायोलॉजी और बायोइंजीनियरिंग से लेकर लाइफ रिसर्च की उत्पत्ति तक शामिल है। माइक्रोकैप्सूल का उपयोग करके प्रोटोकल्स को मॉडल करने के पिछले प्रयास कम हो गए हैं, इसलिए शोधकर्ताओं की टीम ने जीवित सामग्री असेंबली प्रक्रिया का उपयोग करके जटिल सिंथेटिक कोशिकाओं के निर्माण के लिए बैक्टीरिया की ओर रुख किया।

यूनिवर्सिटी ऑफ ब्रिस्टल के स्कूल ऑफ केमिस्ट्री के प्रोफेसर स्टीफन मान और मैक्स प्लैंक ब्रिस्टल सेंटर फॉर मिनिमल बायोलॉजी ने सहयोगियों के साथ डॉ कैन जू, निकोलस मार्टिन (वर्तमान में बोर्डो विश्वविद्यालय में) और ब्रिस्टल सेंटर फॉर प्रोटोलाइफ रिसर्च में मेई ली ने एक प्रदर्शन किया है। सूक्ष्म निर्माण स्थल के रूप में जीवित जीवाणुओं से भरी चिपचिपी सूक्ष्म बूंदों का उपयोग करके अत्यधिक जटिल प्रोटोकल्स के निर्माण के लिए दृष्टिकोण।

पहले चरण में टीम ने खाली बूंदों को दो तरह के बैक्टीरिया के संपर्क में लाया। एक आबादी अनायास बूंदों के भीतर कैद हो गई, जबकि दूसरी छोटी बूंद की सतह पर फंस गई।

फिर, दोनों प्रकार के जीवाणुओं को नष्ट कर दिया गया ताकि जारी किए गए सेलुलर घटक हजारों जैविक अणुओं, भागों और मशीनरी वाले झिल्ली-लेपित बैक्टीरियोजेनिक प्रोटोकल्स का उत्पादन करने के लिए बूंदों के अंदर या सतह पर फंस गए।

शोधकर्ताओं ने पाया कि प्रोटोकल्स ग्लाइकोलाइसिस के माध्यम से ऊर्जा-समृद्ध अणुओं (एटीपी) का उत्पादन करने में सक्षम थे और इन विट्रो जीन अभिव्यक्ति द्वारा आरएनए और प्रोटीन को संश्लेषित करते थे, यह दर्शाता है कि विरासत में मिले जीवाणु घटक सिंथेटिक कोशिकाओं में सक्रिय रहे।

इस तकनीक की क्षमता का और परीक्षण करते हुए, टीम ने बैक्टीरियोजेनिक प्रोटोकल्स को संरचनात्मक और रूपात्मक रूप से फिर से तैयार करने के लिए रासायनिक चरणों की एक श्रृंखला को नियोजित किया। जारी किए गए जीवाणु डीएनए को एक एकल नाभिक जैसी संरचना में संघनित किया गया था, और छोटी बूंद आंतरिक प्रोटीन फिलामेंट्स और झिल्ली-बाध्य जल रिक्तिका के साइटोस्केलेटल-जैसे नेटवर्क के साथ घुसपैठ की गई थी।

एक सिंथेटिक/जीवित कोशिका इकाई के निर्माण की दिशा में एक कदम के रूप में, शोधकर्ताओं ने जीवित बैक्टीरिया को प्रोटोकल्स में प्रत्यारोपित किया ताकि ग्लाइकोलाइसिस, जीन अभिव्यक्ति और साइटोस्केलेटल असेंबली के लिए स्व-टिकाऊ एटीपी उत्पादन और दीर्घकालिक ऊर्जा उत्पन्न हो सके। उत्सुकता से, प्रोटोलिविंग निर्माणों ने साइट पर जीवाणु चयापचय और एकीकृत जीवन-समान गुणों के साथ एक सेलुलर बायोनिक प्रणाली का उत्पादन करने के लिए विकास के कारण अमीबा जैसी बाहरी आकृति विज्ञान को अपनाया।

संबंधित लेखक प्रोफेसर स्टीफन मान ने कहा: “सिंथेटिक कोशिकाओं में उच्च संगठनात्मक और कार्यात्मक जटिलता प्राप्त करना मुश्किल है, विशेष रूप से करीब-से-संतुलन स्थितियों के तहत। उम्मीद है कि हमारा वर्तमान बैक्टीरियोजेनिक दृष्टिकोण मौजूदा प्रोटोसेल मॉडल की जटिलता को बढ़ाने में मदद करेगा, असंख्य के एकीकरण की सुविधा प्रदान करेगा। जैविक घटक और सक्रिय साइटोमिमेटिक सिस्टम के विकास को सक्षम करते हैं।”

ब्रिस्टल विश्वविद्यालय में रिसर्च एसोसिएट के पहले लेखक डॉ कैन जू ने कहा: “हमारा जीवित-सामग्री असेंबली दृष्टिकोण सहजीवी जीवित/सिंथेटिक सेल संरचनाओं के निचले स्तर के निर्माण के लिए एक अवसर प्रदान करता है। उदाहरण के लिए, इंजीनियर बैक्टीरिया का उपयोग करना संभव होना चाहिए सिंथेटिक बायोलॉजी के डायग्नोस्टिक और चिकित्सीय क्षेत्रों के साथ-साथ बायोमैन्युफैक्चरिंग और बायोटेक्नोलॉजी में सामान्य रूप से विकास के लिए जटिल मॉड्यूल तैयार करना।”

कहानी स्रोत:

सामग्री द्वारा उपलब्ध कराया गया ब्रिस्टल विश्वविद्यालय. नोट: सामग्री को शैली और लंबाई के लिए संपादित किया जा सकता है।

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