వ్యాధికి సంబంధించిన జన్యువులను మరింత సులభంగా ఎలా గుర్తించవచ్చో బాన్ పరిశోధకులు చూపిస్తున్నారు
వ్యాధులలో పాల్గొన్న జన్యువుల గుర్తింపు బయోమెడికల్ పరిశోధన యొక్క ప్రధాన సవాళ్లలో ఒకటి. యూనివర్శిటీ ఆఫ్ బాన్ మరియు యూనివర్శిటీ హాస్పిటల్ బాన్ (UKB) పరిశోధకులు వారి గుర్తింపును చాలా సులభంగా మరియు వేగంగా చేసే పద్ధతిని అభివృద్ధి చేశారు: అవి కణ కేంద్రకంలో జన్యు శ్రేణులను వెలిగిస్తాయి. స్థాపించబడిన పద్ధతులను ఉపయోగించి సంక్లిష్ట స్క్రీనింగ్‌లకు విరుద్ధంగా, మానవ కణాలలో దాదాపు ఏదైనా జీవ ప్రక్రియ యొక్క జన్యు నిర్ణయాధికారులను పరిశోధించడానికి NIS-Seq పద్ధతిని ఉపయోగించవచ్చు. ఈ అధ్యయనం ఇప్పుడు నేచర్ బయోటెక్నాలజీలో ప్రచురించబడింది.
మానవులలో దాదాపు 20,000 జన్యువులు ఉంటాయి. అవి మన శరీరం ఎలా పనిచేస్తుందో, మనం ఎలా అభివృద్ధి చెందుతామో మరియు కణాలు ఎలా గుణించాలో నిర్ణయిస్తాయి. “కొన్ని జన్యువులు ముఖ్యమైన రోగనిరోధక ప్రతిస్పందనలకు బాధ్యత వహిస్తాయి, ఉదాహరణకు, ప్రాణాంతక తాపజనక ప్రక్రియలలో కూడా పాల్గొంటాయి” అని యుకెబిలోని ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ క్లినికల్ కెమిస్ట్రీ అండ్ క్లినికల్ ఫార్మకాలజీలో పరిశోధనా సమూహ నాయకుడు మరియు సభ్యుడు జోనాథన్ ష్మిడ్-బర్గ్క్ చెప్పారు. ఇమ్యునోసెన్సేషన్2 బాన్ విశ్వవిద్యాలయంలో క్లస్టర్ ఆఫ్ ఎక్సలెన్స్. “రోగాలకు మెరుగైన చికిత్స చేయడానికి ఈ జన్యువులను గుర్తించడం మా పరిశోధన ఆసక్తి.”
సాంప్రదాయ పద్ధతులు: అధిక ప్రయత్నం మరియు పరిమిత స్పెక్ట్రం
కణాలలో వాటి పనితీరు కోసం జన్యువులను క్రమపద్ధతిలో పరిశీలించడానికి CRISPR స్క్రీనింగ్ పద్ధతులను ఉపయోగించవచ్చు. “ప్రతి సెల్‌లో యాదృచ్ఛిక జన్యువును స్విచ్ ఆఫ్ చేయడానికి CRISPR ఉపయోగించబడుతుంది” అని ష్మిడ్-బర్గ్క్ వివరించాడు. “మేము నిర్దిష్ట జీవ ప్రక్రియ మార్చబడిన కణాలను సుసంపన్నం చేస్తాము మరియు స్విచ్ ఆఫ్ చేయబడిన జన్యువులను గుర్తిస్తాము.” ఈ విధానం చాలా క్లిష్టంగా ఉంటుంది: అధ్యయనం చేసిన ప్రతి ప్రక్రియ కోసం, సంబంధిత కణాలను మెరుగుపరచడానికి ఒక పద్ధతిని ఏర్పాటు చేయాలి, ఉదా, సెల్ సార్టింగ్ మెషీన్లను ఉపయోగించడం. మరొక బలహీనమైన అంశం: CRISPR స్క్రీనింగ్ ప్రతి కణ రకంలో బాగా పని చేయదు – ముఖ్యంగా మానవ రోగనిరోధక కణాలు తరచుగా బహుళ-దశల ప్రక్రియలో మనుగడ సాగించవు.
కొత్త పద్ధతి: మైక్రోస్కోప్‌తో రంగు కణ కేంద్రకాలను సులభంగా గుర్తించడం
బాన్ నుండి పరిశోధకులు ఇప్పుడు ఆప్టికల్ CRISPR స్క్రీనింగ్ పద్ధతిని అభివృద్ధి చేశారు, ఇది ముఖ్యమైన జన్యువులను మరింత సులభంగా మరియు త్వరగా గుర్తించడానికి అనుమతిస్తుంది: న్యూక్లియర్ ఇన్-సిటు సీక్వెన్సింగ్ లేదా సంక్షిప్తంగా NIS-Seq. “CRISPR ఇక్కడ కూడా ఉపయోగించబడుతుంది,” అని ప్రొఫెసర్ ష్మిడ్-బర్గ్క్ యొక్క పరిశోధనా బృందంలో డాక్టరల్ అభ్యర్థి మరియు అధ్యయనం యొక్క మొదటి రచయిత కారోలిన్ ఫాండ్రీ వివరించారు. “అయినప్పటికీ, కీలకమైన జన్యువులను గుర్తించడానికి కణాలు సజీవంగా ఉన్నప్పుడు మనం దాదాపు ఏదైనా జీవ ప్రక్రియను గమనించవచ్చు.” పరిశోధకులు దీన్ని చేయడానికి ఒక ఉపాయాన్ని ఉపయోగిస్తారు: CRISPR సీక్వెన్స్‌తో పాటు, వారు సెల్యులార్ జన్యువులోకి ఫేజ్ ప్రమోటర్ అని పిలవబడే వాటిని పరిచయం చేస్తారు, ఇది CRISPR సీక్వెన్స్‌లను విస్తరింపజేస్తుంది మరియు వాటిని వివిధ రంగులతో కనిపించేలా చేస్తుంది. ఏ జన్యువు స్విచ్ ఆఫ్ చేయబడిందో వెల్లడించడానికి సంప్రదాయ ఫ్లోరోసెన్స్ మైక్రోస్కోప్‌లను ఉపయోగించి ప్రతి కేంద్రకంలో రంగురంగుల కన్ఫెట్టిని కనుగొనవచ్చు.
వంద కంటే తక్కువ కణాలు సంబంధిత జన్యువును వెలికితీస్తాయి
“NIS-Seqతో, సంబంధిత జన్యువును గుర్తించడానికి మాకు ప్రస్తుతం ఒక వారం సమయం అవసరం” అని ప్రొఫెసర్ ష్మిడ్-బర్గ్క్ యొక్క డాక్టరల్ అభ్యర్థి మరియు పేపర్ యొక్క మొదటి రచయిత కూడా అయిన మారియస్ జెంట్జ్ చెప్పారు. “సాంప్రదాయ CRISPR స్క్రీన్ కోసం, కణాలను వాటి పనితీరు ప్రకారం ఖచ్చితంగా వేరు చేయడానికి తరచుగా నెలల సమయం పడుతుంది.” కొత్త పద్ధతి యొక్క మరొక ప్రయోజనం ఏమిటంటే, ఇది దాదాపు అన్ని కణాలలో పనిచేస్తుంది, ముఖ్యంగా చిన్న లేదా క్రియారహిత కణాలలో కూడా – అవి సెల్ న్యూక్లియస్ కలిగి ఉంటే. అధ్యయనంలో, పరిశోధకులు రెండు జాతుల నుండి ఎనిమిది కణ రకాలను విజయవంతంగా విశ్లేషించారు. Schmid-Burgk: “సెల్యులార్ ప్రక్రియలలో జన్యుపరమైన కీ ప్లేయర్‌లను గుర్తించడానికి మా పద్ధతి ఒక ప్రామాణిక సాధనంగా మారుతుందని మేము నమ్ముతున్నాము.”
