किसी की जेनेटिक प्रोग्रामिंग को बदलना आसान है जितना आप सोच सकते हैं। जबकि आणविक स्तर पर डीएनए को बदलने की तकनीकें अधिक व्यापक रूप से उपयोग की जा रही हैं, यह केवल अंतर्निहित आनुवंशिक सामग्री को बदलने के बिना जीन को चालू या बंद करना भी संभव है। इसका मतलब है कि हम उन आनुवांशिक निर्देशों को प्रभावित कर सकते हैं जो किसी जीव के शरीर में उसके पर्यावरण को बदलने या दवाओं के साथ भेजते हैं।
"एपिजेनेटिक्स" का यह क्षेत्र पहले से ही डॉक्टरों को यह समझने में मदद कर रहा है कि कुछ रोग कैसे काम करते हैं, क्यों व्यायाम इतना फायदेमंद हो सकता है, और कैसे हम उम्र बढ़ने की प्रक्रिया को बदलने में सक्षम हो सकते हैं। लेकिन मैं और मेरे साथी बैक्टीरिया में एपिजेनेटिक्स की भूमिका की जांच करने की कोशिश कर रहे हैं।
हमने हाल ही में जीवाणु एपिजेनेटिक्स को प्रभावित करने के एक संभावित तरीके का अध्ययन किया है जो एंटीबायोटिक दवाओं का उपयोग किए बिना संक्रमण को रोकने में सक्षम हो सकता है। और यह देखते हुए कि कई बैक्टीरिया मौजूदा एंटीबायोटिक दवाओं के लिए प्रतिरोधी बन रहे हैं, जो बीमारी के इलाज के एक महत्वपूर्ण नए तरीके को खोल सकते हैं।
हमारे अध्ययन ने जीवाणु एसीनेटोबैक्टीर बॉमनी को देखा, जो कि संक्रमणों का एक प्रमुख कारण है जो लोग अस्पतालों में पकड़ सकते हैं और जो 70 प्रतिशत लोगों को मारते हैं जो इससे संक्रमित हैं। एंटीबायोटिक्स अब ए। बुमनी के कुछ उपभेदों पर काम नहीं करते हैं - और विश्व स्वास्थ्य संगठन ने हाल ही में इसे मानव स्वास्थ्य के लिए सबसे बड़े जीवाणु खतरे के रूप में स्थान दिया है।
हमारे पास पहले से ही कुछ तथाकथित एंटीवायरल दवाएं हैं जो बैक्टीरिया को नहीं मारती हैं, लेकिन उन्हें हानिरहित बनाती हैं ताकि शरीर की प्रतिरक्षा प्रणाली दवा के प्रतिरोधी बनने के लिए उन्हें पीछे छोड़ दें। बैक्टीरिया के एपिजेनेटिक्स को नुकसान पहुंचाने वाले बैक्टीरिया को प्रभावित करने के तरीके के साथ आने से हमें नए एंटीवायरल ड्रग्स बनाने में मदद मिल सकती है जो दवा में बहुत बड़ा योगदान देगा।
इस प्रक्रिया को शुरू करने के लिए हमने पहली बार मानव एपिजेनेटिक्स का रुख किया। हमारे एपिजेनेटिक्स को प्रभावित करने का सबसे आम तरीका हमारी आनुवंशिक सामग्री में एक छोटे आणविक टैग को जोड़ना है जो संबंधित जीन को चालू या बंद करता है। विशेष रूप से, हम एक एसिटाइल समूह के रूप में जाना जाने वाला एक टैग को एक महत्वपूर्ण प्रोटीन में जोड़ सकते हैं जिसे हिस्टोन कहते हैं।
हिस्टोन में एक एसिटाइल टैग जोड़ना (CNX OpenStax, CC BY) हिस्टोन हमारे 2 मीटर लंबे डीएनए अणुओं को व्यवस्थित करता है ताकि वे हमारे 100 माइक्रोमीटर लंबी कोशिकाओं के अंदर बड़े करीने से फिट हो सकें। एसिटाइल टैग जोड़ना एक प्राकृतिक तंत्र है जिसका उपयोग कोशिकाओं द्वारा डीएनए के साथ हिस्टोन के संपर्क के तरीके को बदलने के लिए किया जाता है। एसिटाइल टैग जोड़ने से आम तौर पर कुछ जीन सक्रिय हो जाते हैं, जिसका अर्थ है कि वे सेल के व्यवहार के तरीके को बदलते हैं। इस हिस्टोन संशोधन प्रक्रिया में विफलताएं कैंसर, हृदय रोगों और कई न्यूरोडीजेनेरेटिव विकारों से जुड़ी हैं।
बैक्टीरियल कोशिकाओं के एचओ के रूप में जाना जाने वाला हिस्टोन का अपना संस्करण है, जो उनके डीएनए को व्यवस्थित करता है और इसके सभी कार्यों को करने में शामिल होता है। बैक्टीरिया जिन्हें "ग्राम पॉजिटिव" कहा जाता है, जैसे कि हमारे पाचन तंत्र में जो भोजन को तोड़ने में हमारी मदद करते हैं, एचएयू के बिना काम नहीं कर सकते हैं। और "ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया", जो आम तौर पर ऐसे होते हैं जो हमें बीमार बनाते हैं जैसे साल्मोनेला एंटरिका, एचयू के बिना बहुत कम हानिकारक हो जाते हैं।
नई दवाओं
हमारे अध्ययन में, हमने पाया कि एचएयू को एसिटाइल टैग जोड़ने से डीएनए के साथ बातचीत करने के तरीके पर काफी असर पड़ा। इसका मतलब यह है कि इस तरह के संशोधन से एपिजेनेटिक परिवर्तन होते हैं, जिससे बैक्टीरिया विकसित होते हैं और अन्य जीवों को संक्रमित करते हैं। इसलिए यदि हम इस तरह से बैक्टीरिया प्रोटीन में परिवर्तन करने वाली दवाएं बना सकते हैं, तो हमारे पास संक्रमण को रोकने का एक नया तरीका हो सकता है।
चिकित्सा में यह वास्तव में एक महत्वपूर्ण चुनौती है, क्योंकि एंटीबायोटिक दवाओं के लिए प्रतिरोधी बैक्टीरिया दुनिया भर में एक वर्ष में 700, 000 लोगों को मारते हैं। यदि हमें नए उपचार नहीं मिलते हैं, तो 2025 तक वार्षिक मृत्यु दर 10 मिलियन तक बढ़ सकती है।
एक बार जब हम विशिष्ट एपिजेनेटिक परिवर्तन और बैक्टीरिया के संक्रमण के बीच की कड़ी को सत्यापित करते हैं, तो हम ऐसे पदार्थों की तलाश शुरू कर सकते हैं जो बैक्टीरिया के एपिजेनेटिक्स को इस तरह से कम हानिकारक बना दें। वहाँ पहले से ही कई अणु preclinical विकास के तहत या नैदानिक परीक्षणों में मानव epigenetics को एक समान तरीके से लक्षित कर रहे हैं। तो एक दवा जो संक्रमण को पैदा करने की बैक्टीरिया की "बंद" कर देती है वह बहुत दूर नहीं हो सकती है।
यह आलेख मूल रूप से वार्तालाप पर प्रकाशित हुआ था।
यू-हूसैन त्साई, जैविक रसायन विज्ञान, कार्डिफ विश्वविद्यालय में व्याख्याता
