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नई ड्रॉइंग फेज की अजीब सुंदरता, बैक्टीरिया के कातिलों को दिखाती है

आप फेज का वर्ष कैसे मना रहे हैं? यहां तक ​​कि अगर आपने इन छोटे, बैक्टीरिया-मारने वाले वायरस के बारे में कभी नहीं सुना है, तो आप निश्चित रूप से उनका सामना कर चुके हैं। बैक्टीरिया, या फेज, और इसी तरह के वायरस के अरबों तार ग्रह पर मौजूद हैं, और कई स्थानों पर वे स्थानीय बैक्टीरिया से भी आगे निकल जाते हैं।

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फेज बैक्टीरिया और स्वैपिंग जीन को संक्रमित करने में माहिर हैं ताकि वे दोहराने के लिए अपने मेजबानों का उपयोग कर सकें। अपने विभिन्न रूपों में, फेज अंततः शरीर के अंदर और पारिस्थितिक तंत्र में जैविक प्रक्रियाएं चलाते हैं। अब, उनकी खोज के एक सदी बाद, इन छोटे जीवों और उनकी टैंटलाइज़िंग संभावनाओं के बारे में जानने के लिए अभी भी बहुत कुछ है - जैसे कि इंजीनियर फेज वायरस को कैसे डिज़ाइन किया जाए जो कि सबसे अधिक दवा प्रतिरोधी जीवाणु संक्रमण की भी हत्या कर सकते हैं।

सैन डिएगो स्टेट यूनिवर्सिटी के फ़ॉरेस्ट रोहवर, लाइफ़ इन आवर फ़ेज़ वर्ल्ड के सह-लेखक बताते हैं कि वह क्यों चाहते हैं कि दुनिया 2015 को फेज़ के वर्ष के रूप में चिह्नित करे:

अब फेज क्यों मनाते हैं?

अब 100 साल हो गए हैं कि हम वास्तव में इन चीजों के बारे में जानते हैं। इस बात पर निर्भर करता है कि आप पहली बार खोजे गए फेज को किस तरह से कहना चाहते हैं, पहला सुंदर ठोस उदाहरण 1915 में था। [ब्रिटिश जीवाणुविज्ञानी फ्रेडरिक डब्ल्यू। टॉर्ट को आमतौर पर खोज का श्रेय दिया जाता है।] और अब, लोगों की संख्या में वास्तविक मंदी के बाद। क्षेत्र, मैं कहूंगा कि पिछले दस वर्षों में पुनरुत्थान हुआ है। लोग पहचान रहे हैं कि ये चीजें पारिस्थितिकी तंत्र में प्रमुख खिलाड़ी हैं, माइक्रोबियल विविधीकरण, जीन साझाकरण - सभी जगह। तो आप वास्तव में शामिल हो सकते हैं और इस क्षेत्र में योगदान कर सकते हैं और कुछ नई, बड़ी और महत्वपूर्ण चीजों की खोज कर सकते हैं। एक जीवविज्ञानी के दृष्टिकोण से, यह बहुत मजेदार है।

तथ्य यह है कि वे बहुत सर्वव्यापी हैं लगभग एक छोटे से विघटनकारी है।

समुद्री जल के एक मिलीलीटर में 10 मिलियन फेज हैं और मिट्टी के एक ग्राम में 100 मिलियन के करीब हैं। वे वास्तव में हर जगह हैं, अनिवार्य रूप से सब कुछ है कि आप के बारे में सोच सकते हैं, और वे अविश्वसनीय रूप से विविध हैं। लेकिन वे सिर्फ व्यवस्था का हिस्सा हैं। वे ज्यादातर मामलों में हमारे लिए पूरी तरह से हानिरहित हैं। वास्तव में, वे शायद सबसे अधिक समय तक हमारी मदद कर रहे हैं।

वे किस तरह के काम करते हैं?

खैर, एक व्यवहार के लिए एक ज़ोंबी तुलना सही है। फेज अंदर जाते हैं और वे अपने डीएनए को बैक्टीरिया के डीएनए का हिस्सा बनाते हैं, और यह अक्सर बैक्टीरिया को अलग-अलग काम करता है, जो अन्यथा होता है। यह सोचने का एक अच्छा तरीका है कि यह कैसे काम करता है, रोगजनकों से पारस्परिकता तक एक विस्तृत श्रृंखला में सहजीवन की कल्पना कर रहा है। ऐसी किसी भी प्रणाली में, जिसे आप देखते हैं, ऐसा लगता है कि स्थानीय अनुकूलन कर रहे जीन स्थानांतरण द्वारा अधिग्रहित किए गए हैं। मानव आंत में, उदाहरण के लिए, आपके पास जीवाणुओं का एक निश्चित समूह है, जो आपके साथ रहते हैं, लेकिन जीवन भर के दौरान क्या होता है, उन जीवाणुओं को जीन [फेज] से प्राप्त होगा जो या तो सहायक, हानिकारक या तटस्थ हो सकते हैं मेज़बान।

तो इस डीएनए स्वैपिंग के परिणाम की एक विशाल श्रृंखला हो सकती है?

सही। यह वास्तव में वह क्षेत्र है जहां फेज कभी-कभी लोगों के लिए हानिकारक हो सकता है, जब किसी बीमारी का कारण बनने वाले जीन को फेज द्वारा ले जाया जाता है। तो बहुत सारे रोगजनकों का अस्तित्व केवल इसलिए होता है क्योंकि एक जीवाणु जो आमतौर पर एक रोगज़नक़ नहीं होता है, एक चरण द्वारा अलग-अलग जीन होते हैं। संभवतः सबसे प्रसिद्ध उदाहरण हैजा, जहां वे वास्तव में अच्छी तरह से जानते हैं कि फेज उस बीमारी का कारण कैसे बनता है। यह बहुत सारे ई.कोली उपभेदों के साथ होता है जो भोजन की विषाक्तता का कारण बनते हैं।

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सहायक पक्ष के बारे में क्या?

यदि आप एक प्रवाल भित्ति में देखते हैं, तो आपके पास मूल रूप से उसी प्रकार के जीवाणु हैं जो कि चट्टान से जुड़े हैं। लेकिन फिर आप अलग-अलग जगहों पर देखते हैं, अलग-अलग जीनों का अधिग्रहण किया गया है जो बैक्टीरिया को उनकी स्थानीय स्थितियों के अनुकूल होने की अनुमति देते हैं। और उस मामले में यह एक अच्छी बात है, जहां तक ​​रीफ के समग्र स्वास्थ्य को बढ़ावा देना है। दूसरा पक्ष सिर्फ बैक्टीरिया को मार रहा है, क्योंकि यह उनका खाद्य पदार्थ है। यह वास्तव में दूसरी मुख्य बात है जो वे करते हैं।

रोग को लक्षित करने के लिए यह जीवाणु हत्या कैसे काम कर सकती है?

100 साल से यही सोच है। मूल रूप से लोगों ने सोचा कि उन्हें एक जादू की गोली मिली है, रोगाणुओं को मारने के लिए रोगाणुओं। लेकिन फिर हमने एंटीबायोटिक दवाओं का उपयोग करना शुरू कर दिया, और अधिकांश भाग वे हैं जो हम आज भी उपयोग करते हैं। वे स्थान जहां वे फेज थेरेपी का उपयोग कर सकते हैं, रूस या पोलैंड में बहुत कुछ होगा। लेकिन पश्चिमी दुनिया में उन्हें फिर से उपयोग करने के लिए एक तरह का आंदोलन है, विशेष रूप से कई बैक्टीरिया एंटीबायोटिक दवाओं के लिए प्रतिरोधी बन गए हैं।

बीमारी से लड़ने की उनकी क्षमता इतनी महान क्यों है?

इसके कुछ फायदे हैं। एंटीबायोटिक्स मूल रूप से सभी बैक्टीरिया, या उनमें से एक बड़े हिस्से को मारते हैं, और आप कई मामलों में ऐसा नहीं चाहते हैं। जब भी आपको संक्रमण होता है, आप हर बार अपने आंत में सभी जीवाणुओं को नहीं मारना चाहते हैं। यही कारण है कि फेज बहुत दिलचस्प हैं: वे रोगज़नक़ के एक विशेष तनाव को लक्षित करते हैं और शिकार करते हैं। इसके अलावा, एक फेज एक दो घंटे में एक लाख बन जाता है। एक एंटीबायोटिक कभी नहीं बढ़ेगा, आपको उन्हें अपने शरीर में रखना होगा। लेकिन फेज के साथ, यदि टारगेट बैक्टीरिया होते हैं, तो यह इन चीजों में से अधिक को आकर्षित करेगा जो इसे मार रहे हैं, जो आप के लिए उम्मीद कर रहे हैं। और फिर जब लक्ष्य बैक्टीरिया चले जाते हैं, तो उस पर फ़ीड करने वाले चरणों को भी जाना चाहिए।

क्या हम कृत्रिम रूप से चरणों का निर्माण कर सकते हैं ताकि वे ठीक उसी तरह हानिकारक बैक्टीरिया को लक्षित करें जो हम बाद में हैं?

हाँ। मुझे लगता है कि उन्हें प्रकृति में कई अलग-अलग चरणों से अलग करना एक घिनौना इतिहास है - कभी-कभी यह काम करता है, कभी-कभी ऐसा नहीं होता है और एक नियामक दृष्टिकोण से जो हमेशा थोड़ा स्केच होने वाला है। मेरा मानना ​​है कि संश्लेषण वह तरीका है जिससे हम जाने वाले हैं। हम उन्हें काफी समय से इंजीनियरिंग कर रहे हैं, 1970 के दशक से या शायद पहले भी, और हम उनके बारे में थोड़ा जानते हैं। आप केवल डीएनए का एक विशिष्ट टुकड़ा ले सकते हैं, इसे एक टेस्ट ट्यूब में जोड़ सकते हैं जिसमें प्रोटीन भागों होते हैं जो एक फेज बनाते हैं, और आपको एक व्यवहार्य फेज मिलता है। डीएनए एक व्यवहार्य चरण के निर्माण की शुरुआत करता है, इसलिए यह वास्तव में एक प्रकार का जादुई नैनोमैचिन है।

यह आदर्श लगता है, इसलिए नए फेज उपचारों पर पकड़ क्या है?

हम एंटीबायोटिक विकसित करने में करोड़ों डॉलर खर्च करते हैं। अब तक, वास्तव में उस तरह का निवेश नहीं किया गया है, जिसके लिए आपको चरणों के स्तर को विकसित करने की आवश्यकता होगी, जहां हम में से अधिकांश उनका उपयोग करने में सहज होंगे। यदि मुझे जीवाणु संक्रमण है, तो मैं अभी भी एंटीबायोटिक दवाओं के साथ जाने वाला हूं।

एक चरण के अध्ययन के बाद हमें कितना सीखने की जरूरत है?

हम उनमें से कुछ के बारे में बहुत कुछ जानते हैं क्योंकि वे आणविक जीव विज्ञान को विकसित करने के लिए इस्तेमाल किए गए उपकरण थे, यह पता लगाते हैं कि डीएनए कैसे काम करता है और वास्तव में आणविक स्तर पर चीजों का अध्ययन करना सीखता है। तो उस स्थिति में हम बहुत कुछ जानते हैं। जब पर्यावरण में क्या हो रहा है, तो हम जानते हैं कि हम बहुत व्यापक स्ट्रोक में जानते हैं कि वे किस प्रकार की चीजें कर रहे हैं, लेकिन जो चल रहा है उसकी बारीकियों के बारे में, यहां तक ​​कि मानव शरीर में भी, हम बहुत कम जानते हैं।

उनकी आनुवंशिक विविधता, जो ज्यादातर अज्ञात है, अविश्वसनीय है। अधिकांश क्षेत्रों में हम कह सकते हैं कि हम नहीं जानते कि एक विशेष जीन क्या कर रहा है, लेकिन कम से कम हमने इसे पहले देखा है। फेज सामान के साथ आप किसी भी वातावरण में जा सकते हैं जिसे आप चुनना चाहते हैं और अधिकांश जीन वे ले जा रहे हैं, शायद 80 प्रतिशत, हम न केवल उन जीनों के बारे में कुछ भी नहीं जानते हैं, लेकिन हमने उन्हें पहले कभी नहीं देखा है। यह इस बिंदु पर एक प्रारंभिक विज्ञान है, और हर समय नई खोज चल रही है। यह उन जगहों में से एक है जहां कोई भी जा सकता है और आपको मूल रूप से कुछ शांत खोजने की गारंटी है।

नई ड्रॉइंग फेज की अजीब सुंदरता, बैक्टीरिया के कातिलों को दिखाती है