शोधकर्ताओं ने डीएनए प्रतिकृति प्रक्रिया के दौरान परिवर्तनों का अध्ययन करने के लिए वैकल्पिक विधि की खोज की

कोलोराडो स्टेट यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने आनुवंशिक रूप से संशोधित खमीर का उपयोग करके प्रयोगशाला सेटिंग्स में डीएनए प्रतिकृति प्रक्रिया के दौरान परिवर्तनों का अध्ययन करने का एक वैकल्पिक तरीका खोजा। नई पद्धति कोशिका चक्र गिरफ्तारी को समझने के लिए वर्तमान औषधीय तरीकों की तुलना में एक स्पष्ट तस्वीर प्रदान करती है, जो कैंसर के उपचार और आनुवंशिक चिंताओं के लिए महत्वपूर्ण एक मौलिक तंत्र है।
सीएसयू के जैव रसायन और आणविक जीव विज्ञान विभाग के सहायक प्रोफेसर ग्रांट शॉअर ने अध्ययन किया, जो नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज की कार्यवाही में प्रकाशित हुआ था। अध्ययन हाइड्रोक्सीयूरिया पर केंद्रित है, जो कैंसर के इलाज के लिए क्लिनिकल सेटिंग्स में उपयोग किया जाने वाला एक कीमोथेराप्यूटिक एजेंट है जिसे आमतौर पर अध्ययन के लिए कोशिका विकास को रोकने के लिए अनुसंधान सेटिंग्स में भी नियोजित किया जाता है। यह शोधकर्ताओं को विभाजित होने से पहले कोशिकाओं में जीनोम के डीएनए की सटीक प्रतिलिपि बनाने की कठिन प्रक्रिया को बेहतर ढंग से समझने की अनुमति देता है।
यह प्रक्रिया शरीर में अक्सर होती रहती है। हालाँकि, यदि कॉपी किया जा रहा डीएनए हानिकारक चयापचय मध्यवर्ती, यूवी प्रकाश या कीमोथेराप्यूटिक्स द्वारा बदल दिया जाता है तो स्वास्थ्य संबंधी समस्याएं उत्पन्न होती हैं। जब प्रतिकृति से गुजरने वाली कोशिकाएं विशिष्ट जैविक रूप से प्रबंधित जांच बिंदुओं पर इन समस्याओं का सामना करती हैं, तो आगे की समस्याओं को रोकने के लिए प्रक्रिया रोक दी जाती है। हाइड्रोक्सीयूरिया का उपयोग यह अध्ययन करने के लिए किया जाता है कि कोई कोशिका जटिल जैविक प्रक्रियाओं के अध्ययन के लिए इन रोक बिंदुओं को सक्रिय करके प्रतिकृति प्रक्रिया को कैसे और कब रोकती है।
दशकों से, माना जाता था कि दवा डीएनए के लिए बिल्डिंग ब्लॉक्स के उत्पादन को रोककर काम करती है, लेकिन शॉअर की टीम ने देखा कि दवा एक ही समय में कोशिका के प्रमुख हिस्सों में हानिकारक और प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियां भी बना रही थी। शॉअर ने कहा कि उन अवांछित प्रतिक्रियाओं ने कोशिका के “किल स्विच” तंत्र में अंतर्दृष्टि को धूमिल कर दिया, जो कठोर ऑक्सीडेटिव वातावरण में डीएनए को गलत तरीके से कॉपी होने से रोकता है।
उन्होंने कहा, “हमारे काम से पता चलता है कि हाइड्रोक्सीयूरिया इस प्रतिकृति प्रक्रिया को कम विशिष्ट तरीके से रोक रहा है जितना किसी ने मूल रूप से सोचा था।” “हमने पाया कि ऑक्सीकरण डीएनए पोलीमरेज़ को बाधित कर रहा था – एंजाइमेटिक मशीनें जो सीधे डीएनए की नकल करती हैं – एंजाइमों में लौह परमाणुओं को लक्षित करके और उन्हें अलग करके। कुछ ऐसा जो दवा को प्रक्रिया से हटा दिए जाने के बाद भी बना रहा।”
उस समस्या का समाधान करने के लिए, सीएसयू टीम ने एक प्रणाली विकसित की जो आनुवंशिक रूप से इंजीनियर किए गए खमीर कोशिकाओं का उपयोग करती है जिन्हें आरएनआर-डिग्री के रूप में जाना जाता है। यह प्रणाली प्रक्रिया को रोकने के लिए हाइड्रोक्सीयूरिया का कम विषैला और शीघ्रता से प्रतिवर्ती विकल्प प्रदान करती है। क्योंकि आज हाइड्रोक्सीयूरिया का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, पेपर में उल्लिखित नया दृष्टिकोण सेल गिरफ्तारी के आसपास अनुसंधान को पूरा करने के तरीके को महत्वपूर्ण रूप से बदल सकता है।
शॉअर ने कहा कि टीम ने काम के लिए डीएनए सामग्री और कोशिकाओं की प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए फ्लो साइटोमेट्री का उपयोग किया। शॉअर ने कहा कि पेपर के लिए अनुसंधान निधि राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान से आई और कई स्नातक शोधकर्ताओं ने इस काम में योगदान दिया।
हन्ना रीटमैन, एक स्नातक जैव रसायन विज्ञान की छात्रा, ने परियोजना के लिए डेटा एकत्र करने और उसका विश्लेषण करने के बाद पेपर पर एक लेखक के रूप में काम किया। उन्होंने कहा कि लैब में काम करना पहले डराने वाला था लेकिन सीखने का एक शानदार अनुभव बन गया।
उन्होंने कहा, “इस परियोजना और प्रयोगशाला में शोध के माध्यम से, मैंने इतनी सारी तकनीकें और अवधारणाएं सीख ली हैं, जिनकी पहुंच मुझे किसी व्याख्यान में नहीं मिल पाती।” “आप प्रयोगशाला में बहुत अधिक स्वतंत्रता प्राप्त करते हैं और वास्तव में अच्छी समस्या-समाधान कौशल सीखते हैं। यह कुछ ऐसा है जिसका मैं अपने पूरे करियर में विस्तार करना जारी रखूंगा और मैं इसके लिए सदैव आभारी हूं।”
शॉअर ने कहा कि टीम इस विषय पर काम करना जारी रखेगी और तकनीक को यीस्ट कोशिकाओं से मानव कोशिकाओं में स्थानांतरित करना शुरू करने की योजना बना रही है।
उन्होंने कहा, “आरएनआर-डिग्री यीस्ट स्ट्रेन एक बहुत ही व्यवहार्य और संभावित रूप से बेहतर विकल्प प्रतीत होता है।” “इसमें हाइड्रोक्सीयूरिया का कोई भी नकारात्मक प्रभाव नहीं है जो संभवतः इस बिंदु तक हमारी समझ को धूमिल कर रहा है। यह एक महत्वपूर्ण खोज है, और मैं भविष्य में मानव कोशिकाओं में उपयोग की दिशा में अपना शोध जारी रखने के लिए उत्सुक हूं।” (एएनआई)