ಸುದ್ದಿಯಲ್ಲಿ ಏಕಿದೆ?
ಬೆಂಗಳೂರಿನ ಜವಾಹರಲಾಲ್ ನೆಹರು ಸೆಂಟರ್ ಫಾರ್ ಅಡ್ವಾನ್ಸ್ಡ್ ಸೈಂಟಿಫಿಕ್ ರಿಸರ್ಚ್ನ (JNCASR) ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು, ಇಂಡಿಯನ್ ಇನ್ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಸೈನ್ಸ್ (Indian Institute of Science) ಸಹಯೋಗದೊಂದಿಗೆ Cleavable Light-Erased Antibody Reporter (CLEAR) ಎಂಬ ನವೀನ ಇಮೇಜಿಂಗ್ ವೇದಿಕೆಯನ್ನು (imaging platform) ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಅಳಿಸಬಹುದಾದ ಮತ್ತು ಮರುಬಳಕೆ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಒಂದೇ ಫ್ಲೋರೊಸೆಂಟ್ ಟ್ಯಾಗ್ (fluorescent tag) ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಒಂದೇ ಜೈವಿಕ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ (biological sample) ಡಜನ್ಗಟ್ಟಲೆ ವಿಭಿನ್ನ ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳನ್ನು ದೃಶ್ಯೀಕರಿಸಲು (visualise) ಸಂಶೋಧಕರಿಗೆ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಗತಿಯು ಬಯೋಮೆಡಿಕಲ್ ಸಂಶೋಧನೆ (biomedical research) ಮತ್ತು ನಿಖರ ಔಷಧವನ್ನು (precision medicine) ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಭರವಸೆ ನೀಡುತ್ತದೆ.
ಹಿನ್ನೆಲೆ
ಕೋಶಗಳು ಮತ್ತು ಅಂಗಾಂಶಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ವಿತರಣೆಯನ್ನು (spatial distribution) ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್ ಮಾಡುವುದು ರೋಗಗಳು ಹೇಗೆ ಮುಂದುವರಿಯುತ್ತವೆ ಎಂಬುದರ ಕುರಿತು ಪ್ರಮುಖ ಸುಳಿವುಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಇಮ್ಯುನೊಫ್ಲೋರೊಸೆನ್ಸ್ (immunofluorescence) ವಿಧಾನಗಳು ಪ್ರತಿ ಪ್ರೋಟೀನ್ ಅನ್ನು ವಿಭಿನ್ನ ಡೈ (dye) ನೊಂದಿಗೆ ಲೇಬಲ್ ಮಾಡುತ್ತವೆ, ವಿಭಿನ್ನ ಬಣ್ಣಗಳು ಅತಿಕ್ರಮಿಸುವ (overlapping) ಬೆಳಕನ್ನು ಹೊರಸೂಸುವುದರಿಂದ ಚಿತ್ರಿಸಬಹುದಾದ ಮಾರ್ಕರ್ಗಳ (markers) ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. CLEAR ಪ್ರತಿಕಾಯಗಳಿಗೆ (antibodies) ಬೆಳಕು-ಸೀಳುವ "ಎರೇಸರ್" (light-cleavable "eraser") ಅನ್ನು ಜೋಡಿಸುವ ಮೂಲಕ ಈ ತಡೆಗೋಡೆಯನ್ನು ನಿವಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳ ಗುಂಪನ್ನು ಚಿತ್ರಿಸಿದ ನಂತರ, ನೇರಳಾತೀತ ಬೆಳಕಿನ (ultraviolet light) ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತ ಸ್ಫೋಟದೊಂದಿಗೆ ಫ್ಲೋರೊಸೆಂಟ್ ಟ್ಯಾಗ್ (fluorescent tag) ಅನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಬಹುದು, ಅದೇ ಡೈ (dye) ಅನ್ನು ಮುಂದಿನ ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳ ಗುಂಪಿನಲ್ಲಿ ಮತ್ತೆ ಬಳಸಲು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ. ಲೇಬಲ್ ಮಾಡುವ (labelling), ಚಿತ್ರಿಸುವ (imaging) ಮತ್ತು ಅಳಿಸುವ (erasing) ಈ ಚಕ್ರವನ್ನು ಹಲವು ಬಾರಿ ಪುನರಾವರ್ತಿಸಬಹುದು, ಮಾದರಿಗೆ ಕನಿಷ್ಠ ಹಾನಿಯೊಂದಿಗೆ ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳ ಹೈ-ಪ್ಲೆಕ್ಸ್ ಮ್ಯಾಪ್ (high-plex map) ಅನ್ನು ರಚಿಸುತ್ತದೆ.
CLEAR ಹೇಗೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ
- ಬೆಳಕು-ಸೀಳುವ ಶೋಧಕಗಳು (Light-cleavable probes): 365 nm UV ಬೆಳಕಿಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಂಡಾಗ ಒಡೆಯುವ ವಿಶೇಷ ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಂಪಿನ ಮೂಲಕ ಪ್ರತಿಕಾಯಗಳನ್ನು (Antibodies) ಫ್ಲೋರೋಫೋರ್ಗೆ (fluorophore) ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮಾದರಿಯನ್ನು ಚಿತ್ರಿಸಿದ ನಂತರ, ಫ್ಲೋರೊಸೆಂಟ್ ಟ್ಯಾಗ್ ಅನ್ನು ಸೀಳಲಾಗುತ್ತದೆ, ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳನ್ನು ಲೇಬಲ್ ಮಾಡದೆ ಬಿಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮುಂದಿನ ಚಕ್ರಕ್ಕೆ ಸಿದ್ಧಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
- ಸಿಂಗಲ್ ಡೈ ತಂತ್ರ (Single dye strategy): ಅದೇ ಫ್ಲೋರೋಫೋರ್ (fluorophore) ಅನ್ನು ಮರುಬಳಕೆ ಮಾಡಬಹುದಾದ್ದರಿಂದ, CLEAR ವರ್ಣಪಟಲದ ಅತಿಕ್ರಮಣವನ್ನು (spectral overlap) ತಪ್ಪಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕದ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು (microscope design) ಸರಳಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಸಂಶೋಧಕರು ಪ್ರಮಾಣಿತ ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಹತ್ತಾರು ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳನ್ನು ಮ್ಯಾಪ್ ಮಾಡಬಹುದು.
- ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ (High spatial resolution): ಈ ವಿಧಾನವು ಜೀವಕೋಶಗಳು ಮತ್ತು ಅಂಗಾಂಶಗಳ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯನ್ನು ಸಂರಕ್ಷಿಸುತ್ತದೆ, ಉಪ-ಕೋಶ ವಿಭಾಗಗಳ (sub-cellular compartments) ಒಳಗೆ ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳು ಎಲ್ಲಿವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಗುರುತಿಸಲು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.
- ವೇಗ ಮತ್ತು ಹೊಂದಾಣಿಕೆ (Speed and compatibility): ಲೇಬಲ್ ಮಾಡುವುದು ಮತ್ತು ಅಳಿಸುವ ಚಕ್ರಗಳು ಕೆಲವೇ ನಿಮಿಷಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಈ ತಂತ್ರವು ಏಕ ಜೀವಕೋಶಗಳಿಂದ (single cells) ಹಿಡಿದು ಸಂಕೀರ್ಣ ಅಂಗಾಂಶದ ತುಂಡುಗಳವರೆಗೆ (complex tissue slices) ವಿವಿಧ ಮಾದರಿಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಮಾದರಿಗಳಿಗೆ ಸಾಕಷ್ಟು ಮೃದುವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ಲೈವ್-ಸೆಲ್ ಇಮೇಜಿಂಗ್ಗೆ (live-cell imaging) ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು.
ಸಂಭಾವ್ಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು
- ಆರಂಭಿಕ ರೋಗ ಪತ್ತೆ (Early disease detection): ಕ್ಯಾನ್ಸರ್ ಅಥವಾ ನ್ಯೂರೋಡಿಜೆನೆರೆಟಿವ್ (neurodegenerative) ಕಾಯಿಲೆಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಬಹು ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳನ್ನು ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ರೋಗದ ಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು (disease signatures) ಆರಂಭಿಕ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಗುರುತಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಕಾಲಾನಂತರದಲ್ಲಿ ಅವು ಹೇಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಟ್ರ್ಯಾಕ್ ಮಾಡಬಹುದು.
- ನಿಖರ ಔಷಧ (Precision medicine): CLEAR ವೈದ್ಯರಿಗೆ ಗೆಡ್ಡೆಗಳನ್ನು (tumours) ನಿರೂಪಿಸಲು ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ರೋಗಿಯ ಜೀವಕೋಶಗಳ ವಿಶಿಷ್ಟ ಪ್ರೋಟೀನ್ ಪ್ರೊಫೈಲ್ ಆಧರಿಸಿ ಚಿಕಿತ್ಸೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.
- ಮೂಲಭೂತ ಸಂಶೋಧನೆ (Fundamental research): ಜೀವಕೋಶಗಳೊಳಗಿನ ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳು ಹೇಗೆ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಬೆಳವಣಿಗೆ, ರೋಗನಿರೋಧಕ ಶಕ್ತಿ (immunity) ಮತ್ತು ವಯಸ್ಸಾಗುವಿಕೆಯ (ageing) ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬಿಚ್ಚಿಡಲು ಅವಶ್ಯಕವಾಗಿದೆ. CLEAR ಅಂತಹ ಅಧ್ಯಯನಗಳಿಗೆ ಪ್ರಬಲ ಸಾಧನವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.
ತೀರ್ಮಾನ
CLEAR ವೇದಿಕೆಯು ಸರಳವಾದ ರಾಸಾಯನಿಕ ತಂತ್ರವು (chemical trick) ಫ್ಲೋರೊಸೆನ್ಸ್ ಇಮೇಜಿಂಗ್ನ (fluorescence imaging) ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ಹೇಗೆ ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಲೇಬಲಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಅಳಿಸುವಿಕೆಯ ಪುನರಾವರ್ತಿತ ಚಕ್ರಗಳನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಇದು ಸಂಶೋಧಕರಿಗೆ ಅನೇಕ ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳನ್ನು ದೃಶ್ಯೀಕರಿಸಲು ವೆಚ್ಚ-ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಮತ್ತು ಸೌಮ್ಯವಾದ ವಿಧಾನವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ತಂತ್ರವು ಪಕ್ವವಾಗುತ್ತಿದ್ದಂತೆ, ಇದು ರೋಗನಿರ್ಣಯ (diagnostics) ಮತ್ತು ವೈಯಕ್ತಿಕಗೊಳಿಸಿದ ಚಿಕಿತ್ಸೆಗಳಿಗೆ (personalised therapies) ಹೊಸ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳನ್ನು ತೆರೆಯಬಹುದು.