वैज्ञानिकों ने रोगाणुओं के एक समूह को "दुनिया के सबसे छोटे टेप रिकॉर्डर:" करार दिया है, जिसे साधारण प्रयोगशाला तनाव के जीन के साथ छेड़छाड़ करके परिवर्तित किया गया हैइशरीकिया कोली जीवाणु, शोधकर्ताओं का कहना है कि वे बैक्टीरिया को न केवल पर्यावरण के साथ अपनी बातचीत में प्रवेश करने में सक्षम कर चुके हैं बल्कि समय-समय पर इन घटनाओं पर भी मुहर लगा रहे हैं।
ये छोटे "टेप रिकार्डर" - जो कि जर्नल साइंस में 23 नवंबर को प्रकाशित एक नए अध्ययन में विस्तृत थे - एक नई तकनीक की मदद कर सकते हैं, जो रोग का निदान करने के लिए जीवाणु कोशिकाओं का उपयोग करते हैं या वातावरण में बदलाव की निगरानी करते हैं, सभी अपने परिवेश को परेशान किए बिना। ।
"इस तरह के बैक्टीरिया, एक मरीज द्वारा निगल लिया जाता है, जो पूरे पाचन तंत्र के माध्यम से उनके द्वारा अनुभव किए गए परिवर्तनों को रिकॉर्ड करने में सक्षम हो सकता है, जो पहले की दुर्गम घटनाओं के बारे में एक अभूतपूर्व दृष्टिकोण देता है," वरिष्ठ अध्ययन लेखक हैरिस वांग, सिस्टम जीवविज्ञान विभाग में एक सहायक प्रोफेसर कोलंबिया यूनिवर्सिटी मेडिकल सेंटर ने एक बयान में कहा।
टेप रिकार्डर के पीछे की तकनीक लोकप्रिय जीन-संपादन उपकरण, CRISPR है। उपकरण, जो वैज्ञानिकों को अनिवार्य रूप से डीएनए के अनुक्रमों को बाहर निकालने और विशिष्ट आनुवंशिक सामग्री के साथ बदलने की अनुमति देता है, मूल रूप से बैक्टीरिया में खोजा गया था। CRISPR कुछ बैक्टीरिया की प्रतिरक्षा प्रणाली का हिस्सा है - यह हमलावर वायरस से डीएनए के स्निपेट्स को कॉपी कर सकता है ताकि बैक्टीरिया की भावी पीढ़ियों को बाद के हमलों को पहचान और फिर से झिड़क दिया जा सके।
"सिस्टम एक प्राकृतिक जैविक मेमोरी डिवाइस है," वांग ने कहा। "इंजीनियरिंग के नजरिए से यह वास्तव में काफी अच्छा है, क्योंकि यह पहले से ही एक प्रणाली है जिसे विकास के माध्यम से सम्मानित किया गया है ताकि सूचनाओं को संग्रहीत करने में वास्तव में महान हो।"
टीम के माइक्रोस्कोपिक रिकॉर्डर में जीन-ले जाने वाली संरचनाओं की एक जोड़ी होती है जिसे प्लास्मिड कहा जाता है। पहला, एक "टाइमिंग" प्लाज्मिड, जीवाणु डीएनए के CRISPR क्षेत्र में कुछ डीएनए अणुओं, जिसे न्यूक्लियोटाइड्स कहा जाता है, व्यक्त करके समय चिह्नित करता है। अन्य प्लास्मिड को स्वयं की अधिक प्रतियां बनाने के लिए संशोधित किया गया है, लेकिन केवल एक बाहरी संकेत के जवाब में। परिणाम पृष्ठभूमि अनुक्रमों का एक चिथड़ा है जो रिकॉर्ड समय और संकेत अनुक्रमों को रिकॉर्ड करता है जो सेल के वातावरण में परिवर्तन के जवाब में डाला जाता है।
यदि यह जटिल लगता है, तो इसे इस तरह से सोचें: टाइमिंग प्लास्मिड स्पेस-आउट टाइम अंतराल पर "ए" प्रिंट करता है। यदि कोई "बाहरी संकेत" नहीं है, तो वैज्ञानिक केवल ए के इस तार को देखेंगे। लेकिन अगर दूसरा प्लास्मिड बाहरी सिग्नल द्वारा चालू किया जाता है, तो वह ए की स्ट्रिंग में अपना स्टैम्प सम्मिलित करेगा। उस स्ट्रिंग के आधार पर जहां दूसरे प्लास्मिड की मोहर दिखाई देती है, बाहरी संकेत लगने पर वैज्ञानिक कटौती कर सकते हैं। चुंबकीय टेप में डेटा की धारियों की तरह, वैज्ञानिक कम्प्यूटेशनल टूल की सहायता से इसका और विश्लेषण कर सकते हैं।
नए अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने दिखाया कि सिस्टम कई दिनों तक कम से कम तीन एक साथ सिग्नल रिकॉर्ड कर सकता है। अगला कदम लक्ष्यों को संकीर्ण करना है।
"अब हम विभिन्न मार्करों को देखने की योजना बना रहे हैं जो प्राकृतिक या रोग राज्यों में परिवर्तन के तहत बदल सकते हैं, जठरांत्र प्रणाली या अन्य जगहों पर," वांग ने कहा।
