सिंथेटिक मिनिमलिस्टिक जीनोम असलेल्या पेशी सामान्य सेल डिव्हिजनमधून जातात

सेल पूर्णपणे कृत्रिम संश्लेषित सह जीनोम 2010 मध्ये प्रथम नोंदवले गेले होते ज्यातून एक minimalistic जीनोम सेल व्युत्पन्न केले होते पेशी विभाजनावर असामान्य आकारविज्ञान दर्शविले. या मिनिमलिस्टिक सेलमध्ये जीन्सच्या गटाच्या अलीकडील जोडणीने सामान्य पेशी विभाजन पुनर्संचयित केले

पेशी ही जीवनाची मूलभूत संरचनात्मक आणि कार्यात्मक एकके आहेत, श्लेडेन आणि श्वान यांनी 1839 मध्ये मांडलेला एक सिद्धांत. तेव्हापासून, शास्त्रज्ञांना सेल्युलर फंक्शन्स समजून घेण्यात रस आहे आणि सेलची वाढ आणि विभाजन कसे होते हे समजून घेण्यासाठी अनुवांशिक कोड पूर्णपणे उलगडण्याचा प्रयत्न केला. तत्सम प्रकारच्या अधिक पेशींना जन्म द्या. च्या आगमनाने डीएनए सीक्वेन्सिंग, चे अनुक्रम डीकोड करणे शक्य झाले आहे जीनोम त्याद्वारे जीवनाचा आधार समजून घेण्यासाठी सेल्युलर प्रक्रिया समजून घेण्याचा प्रयत्न करणे. 1984 मध्ये, मोरोविट्झने मायकोप्लाझमाचा अभ्यास प्रस्तावित केला, सर्वात सोपा पेशी जीवनाची मूलभूत तत्त्वे समजून घेण्यासाठी स्वायत्त वाढ करण्यास सक्षम.  

तेव्हापासून, कमी करण्यासाठी अनेक प्रयत्न केले गेले जीनोम सर्व मूलभूत सेल्युलर फंक्शन्स करण्यास सक्षम असलेल्या सेलला जन्म देणार्या किमान संख्येपर्यंतचा आकार. प्रयोगांमुळे प्रथम Mycoplasma mycoides चे रासायनिक संश्लेषण झाले जीनोम 1079 मध्ये 2010 Kb आणि JCVI-syn1.0 असे नाव देण्यात आले. Hutchinson III et al द्वारे JCVI-syn1.0 मध्ये केलेले पुढील हटवणे. (1) ने 3.0 मध्ये JCVI-syn2016 ला जन्म दिला ज्यामध्ये ए जीनोम 531 जनुकांसह 473 Kb आकाराचा आणि 180 मिनिटांचा दुप्पट वेळ होता, जरी कोशिका विभाजनावर असामान्य आकारविज्ञान असले तरीही. त्यात अजूनही अज्ञात जैविक कार्यांसह 149 जनुके होती, जी जीवनासाठी आवश्यक असलेल्या अद्याप न सापडलेल्या घटकांची उपस्थिती सूचित करते. तथापि, JCVI-syn3.0 संपूर्ण-ची तत्त्वे लागू करून जीवन कार्ये तपासण्यासाठी आणि समजून घेण्यासाठी एक व्यासपीठ प्रदान करते.जीनोम रचना. 

अलीकडे, 29 मार्च 2021 रोजी, Pelletier आणि सहकाऱ्यांनी (2) JCVI syn3.0 चा वापर करून पेशी विभागणी आणि आकारविज्ञानासाठी आवश्यक असणारी जनुकं समजून घेण्यासाठी 19 जनुकांचा परिचय करून दिला. जीनोम JCVI syn3.0 चे, JCVI syn3.0A ला जन्म देते ज्याचे आकारशास्त्र JCVI syn1.0 सारखे आहे. पेशी विभाजनावर. या 7 जनुकांपैकी 19 मध्ये, दोन ज्ञात सेल डिव्हिजन जीन्स आणि 4 जीन्स एन्कोडिंग झिल्ली-संबंधित अज्ञात कार्याचे प्रथिने समाविष्ट आहेत, ज्यांनी एकत्रितपणे JCVI-syn1.0 प्रमाणेच फेनोटाइप पुनर्संचयित केले. हा परिणाम जीनोमिकली किमान सेलमध्ये सेल विभागणी आणि आकारविज्ञानाचे पॉलीजेनिक स्वरूप सूचित करतो.  

JCVI syn3.0 हे त्याच्या मिनिमलिस्टिक आधारावर टिकून राहण्यास आणि गुणाकार करण्यास सक्षम आहे ही वस्तुस्थिती लक्षात घेता जीनोम, मानव आणि पर्यावरणासाठी फायदेशीर ठरू शकणारे विविध कार्ये असलेले विविध पेशी प्रकार तयार करण्यासाठी ते मॉडेल जीव म्हणून वापरले जाऊ शकते. उदाहरणार्थ, प्लास्टिकचे विघटन करणाऱ्या जनुकांचा परिचय करून देऊ शकतो जेणेकरून तयार केलेला नवीन जीव जैविक पद्धतीने प्लास्टिकच्या ऱ्हासासाठी वापरला जाऊ शकतो. त्याचप्रमाणे, एकदा JCVI syn3.0 मध्ये प्रकाशसंश्लेषणाशी संबंधित जीन्स जोडण्याची कल्पना केली जाऊ शकते ज्यामुळे वातावरणातील कार्बन डायऑक्साइड वापरणे शक्य होईल ज्यामुळे त्याची पातळी कमी होईल आणि ग्लोबल वार्मिंग कमी करण्यात मदत होईल, ही मानवजातीसमोरील एक प्रमुख हवामान समस्या आहे. तथापि, अशा प्रयोगांना अत्यंत सावधगिरीने वागवावे लागेल जेणेकरून आपण वातावरणात एक सुपर जीव सोडू नये की तो एकदा सोडल्यानंतर नियंत्रित करणे कठीण आहे. 

असे असले तरी, मिनिमलिस्टिक जीनोमसह सेल असण्याची कल्पना आणि त्याच्या जैविक हाताळणीमुळे मानवजातीसमोरील प्रमुख समस्या आणि त्याचे अंतिम अस्तित्व सोडविण्यास सक्षम असलेल्या विविध कार्यांसह विविध प्रकारच्या पेशींची निर्मिती होऊ शकते. तथापि, पूर्णपणे सिंथेटिक सेलची निर्मिती आणि कार्यक्षमपणे सिंथेटिक सेलची निर्मिती यामध्ये फरक आहे. जीनोम. एक आदर्श पूर्णपणे कृत्रिम कृत्रिम सेल एक संश्लेषित बनलेला असेल जीनोम संश्लेषित सायटोप्लाज्मिक घटकांसह, एक पराक्रम जो शास्त्रज्ञांना येत्या काही वर्षांत लवकर साध्य करायला आवडेल कारण तांत्रिक प्रगती त्याच्या शिखरावर पोहोचेल.  

अलीकडील विकास हा पूर्णतः सिंथेटिक सेलच्या निर्मितीच्या दिशेने एक पाऊल टाकू शकतो जो वाढ आणि विभाजन करण्यास सक्षम आहे. 

***

संदर्भ:  

1. Hutchison III C, Chuang R., et al 2016. किमान बॅक्टेरियाची रचना आणि संश्लेषण जीनोम. विज्ञान 25 मार्च 2016: व्हॉल. 351, अंक 6280, aad6253 
   DOI: https://doi.org/10.1126/science.aad6253   

2. Pelletier JF, Sun L., et al 2021. जीनोमिकली मिमल सेलमध्ये सेल डिव्हिजनसाठी अनुवांशिक आवश्यकता. सेल. प्रकाशित: मार्च 29, 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.03.008 

***