DNA ప్రతిరూపణ శరీరం అంతటా నిరంతరం జరుగుతుంది, రోజుకు ట్రిలియన్ల సార్లు. కణం విభజించబడినప్పుడల్లా — పాడైపోయిన కణజాలాన్ని రిపేర్ చేయాలా, పాత కణాలను భర్తీ చేయాలా లేదా శరీరం ఎదగడానికి సహాయం చేయాలా — కొత్త కణాలు అదే జన్యుపరమైన సూచనలను కలిగి ఉండేలా DNA కాపీ చేయబడుతుంది.
కానీ మానవ జీవశాస్త్రం యొక్క ఈ ప్రాథమిక అంశం సరిగా అర్థం కాలేదు, ఎందుకంటే శాస్త్రవేత్తలు ప్రతిరూపణ యొక్క క్లిష్టమైన ప్రక్రియను నిశితంగా పరిశీలించే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉండరు. అలా చేసే ప్రయత్నాలు DNA నిర్మాణాన్ని దెబ్బతీసే రసాయనాలపై ఆధారపడి ఉంటాయి లేదా DNA యొక్క చిన్న విస్తరణలను మాత్రమే సంగ్రహించే వ్యూహాలపై ఆధారపడి ఉంటాయి, ఇది సమగ్ర చిత్రాన్ని నిరోధిస్తుంది.
లో ప్రచురించబడిన కొత్త అధ్యయనంలో సెల్, గ్లాడ్‌స్టోన్ ఇన్‌స్టిట్యూట్‌ల శాస్త్రవేత్తలు ఈ సమస్యను ఒక కొత్త పద్ధతితో పరిష్కరించడంలో పెద్ద ఎత్తుకు చేరుకున్నారు, ఇది దీర్ఘకాలంగా చదివే DNA సీక్వెన్సింగ్‌ను ప్రిడిక్టివ్ ఆర్టిఫిషియల్ ఇంటెలిజెన్స్ మోడల్‌తో మిళితం చేసింది. దీని ద్వారా, రెప్లికేషన్ ద్వారా కొత్త DNA ఏర్పడిన తర్వాత నిమిషాల్లో మరియు గంటలలో ఏమి జరుగుతుందో వారు కొత్త వెలుగునిస్తారు.
“ఇది చాలా కాలంగా జీవరసాయన ప్రశ్నగా ఉంది, ఎందుకంటే ప్రతిరూపణకు బాధ్యత వహించే యంత్రాలు వాస్తవానికి ఉనికిలో ఉన్న అన్ని DNA నిర్మాణాన్ని నాశనం చేస్తాయి మరియు ఆ నిర్మాణాన్ని కొత్త కణాలలో నమ్మకంగా పునరుద్ధరించాలి” అని అధ్యయనానికి నాయకత్వం వహించిన గ్లాడ్‌స్టోన్ ఇన్వెస్టిగేటర్ విజయ్ రమణి, PhD చెప్పారు. “అది ఎలా సాధ్యమో అర్థం చేసుకోవడానికి, ప్రతిరూపణకు ముందు మరియు తర్వాత DNA నిర్మాణాన్ని మ్యాపింగ్ చేయడానికి మేము కొత్త పద్ధతిని సృష్టించాలి.”
మనకు తెలిసిన దానికంటే ఎక్కువ హాని కలిగించేది
రమణి సింగిల్-సెల్ జెనోమిక్స్ అని పిలువబడే సాంకేతిక తరంగంలో ముందంజలో ఉంది, ఇది వ్యక్తిగత కణాలు మరియు అణువుల స్థాయిలో జన్యు పనితీరును పరిశోధించడానికి ప్రయత్నిస్తుంది. ఆరోగ్యాన్ని నియంత్రించే లేదా వ్యాధికి దారితీసే పరమాణు దశలను అర్థం చేసుకునే లక్ష్యంతో అతను మరియు అతని బృందం అలా చేయడానికి అనేక కొత్త పద్ధతులను అభివృద్ధి చేశారు.
కొత్త అధ్యయనంలో, బృందం “రెప్లికేషన్-అవేర్ సింగిల్-మాలిక్యూల్ యాక్సెసిబిలిటీ మ్యాపింగ్”కి సంక్షిప్తంగా RASAM అనే పద్ధతిని అందజేస్తుంది. మరియు ఈ సాధనంతో, వారు ఆశ్చర్యకరమైన ఆవిష్కరణను చేసారు: కొత్తగా ఏర్పడిన DNA యొక్క పెద్ద విభాగాలు చాలా గంటలపాటు “హైపర్‌యాక్సెసిబుల్” — జన్యు నియంత్రణలో పాల్గొన్న వాటితో సహా ఇతర ప్రోటీన్ల ద్వారా DNAని సులభంగా యాక్సెస్ చేయవచ్చు.
“ఈ స్థాయి యాక్సెస్ జెనోమిక్ హేవైర్‌కు కారణమవుతుందని మేము భావించాము, కానీ అది ఏమి జరగదు” అని రమణి చెప్పారు.
న్యూక్లియోజోమ్‌లు అని పిలువబడే యూనిట్లలో సురక్షితంగా ప్యాక్ చేయబడిన పరిపక్వ DNA వలె కాకుండా, కొత్త DNA పాక్షికంగా విప్పబడిందని మరియు ప్రతిరూపణ తర్వాత చాలా గంటలు “వదులుగా” ఉంటుందని బృందం కనుగొంది.
“ఇది మనం చూసే వాస్తవం పూర్తిగా నవల” అని రమణి చెప్పారు. “ఇది జీవశాస్త్రంపై మన ప్రాథమిక అవగాహనకు ముఖ్యమైన చిక్కులను కలిగి ఉంది, కానీ అనేక వ్యాధులకు కొత్త ఔషధాల అభివృద్ధికి కూడా.”
ఉదాహరణకు, క్యాన్సర్‌లో — వేగంగా విభజించే కణాల ద్వారా గుర్తించబడుతుంది — ఒక ఔషధం ప్రతిరూపణ తర్వాత అస్థిరమైన స్థితిలో కణాలను యాక్సెస్ చేయడం ద్వారా కణాలను చంపగలదు, రమణి వివరిస్తుంది. లేదా, శాస్త్రవేత్తలు వ్యాధిని నిరోధించే మార్గాల్లో జన్యు వ్యక్తీకరణను ప్రభావితం చేయడానికి ప్రాప్యత వ్యవధిని ప్రభావితం చేయవచ్చు.
ఇప్పుడు మీరు చూస్తారు
వారి ప్రయోగాల ద్వారా, రమణి మరియు అతని బృందం — రమణి ల్యాబ్‌లోని రీసెర్చ్ అసోసియేట్ అయిన మొదటి రచయితలు మేగాన్ ఓస్ట్రోవ్స్కీ మరియు బయోఇన్ఫర్మేటిక్స్ ఫెలో మార్టి యాంగ్, PhD — DNA స్ట్రాండ్‌లపై నిర్దిష్ట ప్రదేశాలలో పెరిగిన ప్రాప్యత నియంత్రించబడుతుందని రుజువును కూడా చూపించారు. ఇక్కడ జన్యు వ్యక్తీకరణ ప్రక్రియ ప్రారంభమవుతుంది.
అయినప్పటికీ, అనేక ప్రశ్నలకు సమాధానం లేదు మరియు కొత్తగా ఏర్పడిన కణాలు ఎలా రక్షించబడుతున్నాయనే దానితో సహా అధ్యయనం సమయంలో కొత్త ప్రశ్నలు ఉద్భవించాయి. ఇవి రమణికి పరిశోధనకు కొత్త మార్గాలను సూచిస్తాయి.
“ఈ పని గురించి నేను ఇష్టపడేది ఏమిటంటే, ఇదంతా ఆవిష్కరణను ప్రారంభించే పద్ధతుల గురించి” అని రమణి చెప్పారు. “జీవశాస్త్రజ్ఞులుగా, మనం గమనించగలిగే వాటిపై మేము దయతో ఉన్నాము. వ్యాధికి చికిత్స చేయడం మరియు చర్య తీసుకునే నిర్ణయాలు తీసుకోవడంలో మన సామర్థ్యం మన కొలతలు ఎంత ఖచ్చితమైనవి అనే దానిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అందుకే ఈ కొత్త సాధనాలు మరియు పద్ధతులు చాలా ముఖ్యమైనవి. మేము ఇప్పుడు చేయగలుగుతున్నాము మునుపు చూడని జన్యువు యొక్క ప్రాంతాలను దృశ్యమానం చేయండి.”
