भारतीय वैज्ञानिकों ने 50 साल पुराने जैविक नियम को फिर से लिखने में मदद की

भारतीय वैज्ञानिकों ने रटगर्स विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के साथ मिलकर एक मौलिक जैविक अवधारणा को चुनौती दी है जिसने लगभग पाँच दशकों से जीवाणु जीन नियमन की पाठ्यपुस्तकीय समझ को आकार दिया है। उनके निष्कर्ष एंटीबायोटिक दवाओं के विकास और जीवाणु विकास के अध्ययन की नई संभावनाओं को खोल सकते हैं।

वर्षों से, जीव विज्ञान की पाठ्यपुस्तकों में “सिग्मा चक्र” का वर्णन किया जाता रहा है, जो मुख्यतः एस्चेरिचिया कोलाई σ70 पर आधारित एक मॉडल है, जो बताता है कि सिग्मा कारक आरएनए पॉलीमरेज़ से जुड़कर प्रतिलेखन शुरू करते हैं और प्रक्रिया शुरू होते ही अलग हो जाते हैं। हालाँकि, नए अध्ययन से पता चलता है कि यह मॉडल सार्वभौमिक नहीं है।

बोस इंस्टीट्यूट – विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विभाग के अंतर्गत एक स्वायत्त संस्थान – और रटगर्स विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने प्रोसीडिंग्स ऑफ द नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज (PNAS) में बताया कि बैसिलस सबटिलिस में मुख्य सिग्मा कारक, जिसे σA के रूप में जाना जाता है, आरएनए पॉलीमरेज़ से पूरे प्रतिलेखन के दौरान जुड़ा रहता है, न कि आरंभ के बाद मुक्त हो जाता है। ई. कोलाई σ70 के एक संशोधित संस्करण ने भी ऐसा ही व्यवहार दिखाया।

बोस संस्थान के डॉ. जयंत मुखोपाध्याय ने कहा, “हमारा शोध दर्शाता है कि बैसिलस सबटिलिस में, σA कारक प्रतिलेखन प्रक्रिया के दौरान आरएनए पॉलीमरेज़ से जुड़ा रहता है।” उन्होंने आगे कहा, “इससे जीवाणु प्रतिलेखन और जीन विनियमन के बारे में हमारी सोच में आमूलचूल परिवर्तन आता है।”

टीम ने वास्तविक समय में सिग्मा कारक के व्यवहार को ट्रैक करने के लिए जैव रासायनिक परख, क्रोमेटिन इम्यूनोप्रीसिपिटेशन और प्रतिदीप्ति इमेजिंग का उपयोग किया। उन्होंने पाया कि बैसिलस सबटिलिस σA और ई. कोलाई σ70 का एक प्रकार, जिसमें क्षेत्र 1.1 नहीं है, पूरे प्रतिलेखन के दौरान स्थिर रहता है, जबकि पूर्ण लंबाई वाला ई. कोलाई σ70, विस्तार के दौरान अप्रत्याशित रूप से अलग हो जाता है।

सह-लेखक अनिरुद्ध तिवारी ने कहा, “ये निष्कर्ष इस बात का ठोस प्रमाण देते हैं कि लंबे समय से स्वीकृत सिग्मा चक्र सभी बैक्टीरिया पर लागू नहीं होता। यह बैक्टीरिया के जीन नियमन और उसके विकास को समझने के नए रास्ते खोलता है।”

इस खोज के व्यापक निहितार्थ हैं, क्योंकि जीन विनियमन बैक्टीरिया के तनाव पर प्रतिक्रिया करने, संक्रमण फैलाने और अपने पर्यावरण के साथ अंतःक्रिया करने में केंद्रीय भूमिका निभाता है। यह शोध बैक्टीरिया के प्रतिलेखन के पहले से अज्ञात पहलुओं को लक्षित करके एंटीबायोटिक विकास की नई रणनीतियों का समर्थन कर सकता है।

इस अध्ययन के संश्लेषित जीव विज्ञान में भी संभावित अनुप्रयोग हैं, जहां इंजीनियर्ड सूक्ष्मजीवों का उपयोग जैव ईंधन, जैवनिम्नीकरणीय सामग्री और फार्मास्यूटिकल्स के उत्पादन के लिए किया जाता है।

शोध दल में बोस इंस्टीट्यूट से श्रेया सेनगुप्ता, सौम्या मुखर्जी और नीलांजना हाजरा के साथ-साथ रटगर्स विश्वविद्यालय से योन डब्ल्यू. एब्राइट और रिचर्ड एच. एब्राइट शामिल थे।