भारतीय वैज्ञानिक डीएनए की गहराई से जांच कर रहे हैं, जांच कर रहे हैं कि बिल्डिंग ब्लॉक्स एक-दूसरे से कैसे जुड़ते हैं
भारतीय विज्ञान संस्थान (आईआईएससी) के जैव रसायन विभाग के शोधकर्ताओं ने यह जांचने के लिए एक अभिनव इमेजिंग तकनीक विकसित की है कि कैसे आधार, डीएनए के निर्माण खंड - एक ही स्ट्रैंड में एक दूसरे के ऊपर ढेर हो जाते हैं।
टीम ने एकल डीएनए स्ट्रैंड में आसन्न आधारों के बीच बातचीत की ताकत का विश्लेषण किया।
यह अग्रणी शोध जटिल डीएनए नैनोडिवाइस के निर्माण का मार्ग प्रशस्त कर सकता है और डीएनए की मूलभूत संरचना में महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकता है।
डीएनए, आनुवंशिक खाका जो प्रत्येक जीवित कोशिका के विकास, कार्यप्रणाली और प्रजनन को नियंत्रित करता है, आमतौर पर चार न्यूक्लियोटाइड आधारों से बना होता है: एडेनिन (ए), गुआनाइन (जी), थाइमिन (टी), और साइटोसिन (सी)।
ये आधार विपरीत स्ट्रैंड पर अपने समकक्षों के साथ जुड़कर डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए बनाते हैं, जिसमें A, T के साथ और G, C के साथ जुड़ता है।
डीएनए की डबल हेलिक्स संरचना की स्थिरता दो प्रकार की अंतःक्रियाओं द्वारा बनाए रखी जाती है: बेस-पेयरिंग और बेस-स्टैकिंग।
बेस-पेयरिंग के दौरान, विपरीत स्ट्रैंड पर आधारों के बीच की बातचीत को अच्छी तरह से समझा जाता है, बेस-स्टैकिंग, एक ही स्ट्रैंड पर आधारों के बीच की बातचीत को कम खोजा गया है।
आईआईएससी के बायोकैमिस्ट्री विभाग के सहायक प्रोफेसर महिपाल गंजी के अनुसार, बेस-स्टैकिंग इंटरैक्शन, जो आमतौर पर बेस-पेयरिंग से अधिक मजबूत होते हैं, की तुलना जिपर के दांतों से की जा सकती है जो एक सुरक्षित कनेक्शन सुनिश्चित करते हैं।
सभी 16 संभावित बेस-स्टैकिंग संयोजनों की जांच करने के लिए, टीम ने डीएनए-पेंट (नैनोस्केल टोपोग्राफी में प्वाइंट संचय) नामक एक उपन्यास इमेजिंग तकनीक को नियोजित किया।
इस विधि में कमरे के तापमान पर एक बफर समाधान में दो कृत्रिम रूप से डिज़ाइन किए गए डीएनए स्ट्रैंड्स को यादृच्छिक रूप से बांधना और खोलना शामिल है। अलग-अलग आधार पर समाप्त होने वाले प्रत्येक स्ट्रैंड को फ्लोरोफोर के साथ टैग किया गया था जो बंधन के दौरान प्रकाश उत्सर्जित करता था। फिर विभिन्न स्ट्रैंड संयोजनों के बंधन और अनबाइंडिंग को एक प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोप के तहत छवियों के रूप में कैप्चर किया गया।
शोधकर्ताओं ने पाया कि यदि स्टैक्ड आधारों के बीच परस्पर क्रिया मजबूत थी तो स्ट्रैंड्स को बांधने और खोलने में लगने वाला समय बढ़ गया। इस डेटा का उपयोग करते हुए, उन्होंने स्टैक्ड बेस के बीच इंटरैक्शन की ताकत के साथ बाइंडिंग और अनबाइंडिंग के समय को जोड़ने वाला एक मॉडल बनाया।
इस नवीन तकनीक से बेस-स्टैकिंग में आकर्षक अंतर्दृष्टि का पता चला। उदाहरण के लिए, डीएनए स्ट्रैंड में सिर्फ एक और बेस-स्टैकिंग इंटरैक्शन जोड़ने से इसकी स्थिरता 250 गुना तक बढ़ सकती है।
इसके अलावा, प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड जोड़ी ने अपनी अद्वितीय स्टैकिंग ताकत का प्रदर्शन किया। इस ज्ञान ने टीम को बायोमेडिकल क्षेत्रों में संभावित अनुप्रयोगों के साथ एक अत्यधिक कुशल तीन-सशस्त्र डीएनए नैनोस्ट्रक्चर डिजाइन करने में सक्षम बनाया, जैसे विशिष्ट रोग मार्करों को लक्षित करना और लक्षित उपचार प्रदान करना।
टीम डीएनए-पेंट तकनीक को बढ़ाने पर भी काम कर रही है, जिसमें नई जांच डिजाइन करने की योजना है जो इसके संभावित अनुप्रयोगों को व्यापक बनाएगी। इमेजिंग और नैनोटेक्नोलॉजी से परे, ये निष्कर्ष सिंगल और डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए के मूलभूत गुणों को समझने में भी योगदान दे सकते हैं, जो संभावित रूप से डीएनए मरम्मत तंत्र पर प्रकाश डाल सकते हैं, जिसकी विफलता से विभिन्न बीमारियां हो सकती हैं,
