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बार्सिलोना में सेंटर फॉर जीनोमिक रेगुलेशन (सीआरजी) की एक वैज्ञानिक टीम द्वारा विकसित एक नई नवीन तकनीक ने कई 'रिमोट कंट्रोल' के अस्तित्व की खोज की है जो प्रोटीन के कार्य को नियंत्रित करते हैं और जिनका उपयोग अधिक प्रभावी दवाएं प्राप्त करने के लिए लक्ष्य के रूप में किया जा सकता है। और विभिन्न विकृति जैसे मनोभ्रंश, कैंसर और संक्रामक संक्रमण में कुशल है।
इन 'रिमोट कंट्रोल' को वैज्ञानिक रूप से एलोस्टेरिक साइट्स के रूप में जाना जाता है। "ये रिमोट कंट्रोल हैं जो प्रोटीन की क्रिया के स्थल से दूर हैं, लेकिन नियामक या मॉड्यूलेटिंग क्षमता रखते हैं," अध्ययन के पहले सह-लेखक जूलिया डोमिंगो, जो इस बुधवार को "नेचुरा" पत्रिका में प्रकाशित हुआ है, ने समझाया एबीसी. और वह एक उपमा जोड़ते हैं: "यह ऐसा है मानो उस रिमोट कंट्रोल से आप प्रकाश बल्ब को चालू और बंद कर सकते हैं या प्रकाश की तीव्रता को नियंत्रित कर सकते हैं।"
इस मामले में इसका उद्देश्य उन प्रोटीनों की गतिविधि को अवरुद्ध या विनियमित करना है जो कारावास में उनके परिवर्तित कार्य को बनाए रखते हैं। उदाहरण के लिए, कैंसर के मामले में, जिन प्रोटीनों में उत्परिवर्तन हुआ है, उनकी कार्यक्षमता बदल जाती है, वे ऐसा असामान्य तरीके से करते हैं और कोशिका अजीब तरीके से बढ़ती है। कई मामलों में, ऐसी कोई दवाएं नहीं हैं जो इस असामान्य गतिविधि को नियंत्रित या अवरुद्ध कर सकें या, यदि हैं, तो वे विशिष्ट नहीं हैं और सामान्य रूप से कार्य करने वाले अन्य प्रोटीनों से भी मुक्त होती हैं।
परंपरागत रूप से, ड्रग शिकारियों ने ऐसे उपचार तैयार किए हैं जो प्रोटीन की सक्रिय साइट को लक्षित करते हैं, जिसका छोटा क्षेत्र रासायनिक प्रतिक्रियाएं उत्पन्न करता है जहां लक्ष्य बंधे होते हैं। इन दवाओं का दोष, जिन्हें ऑर्थोस्टेरिक दवाओं के रूप में जाना जाता है, यह है कि कई प्रोटीनों की सक्रिय साइटें बहुत समान होती हैं और दवाएं एक ही समय में कई अलग-अलग प्रोटीनों को बांधती और बाधित करती हैं, यहां तक कि वे प्रोटीन जो सामान्य रूप से कार्य करते हैं और छूने लायक नहीं होते हैं, जो हो सकता है दुष्प्रभाव उत्पन्न करें।
“वहां उन्होंने एलोस्टेरी की अवधारणा और दवाओं को डिजाइन करने की क्षमता में प्रवेश किया। एलोस्टेरिक साइटों के बारे में दिलचस्प बात यह है कि वे प्रत्येक प्रोटीन के लिए अति विशिष्ट हैं। यदि इन एलोस्टेरिक साइटों को प्रोटीन की सतह का वह हिस्सा मिल जाता है जहां दवा पहुंच सकती है, तो यह उस प्रोटीन के लिए बेहद विशिष्ट होगा। हम अधिक प्रभावी दवाओं की आकांक्षा कर सकते हैं, ”शोधकर्ता का कहना है।
“न केवल हमने पाया कि ये चिकित्सीय साइटें प्रचुर मात्रा में हैं, बल्कि इस बात के सबूत भी हैं कि इन्हें कई अलग-अलग तरीकों से हेरफेर किया जा सकता है। उन्हें केवल चालू और बंद करने के बजाय, हम थर्मोस्टेट की तरह उनकी गतिविधि को नियंत्रित कर सकते हैं। इंजीनियरिंग के दृष्टिकोण से, यह ऐसा है जैसे हमने सोना हासिल कर लिया है, क्योंकि यह हमें 'स्मार्ट ड्रग्स' डिजाइन करने के लिए बहुत जगह देता है जो बुरे के लिए काम करता है और अच्छे को छोड़ देता है,'' सीआरजी में पोस्टडॉक्टोरल शोधकर्ता आंद्रे फॉरे बताते हैं। और लेख के पहले सह-लेखक।
मानव प्रोटीन PSD95-PDZ3 को विभिन्न दृष्टिकोणों से दर्शाने वाली त्रि-आयामी छवि। सक्रिय स्थल से जुड़ने वाला एक अणु पीले रंग में दिखाया गया है। नीले से लाल तक का ग्रेडिएंट संभावित एलोस्टेरिक साइटों को इंगित करता है - आंद्रे फॉरे/चिमेराएक्स
इस खोज के लिए, टीम ने एक ऐसी विधि का उपयोग किया है जो उन्हें प्रोटीन और एक प्रणालीगत रूप लेने और सभी साइटों के साथ वैश्विक मुठभेड़ करने की अनुमति देती है। ऐसा करने के लिए, उन्होंने हमारे मानव प्रोटीओम में दो बहुत प्रचुर मात्रा में प्रोटीन को चुना है। “50% प्रोटीन सतह में एलोस्टेरिक क्षमता होती है। हमारी पद्धति हमें एलोस्टेरिक साइटों का एक एटलस बनाने की अनुमति देती है, जो प्रभावी दवाओं की खोज की प्रक्रिया को और अधिक कुशल बना देगी,'' जूलिया डोमिंगो कहती हैं।
अध्ययन के लेखकों ने डबल-डेप्थ पीसीए (डीडीपीसीए) नामक एक तकनीक विकसित की, जिसे वे "क्रूर बल प्रयोग" के रूप में वर्णित करते हैं। सीआरजी सिस्टम्स बायोलॉजी प्रोग्राम के समन्वयक और अध्ययन के लेखक, आईसीआरईए अनुसंधान प्रोफेसर बेन लेहनर बताते हैं, "हम जानबूझकर चीजों को हजारों अलग-अलग तरीकों से तोड़ते हैं ताकि किसी चीज के काम करने की पूरी तस्वीर तैयार हो सके।" “यह वैसा ही है जैसे आपको संदेह हो कि स्पार्क प्लग काम नहीं कर रहा है, लेकिन उसे जांचने के बजाय, मैकेनिक पूरी कार को अलग कर देता है और एक-एक करके सभी हिस्सों की जांच करता है। एक साथ दस हजार चीजों का विश्लेषण करके, हम उन सभी टुकड़ों की पहचान करते हैं जो वास्तव में महत्वपूर्ण हैं।
फिर हम प्रयोगशाला परिणामों की व्याख्या करने के लिए कृत्रिम बुद्धिमत्ता एल्गोरिदम का उपयोग करते हैं।
एलोस्टेरिक साइटों को खोजने के लिए आवश्यक प्रक्रिया को सरल बनाने के अलावा, विधि का एक बड़ा फायदा यह है कि यह दुनिया की किसी भी अनुसंधान प्रयोगशाला के लिए एक सस्ती और सुलभ तकनीक है। “इसके लिए केवल बुनियादी आणविक जीव विज्ञान अभिकर्मकों तक पहुंच, एक डीएनए अनुक्रमक और एक कंप्यूटर तक पहुंच की आवश्यकता होती है। इन तीन घटकों के साथ, कोई भी प्रयोगशाला 2-3 महीनों में, छोटे बजट के साथ, अपनी इच्छित रुचि के प्रोटीन पर यह प्रयोग कर सकती है,'' जूलिया डोमिंगो कहती हैं। शोधकर्ताओं की आशा है कि हमारे वैज्ञानिक एक-एक करके मानव प्रोटीन की एलोस्टेरिक साइटों को त्वरित और व्यापक रूप से मैप करने के लिए तकनीक का उपयोग करेंगे। “अगर हमारे पास पर्याप्त डेटा है, तो शायद एक दिन हम एक कदम आगे बढ़ सकते हैं और प्रोटीन के अनुक्रम से लेकर उनके कार्य तक हर चीज़ की भविष्यवाणी कर सकते हैं। शोधकर्ता ने निष्कर्ष निकाला कि इन डेटा का उपयोग बेहतर उपचारों के रूप में मार्गदर्शन करने के लिए करें ताकि यह अनुमान लगाया जा सके कि क्या प्रोटीन में एक निश्चित परिवर्तन एक बीमारी में बदल जाएगा।
