(निल्स बिरखोल्ज, ओटागो विश्वविद्यालय)
डुनेडिन (न्यूजीलैंड), 26 अगस्त (द कन्वरसेशन) चूंकि दुनिया भर में एंटीबायोटिक-प्रतिरोधी बैक्टीरिया की संख्या में वृद्धि होने से पारंपरिक एंटीबायोटिक अप्रभावी हो रहे हैं, इसलिए विशिष्ट वायरस इसका समाधान प्रस्तुत कर सकते हैं।
बैक्टीरियोफेज या फेज कहलाने वाले वायरस बैक्टीरिया या जीवाणुओं को निशाना बनाते हैं, लेकिन इंसानों या दूसरे जीवों को संक्रमित नहीं कर सकते। फेज बैक्टीरिया की कोशिका में अपना डीएनए इंजेक्ट करते हैं, उनके संसाधनों का इस्तेमाल करके प्रतिकृति तैयार करते हैं और फिर आस-पास के ज्यादा जीवाणुओं को संक्रमित करने के लिए बाहर निकल आते हैं।
मूलतः, वे प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले, खुद से फैलने वाले और विशिष्ट एंटीबायोटिक हैं। 100 साल से भी ज्यादा पहले खोजे गए, बैक्टीरिया के खिलाफ उनके इस्तेमाल को एंटीबायोटिक के पक्ष में काफी हद तक दरकिनार कर दिया गया।
हमारे नए शोध में बैक्टीरिया की प्राकृतिक सुरक्षा की उपेक्षा के लिए फेज द्वारा इस्तेमाल किए जाने वाले एक विशेष प्रोटीन को देखा गया। हमने पाया कि इस प्रोटीन में डीएनए और आरएनए से जुड़कर एक आवश्यक नियंत्रण कार्य होता है। यह बढ़ी हुई समझ मानव स्वास्थ्य या कृषि क्षेत्र में जीवाणु रोगजनकों के खिलाफ फेज का उपयोग करने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है।
जीवाणु रक्षा प्रणाली
बैक्टीरिया को लक्षित करने के लिए फेज का उपयोग करने में बाधाएं हैं। जिस तरह हमारे शरीर में वायरस से लड़ने के लिए प्रतिरक्षा तंत्र होता है, उसी तरह बैक्टीरिया ने भी फेज संक्रमण के खिलाफ बचाव विकसित कर लिया है।
ऐसा ही एक बचाव है ‘‘क्लस्टर रेगुलर इंटरस्पेस्ड शॉर्ट पैलिंड्रोमिक रिपीट’’ (सीआरआईएसपीआर) जो अब चिकित्सा और जैव प्रौद्योगिकी में अपने अनुप्रयोगों के लिए बेहतर जाना जाता है। सीआरआईएसपीआर सिस्टम चाहे वह प्रयोगशाला-आधारित सेटिंग में हो या प्रकृति में, किसी फेज को नष्ट करने के लिए बैक्टीरिया के अंदर सामान्य रूप से डीएनए को टुकड़ों में काटकर ‘‘आणविक कैंची’’ के रूप में कार्य करते हैं।
कल्पना कीजिए कि आप एंटीबायोटिक-प्रतिरोधी जीवाणु संक्रमण के खिलाफ फेज का उपयोग करना चाहते हैं। बैक्टीरिया को मारने और संक्रमण को खत्म करने में फेज के रास्ते में एकमात्र बाधा बैक्टीरिया की सीआरआईएसपीआर प्रतिरक्षा हो सकती है, जो फेज को रोगाणुरोधी के रूप में बेकार बना देती है।
यहां फेज प्रतिरक्षा प्रणाली के बारे में जितना संभव हो सके उतना जानना महत्वपूर्ण हो जाता है। हम एंटी-सीआरआईएसपीआर की जांच कर रहे हैं: प्रोटीन या अन्य अणु जो फेज सीआरआईएसपीआर को रोकने के लिए इस्तेमाल करते हैं।
एक जीवाणु जिसमें सीआरआईएसपीआर होता है, वह फेज को संक्रमित होने से रोक सकता है। लेकिन अगर फेज में सही एंटी-सीआरआईएसपीआर है, तो यह इस बचाव को बेअसर कर सकता है और जीवाणु को मार सकता है।
एंटी-सीआरआईएसपीआर का महत्व
हमारा हालिया शोध इस बात पर केंद्रित था कि एंटी-सीआरआईएसपीआर प्रतिक्रिया को कैसे नियंत्रित किया जाता है।
जब शक्तिशाली सीआरआईएसपीआर सुरक्षा का सामना करना पड़ता है, तो फेज स्वचालित रूप से बड़ी मात्रा में एंटी-सीआरआईएसपीआर का उत्पादन करना चाहते हैं ताकि सीआरआईएसपीआर प्रतिरक्षा को बाधित करने की संभावना बढ़ जाए। लेकिन एंटी-सीआरआईएसपीआर का अत्यधिक उत्पादन फेज की प्रतिकृति को रोकता है और अंततः विषाक्त होता है। यही कारण है कि नियंत्रण महत्वपूर्ण है।
इस नियंत्रण को प्राप्त करने के लिए, फेज के पास एक और प्रोटीन होता है: एंटी-सीआरआईएसपीआर-संबंधित (एसीए) प्रोटीन, जो अक्सर एंटी-सीआरआईएसपीआर के साथ ही पाया जाता है।
एसीए प्रोटीन फेज की प्रतिरक्षा के विनियामक के रूप में कार्य करते हैं। वे सुनिश्चित करते हैं कि एंटी-सीआरआईएसपीआर उत्पादन का प्रारंभिक दौर जो सीआरआईएसपीआर को निष्क्रिय करता है, फिर उसी तेजी से कम हो जाता है। इस तरह, फेज ऊर्जा को उस जगह आवंटित कर सकता है जहां इसकी सबसे अधिक आवश्यकता है: इसकी प्रतिकृति और अंततः, कोशिका से मुक्त होने में।
हमने यह भी जांच की कि दो स्तर पर अतिरिक्त सख्त नियंत्रण क्यों आवश्यक है। यह सब एंटी-सीआरआईएसपीआर की खुराक के बारे में लगता है, खासकर जब फेज बैक्टीरिया कोशिका में अपने डीएनए की प्रतिकृति बनाता है।
अब हम इस बारे में बहुत कुछ जानते हैं कि एंटी-सीआरआईएसपीआर की तैनाती कैसे होती है। जीवाणु के खिलाफ अपनी लड़ाई में फेज को सफल बनाने के लिए सूक्ष्म नियंत्रण की आवश्यकता होती है।
यह प्रकृति में महत्वपूर्ण है, लेकिन तब भी जब फेज को वैकल्पिक रोगाणुरोधी के रूप में उपयोग करने की बात आती है। एंटी-सीआरआईएसपीआर-संबंधित प्रोटीन जैसी अस्पष्ट लगने वाली चीज के बारे में हर विवरण जानने से फेज के सफल होने या असफल के बीच का अंतर हो सकता है, न केवल फेज के लिए, बल्कि एंटीबायोटिक-प्रतिरोधी बैक्टीरिया से संक्रमित व्यक्ति के लिए भी।
(द कन्वरसेशन) आशीष