ভূমিকা: জীবন আন্দোলন হিসাবে
বিজ্ঞানীরা প্রায়শই জীবনকে রাসায়নিক বিক্রিয়ার একটি সিরিজ হিসাবে বর্ণনা করেন। কিন্তু পল্লব কোসুরি, পিএইচডি, জীবনকে আন্দোলন হিসাবে বর্ণনা করেন। রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলি পরমাণু, প্রোটিন, কোষ এবং দেহের গতিবিধি চালিত করে—আন্দোলন ছাড়া জীবন নেই। 'আপনি যদি না জানেন যে কিছু কীভাবে চলে, আপনি জানেন না এটি কী করে,' কোসুরি বলেছেন। 'এবং যদি আপনি অণুর কার্যকারিতা বুঝতে, পরিচালনা করতে এবং পরিবর্তন করতে চান, তবে তাদের শারীরিক গতিবিধি বোঝা তাদের রাসায়নিক বিক্রিয়া বোঝার মতোই গুরুত্বপূর্ণ। পার্থক্য হল: আমাদের কাছে রাসায়নিক বিক্রিয়ার একটি বিস্তৃত ক্যাটালগ আছে, যখন যান্ত্রিক দিকটি এখনও ওয়াইল্ড ওয়েস্ট।'
সাল্ক ইনস্টিটিউটে কোসুরির ল্যাব এটি পরিবর্তন করার জন্য যাত্রা শুরু করেছে। সেল রিপোর্টস মেথডস-এ প্রকাশিত একটি নতুন গবেষণায়, তারা ORBIT প্রবর্তন করেছে, একটি পদ্ধতি যা আণবিক গতিবিধি কল্পনা করার জন্য ডিএনএ অরিগামি ব্যবহার করে ফ্লুরোসেন্ট ন্যানোস্ট্রাকচার তৈরি করে। এই উদ্ভাবনী পদ্ধতিটি দীর্ঘস্থায়ী প্রযুক্তিগত সীমাবদ্ধতাগুলি অতিক্রম করে, গবেষকদের একটি একক RNA পলিমারেজ অণুর ঘূর্ণন ট্র্যাক করতে দেয় কারণ এটি ঘন্টার পর ঘন্টা বেস-পেয়ার রেজোলিউশনের সাথে ডিএনএ পড়ে—এটি আগে অসম্ভব ছিল।
আণবিক গতিবিধি পরিমাপের চ্যালেঞ্জ
ফ্লুরোসেন্স মাইক্রোস্কোপি একটি শক্তিশালী প্রযুক্তি, তবে এর পর্যবেক্ষণের সময় ফ্লুরোসেন্ট ট্যাগের ফটোব্লিচিং দ্বারা সীমাবদ্ধ। সময়ের সাথে সাথে, এই ট্যাগগুলি অনিবার্যভাবে অন্ধকার হয়ে যায়, পরিমাপকে কয়েক সেকেন্ডে সীমাবদ্ধ করে। এটি দীর্ঘ সময় ধরে আণবিক গতিবিধি অধ্যয়ন করা কঠিন বা অসম্ভব করে তুলেছে, বিশেষত ট্রান্সক্রিপশনের মতো প্রক্রিয়াগুলি যা মিনিট থেকে ঘন্টা ধরে ঘটে।
এটি মোকাবেলার জন্য, কোসুরি এবং তার দল ORBIT-এর জন্য একটি 'ডাই-সাইক্লিং' কৌশল তৈরি করেছে। এই কৌশলটি ক্রমাগত ফ্লুরোসেন্ট ট্যাগগুলি পুনরায় পূরণ করে, পর্যবেক্ষণের উইন্ডোটি সেকেন্ড থেকে ঘন্টা পর্যন্ত প্রসারিত করে। এটি করার মাধ্যমে, তারা এখন অভূতপূর্ব নির্ভুলতার সাথে রিয়েল টাইমে আণবিক গতিবিদ্যা পর্যবেক্ষণ করতে পারে।
ORBIT কীভাবে কাজ করে
ORBIT ডিএনএ অরিগামি ব্যবহার করে, একটি পদ্ধতি যা ডিএনএ বিল্ডিং ব্লক ব্যবহার করে কাস্টম, স্ব-সমাবেশকারী ন্যানোস্ট্রাকচার তৈরি করে। এই ন্যানোস্ট্রাকচারগুলি নির্দিষ্ট প্রোটিনের সাথে সংযুক্ত করতে এবং তাদের গতিবিধি প্রসারিত করার জন্য ডিজাইন করা যেতে পারে। এই ক্ষেত্রে, গবেষকরা একটি রটার-সদৃশ কাঠামো তৈরি করেছেন যার একটি কর্কস্ক্রু স্টেম RNA পলিমারেজের সাথে সংযুক্ত থাকে, একটি X-আকৃতির হ্যান্ডেল এবং একটি ফ্লুরোসেন্ট ডাই প্রোব। পলিমারেজ ডিএনএ বরাবর চলার সাথে সাথে, রটারটি গতি প্রসারিত করে, এটি একটি মাইক্রোস্কোপের নীচে সনাক্তযোগ্য করে তোলে।
মূল উদ্ভাবন হল ডাই-সাইক্লিং প্রক্রিয়া। একটি একক ফ্লুরোসেন্ট ট্যাগের উপর নির্ভর করার পরিবর্তে যা বিবর্ণ হয়ে যায়, ORBIT ক্রমাগত তাজা ডাই অণু প্রবর্তন করে, সংকেতটি দীর্ঘ সময়ের জন্য উজ্জ্বল রাখে। এটি দলকে RNA পলিমারেজের ঘূর্ণন ট্র্যাক করতে দেয় কারণ এটি জিন ট্রান্সক্রিপশন করে, বেস পেয়ার দ্বারা বেস পেয়ার।
জিন ট্রান্সক্রিপশন বোঝার জন্য প্রভাব
জিন ট্রান্সক্রিপশন একটি মৌলিক প্রক্রিয়া যেখানে RNA পলিমারেজ ডিএনএ পড়ে এবং RNA তৈরি করে। যদিও ট্রান্সক্রিপশনের রাসায়নিক পদক্ষেপগুলি ভালভাবে বোঝা যায়, যান্ত্রিক দিকগুলি—পলিমারেজ কীভাবে চলে, ঘোরে এবং ডিএনএর সাথে যোগাযোগ করে—সেগুলি মূলত অনাবিষ্কৃত রয়ে গেছে। ORBIT এই গতিবিদ্যার একটি জানালা প্রদান করে, যা নতুন থেরাপিউটিক কৌশলগুলির দিকে পরিচালিত করতে পারে এমন অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে।
উদাহরণস্বরূপ, ট্রান্সক্রিপশন যন্ত্রপাতি কীভাবে চলে তা বোঝা গবেষকদের প্রক্রিয়ার নির্দিষ্ট পদক্ষেপগুলিকে লক্ষ্য করে এমন ওষুধ ডিজাইন করতে সহায়তা করতে পারে, সম্ভাব্যভাবে ট্রান্সক্রিপশনাল ডিসরেগুলেশন দ্বারা সৃষ্ট রোগের চিকিত্সা করা। তদুপরি, রিয়েল টাইমে আণবিক গতিবিধি পর্যবেক্ষণ করার ক্ষমতা অন্যান্য প্রোটিন-ডিএনএ মিথস্ক্রিয়ায় প্রয়োগ করা যেতে পারে, আণবিক জীববিজ্ঞানে নতুন পথ খুলে দেয়।
বৃহত্তর অ্যাপ্লিকেশন এবং ভবিষ্যতের দিকনির্দেশনা
ট্রান্সক্রিপশনের বাইরে, ORBIT-এর ডাই-সাইক্লিং কৌশলটি বিস্তৃত আণবিক মিথস্ক্রিয়া অধ্যয়নের জন্য অভিযোজিত হতে পারে। দলটি ড্রাগ ডেলিভারি, ল্যাব-অন-এ-চিপ ডিভাইস এবং মৌলিক জীববিজ্ঞান আবিষ্কারে অ্যাপ্লিকেশন কল্পনা করে। আণবিক গতিবিধি কল্পনা করার জন্য একটি সরঞ্জাম সরবরাহ করে, ORBIT জীবনের রাসায়নিক এবং যান্ত্রিক বোঝার মধ্যে ব্যবধান পূরণ করতে সহায়তা করতে পারে।
কোসুরির ল্যাব ইতিমধ্যে ORBIT-এর ক্ষমতা প্রসারিত করার পরিকল্পনা করছে। তারা কৌশলটির রেজোলিউশন এবং সংবেদনশীলতা বাড়ানোর পাশাপাশি এটি অন্যান্য আণবিক মোটর এবং এনজাইমগুলিতে প্রয়োগ করার লক্ষ্য রাখে। চূড়ান্ত লক্ষ্য হল আণবিক গতিবিধির একটি বিস্তৃত অ্যাটলাস তৈরি করা, যা ইতিমধ্যে বিদ্যমান রাসায়নিক বিক্রিয়ার ক্যাটালগের মতো।
উপসংহার
ORBIT-এর বিকাশ আণবিক বায়োফিজিক্সের ক্ষেত্রে একটি উল্লেখযোগ্য পদক্ষেপ চিহ্নিত করে। আণবিক গতিবিধির দীর্ঘ-সময়ের, উচ্চ-রেজোলিউশন ট্র্যাকিং সক্ষম করে, এটি জীবনের যান্ত্রিক ভিত্তি দেখার জন্য একটি নতুন লেন্স সরবরাহ করে। কোসুরি যেমন বলেছেন, গতিবিধি বোঝা ফাংশন বোঝার মূল চাবিকাঠি। ORBIT-এর সাথে, গবেষকরা এখন আণবিক মেকানিক্সের 'ওয়াইল্ড ওয়েস্ট' অন্বেষণ করতে সজ্জিত, সম্ভাব্যভাবে জীববিজ্ঞান এবং ওষুধের নতুন অন্তর্দৃষ্টি আনলক করে।
এই নিবন্ধটি Phys.org-এর রিপোর্টিংয়ের উপর ভিত্তি করে তৈরি। মূল নিবন্ধটি পড়ুন।
Originally published on phys.org
