গবেষকরা আলো ব্যবহার করে অভূতপূর্ব নির্ভুলতার সাথে জিন প্রকাশ নিয়ন্ত্রণ করার জন্য একটি নতুন পদ্ধতি তৈরি করেছেন। নেচার কেমিস্ট্রি-তে প্রকাশিত এই অগ্রগতি একটি ডিএনএ জি-কোয়াড্রুপ্লেক্স [gee-quad-ru-plex] লক্ষ্যযুক্ত বিপরীতমুখী ফটোসুইচ প্রবর্তন করে। এই আণবিক উদ্ভাবন গতিশীল, অ-আক্রমণকারী জিন নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তির দিকে পরিচালিত করতে পারে।
গবেষণাটি জি-কোয়াড্রুপ্লেক্স (জি৪) ডিএনএ কাঠামোর উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে, যা জিনোমের মধ্যে গুয়ানিন-সমৃদ্ধ সিকোয়েন্সে পাওয়া অনন্য চারটি-স্ট্র্যান্ডযুক্ত কনফিগারেশন। জি৪ প্রতিলিপি এবং প্রতিলিপির মতো গুরুত্বপূর্ণ সেলুলার প্রক্রিয়ার সাথে জড়িত। বিজ্ঞানীরা একটি ফটোসুইচেবল অণু ডিজাইন করেছেন যা বিশেষভাবে এই জি৪ কাঠামোর সাথে আবদ্ধ হয়।
এই ফটোসুইচ আলোর নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের প্রতিক্রিয়ায় জি৪-এর গঠন পরিবর্তন করে। এটি জিন প্রকাশের উপর স্থানিক এবং অস্থায়ী নিয়ন্ত্রণের অনুমতি দেয়। গবেষকরা উপযুক্ত রঙের আলো জ্বালিয়ে জীবন্ত কোষগুলিতে জিন কার্যকলাপকে কার্যকরভাবে 'চালু' বা 'বন্ধ' করতে পারেন।
ফটোসুইচটি অ্যাজোবেনজিন [azo-ben-zene] ডেরিভেটিভের উপর ভিত্তি করে তৈরি, অণুগুলি তাদের আলো-প্ররোচিত বিপরীতমুখী আইসোমারাইজেশনের জন্য পরিচিত। দলটি জি৪ ডিএনএ-এর জন্য বাঁধাইয়ের আসক্তি এবং নির্দিষ্টতা নিশ্চিত করার জন্য রাসায়নিক কাঠামোকে অপ্টিমাইজ করেছে। দৃশ্যমান সীমার মধ্যে আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য কোষগুলির উল্লেখযোগ্য ফটোড্যামেজ না করে কাঠামোগত পরিবর্তন ঘটায়।
পরীক্ষামূলক বৈধতা দেখিয়েছে যে একটি আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য দিয়ে বিকিরণ জি৪ গঠনকে স্থিতিশীল করে, ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টর বাঁধনকে বাধা দেয় এবং লক্ষ্য জিন প্রকাশকে কমিয়ে দেয়। বিপরীতভাবে, একটি বিকল্প তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সংস্পর্শে ফটোসুইচ আইসোমারাইজেশন প্ররোচিত করে, জি৪ কনফরমেশনকে শিথিল করে এবং জিন ট্রান্সক্রিপশন পুনরুদ্ধার করে। এই দ্বৈত-তরঙ্গদৈর্ঘ্য নিয়ন্ত্রণ সুনির্দিষ্ট জিন নিয়ন্ত্রণের অনুমতি দেয়।
দূরে থেকে এবং বিপরীতভাবে নির্দিষ্ট জিনগুলিকে মড্যুলেট করার ক্ষমতা পরবর্তী প্রজন্মের জিন থেরাপি বিকাশের প্রতিশ্রুতি রাখে। রোগ-সংশ্লিষ্ট জিনগুলিকে লক্ষ্যবস্তু করা যেতে পারে এবং প্রয়োজনে নীরব করা যেতে পারে এবং রোগীর অবস্থার বিকাশের সাথে সাথে পুনরায় সক্রিয় করা যেতে পারে। এটি বাহ্যিকভাবে প্রয়োগ করা আলোর পালসের মাধ্যমে অর্জন করা যেতে পারে।
দলটি লাল এবং কাছাকাছি-ইনফ্রারেড আলোর প্রতি সংবেদনশীল ফটোসুইচ তৈরি করেছে, যে তরঙ্গদৈর্ঘ্যগুলি টিস্যুতে আরও গভীরে প্রবেশ করে। ব্যাপক বিষাক্ততা পরীক্ষা নিশ্চিত করেছে যে ফটোসুইচ যৌগ এবং তাদের আলো সক্রিয়করণ চক্র সাইটোটক্সিসিটি বা জিনোমিক অস্থিরতাকে প্ররোচিত করে না। এটি নিশ্চিত করে যে সিস্টেমটি পরীক্ষামূলক এবং ক্লিনিকাল সেটিংসে নিরাপদে ব্যবহার করা যেতে পারে।
মডুলার ডিজাইন কৌশল ফটোসুইচের আরও কার্যকরীকরণ এবং টিউনিংয়ের সুবিধা দেয়। ভবিষ্যতের পুনরাবৃত্তিগুলিতে লক্ষ্যযুক্ত লিগান্ড বা ফ্লুরোসেন্ট রিপোর্টার অন্তর্ভুক্ত থাকতে পারে। লেখকরা এই প্রযুক্তিটিকে উন্নত জেনেটিক মডুলেশনের জন্য বিদ্যমান অপটোজেনেটিক এবং ন্যানোটেকনোলজিক্যাল পদ্ধতির সাথে একত্রিত করার পরিকল্পনা করছেন।