Human artificial chromosome
হিউম্যান আর্টিফিশিয়াল ক্রোমোজোম (এইচ. এ. সি) হল একটি মাইক্রোক্রোমোজোম যা মানব কোষের জনসংখ্যায় একটি নতুন ক্রোমোজোম হিসাবে কাজ করতে পারে। অর্থাৎ, 46টি ক্রোমোজোমের পরিবর্তে, কোষে 47টি থাকতে পারে যার মধ্যে 47তমটি খুব ছোট, প্রাকৃতিক ক্রোমোজোমের জন্য 50-250 Mb এর পরিবর্তে প্রায় 6-10 মেগাবেসের (Mb) আকার এবং মানব গবেষকদের দ্বারা প্রবর্তিত নতুন জিন বহন করতে সক্ষম। আদর্শভাবে, গবেষকরা বিভিন্ন জিনকে সংহত করতে পারেন যা রোগ প্রতিরোধ সহ বিভিন্ন কাজ সম্পাদন করে। ট্রান্সজেন তৈরির বিকল্প পদ্ধতি, যেমন খামির কৃত্রিম ক্রোমোজোম এবং ব্যাকটেরিয়ার কৃত্রিম ক্রোমোজোম ব্যবহার, অপ্রত্যাশিত সমস্যার দিকে পরিচালিত করে। এই ভেক্টরগুলির দ্বারা প্রবর্তিত জেনেটিক উপাদানগুলি কেবল বিভিন্ন অভিব্যক্তি স্তরের দিকেই পরিচালিত করে না, তবে সন্নিবেশগুলি মূল জিনোমকেও ব্যাহত করে। এই ক্ষেত্রে এইচ. এ. সি-র পার্থক্য রয়েছে, কারণ এগুলি সম্পূর্ণ আলাদা ক্রোমোজোম। বিদ্যমান জিনগত উপাদান থেকে এই পৃথকীকরণ ধরে নেয় যে কোনও সন্নিবেশমূলক মিউট্যান্টের উদ্ভব হবে না। এই স্থায়িত্ব এবং নির্ভুলতা এইচ. এ. সি-কে ভাইরাল ভেক্টর, ওয়াই. এ. সি এবং বি. এ. সি-র মতো অন্যান্য পদ্ধতির তুলনায় অগ্রাধিকার দেয়। এইচ. এ. সি ভাইরাল ভেক্টরের তুলনায় বেশি ডি. এন. এ (প্রবর্তক এবং অনুলিপি-সংখ্যার বৈচিত্র্য সহ) সরবরাহের অনুমতি দেয়। মানব কৃত্রিম ক্রোমোজোমের আগে খামির কৃত্রিম ক্রোমোজোম এবং ব্যাকটেরিয়াল কৃত্রিম ক্রোমোজোম তৈরি করা হয়েছিল, যা 1997 সালে প্রথম বিকশিত হয়েছিল। এইচ. এ. সি-গুলি জিন স্থানান্তর ভেক্টর হিসাবে অভিব্যক্তি অধ্যয়নে, মানব ক্রোমোজোমের কার্যকারিতা ব্যাখ্যা করার একটি সরঞ্জাম হিসাবে এবং সক্রিয়ভাবে মানব জিনোমের টীকা দেওয়ার একটি পদ্ধতি হিসাবে কার্যকর। মানব এইচ. টি. 1080 কোষে টেলোমেরিক এবং জিনোমিক ডি. এন. এ-তে আলফা-স্যাটেলাইট ডি. এন. এ যোগ করে 1997 সালে এইচ. এ. সি-গুলি প্রথম তৈরি করা হয়েছিল। এর ফলে একটি সম্পূর্ণ নতুন মাইক্রোক্রোমোসোম তৈরি হয় যার মধ্যে আগ্রহের ডিএনএ রয়েছে, সেইসাথে উপাদানগুলি যা এটিকে কাঠামোগত এবং মাইটোটিকভাবে স্থিতিশীল হতে দেয়, যেমন টেলোমেরিক এবং সেন্ট্রোমেরিক ক্রম। ডি নভো এইচ. এ. সি গঠনের অসুবিধার কারণে, এই পদ্ধতিটি মূলত পরিত্যাগ করা হয়েছে। নির্মাণ পদ্ধতি মানব কৃত্রিম ক্রোমোজোম ভেক্টর তৈরির জন্য বর্তমানে দুটি স্বীকৃত মডেল রয়েছে। প্রথমটি হল একটি প্রাকৃতিক মানব ক্রোমোজোম পরিবর্তন করে একটি ছোট মিনি ক্রোমোজোম তৈরি করা। এটি প্রাকৃতিক ক্রোমোজোমটি কেটে ফেলার মাধ্যমে সম্পন্ন করা হয়, তারপরে পুনঃসংযোগের ক্রি-লক্স সিস্টেমের মাধ্যমে অনন্য জেনেটিক উপাদান প্রবর্তন করা হয়। দ্বিতীয় পদ্ধতিতে একটি নতুন ক্রোমোজোম ডি নোভো আক্ষরিকভাবে তৈরি করা হয়। ডি নোভো এইচ. এ. সি গঠনের অগ্রগতি সীমিত হয়েছে, কারণ অনেক বড় জিনোমিক টুকরো সফলভাবে ডি নোভো ভেক্টরের সাথে একীভূত হবে না। ডি নোভো ভেক্টর গঠনকে সীমাবদ্ধ করার আরেকটি কারণ হল নির্মাণের জন্য কোন উপাদানগুলির প্রয়োজন, বিশেষ করে সেন্ট্রোমেরিক সিকোয়েন্স সম্পর্কে সীমিত জ্ঞান। যাইহোক, সেন্ট্রোমেরিক সিকোয়েন্সের সাথে জড়িত চ্যালেঞ্জগুলি অতিক্রম করা শুরু হয়েছে। 2009 সালের একটি গবেষণায় এইচ. এ. সি-র অতিরিক্ত উপকারিতা দেখানো হয়েছে, যথা তাদের অত্যন্ত বড় জিনোমিক টুকরোগুলি স্থিরভাবে ধারণ করার ক্ষমতা। গবেষকরা 2.4Mb ডিস্ট্রোফিন জিনকে অন্তর্ভুক্ত করেছেন, যেখানে একটি মিউটেশন ডুচেন পেশীবহুল ডিস্ট্রফির একটি মূল কারণ উপাদান। ফলস্বরূপ এইচ. এ. সি মাইটোটিকভাবে স্থিতিশীল ছিল এবং চিমেরিক ইঁদুরের মধ্যে সঠিকভাবে ডিস্ট্রোফিন প্রকাশ করা হয়েছিল। ডিস্ট্রোফিন সঠিকভাবে প্রকাশ করার পূর্ববর্তী প্রচেষ্টা ব্যর্থ হয়েছে। এর বড় আকারের কারণে, এটি এর আগে কখনও সফলভাবে ভেক্টরের সাথে একীভূত হয়নি। 2010 সালে, 21এইচএসি নামে একটি পরিশোধিত মানব কৃত্রিম ক্রোমোজোম রিপোর্ট করা হয়েছিল। 21এইচএসি মানব ক্রোমোজোম 21-এর একটি বিচ্ছিন্ন অনুলিপির উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়, যা 5 এমবি দৈর্ঘ্যের একটি ক্রোমোজোম তৈরি করে। ক্রোমোজোম 21-এর ছাঁটাইয়ের ফলে একটি মানব কৃত্রিম ক্রোমোজোম তৈরি হয় যা মাইটোটিকভাবে স্থিতিশীল ছিল। 21এইচএসি বিভিন্ন প্রজাতির (ইঁদুর, মুরগি, মানুষ) কোষে স্থানান্তরিত হতে সক্ষম হয়েছিল। 21এইচএসি ব্যবহার করে গবেষকরা টিউমার কোষে একটি হারপিস সিম্প্লেক্স ভাইরাস থাইমিডিন কিনেজ কোডিং জিন ঢোকাতে সক্ষম হন। এই "আত্মঘাতী জিন" অনেক অ্যান্টিভাইরাল ওষুধ সক্রিয় করার জন্য প্রয়োজন। এই লক্ষ্যযুক্ত টিউমার কোষগুলি সফলভাবে, এবং নির্বাচিতভাবে, স্বাস্থ্যকর কোষ সহ জনসংখ্যার মধ্যে অ্যান্টিভাইরাল ড্রাগ গ্যান্সিক্লোভির দ্বারা সমাপ্ত হয়েছিল। এই গবেষণাটি জিন থেরাপিতে এইচ. এ. সি ব্যবহারের বিভিন্ন সুযোগ উন্মুক্ত করে। 2011 সালে, গবেষকরা ক্রোমোজোম 14 কেটে একটি মানব কৃত্রিম ক্রোমোজোম তৈরি করেন। এরপর ক্রি-লক্স রিকম্বিনেশন সিস্টেম ব্যবহার করে জেনেটিক উপাদান চালু করা হয়। এই বিশেষ গবেষণাটি বিদ্যমান জিনোমিক ডিএনএর কিছু অংশ রেখে অভিব্যক্তি স্তরের পরিবর্তনের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে। বিদ্যমান টেলোমেরিক এবং সাব-টেলোমেরিক ক্রমগুলি রেখে, গবেষকরা এরিথ্রোপোয়েটিন উৎপাদনের জন্য জিন কোডিংয়ের অভিব্যক্তি স্তরকে 1000 গুণেরও বেশি বৃদ্ধি করতে সক্ষম হন। এই কাজের জিন থেরাপিরও বড় প্রভাব রয়েছে, কারণ এরিথ্রোপোয়েটিন লোহিত রক্তকণিকা গঠন নিয়ন্ত্রণ করে। এইচ. এ. সি-গুলি মানব রোগের প্রাণী মডেল হিসাবে এবং থেরাপিউটিক পণ্য উৎপাদনের জন্য ট্রান্সজেনিক প্রাণী তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়েছে। আরও দেখুন প্লাজমিড কস্মিড ফসমিড রেফারেন্স আণবিক জীববিজ্ঞান