अतिथि अणु डीएनए बूंदों में एकदम सही तरंगों की सवारी करते हैं – सिंथेटिक जीव विज्ञान के लिए एक सफलता

यह आमतौर पर मामला है कि अणुओं को सरल प्रसार के माध्यम से तरल पदार्थों में वितरित किया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि आप एक गिलास पानी में एक नीली डाई जोड़ते हैं, तो डाई धीरे -धीरे तरल में फैलता है, नरम, धुंधले रंग के ग्रेडिएंट बनाता है। हालांकि, डीएनए बूंदों में अतिथि अणुओं का मनाया गया व्यवहार काफी अलग है। जेगू के रसायन विज्ञान विभाग के प्रोफेसर एंड्रियास वाल्थर बताते हैं, “अणु एक संरचित और नियंत्रित तरीके से चलते हैं जो पारंपरिक मॉडलों के विपरीत है, और यह उस रूप को लेता है जो अणुओं या मोबाइल सीमा की लहर प्रतीत होता है।”

अनुसंधान टीम ने डीएनए के हजारों व्यक्तिगत किस्में, संरचनाओं से बनी बूंदों का उपयोग किया, जिन्हें बायोमोलेक्युलर कंडेनसेट्स के रूप में भी जाना जाता है। इस संबंध में विशेष रुचि क्या है, यह तथ्य यह है कि बूंदों के गुणों को डीएनए संरचनाओं और अन्य मापदंडों की मदद से ठीक से निर्धारित किया जा सकता है, जैसे कि लवण की एकाग्रता। इसके अलावा, इन बूंदों में जैविक कोशिकाओं में उनके समकक्ष होते हैं, जो झिल्ली की आवश्यकता के बिना जटिल जैव रासायनिक प्रक्रियाओं की व्यवस्था करने के लिए समान घनीभूतियों को नियोजित करने में सक्षम होते हैं। “हमारी सिंथेटिक बूंदें इस प्रकार एक उत्कृष्ट मॉडल प्रणाली का प्रतिनिधित्व करती हैं, जिसके साथ हम प्राकृतिक प्रक्रियाओं का अनुकरण कर सकते हैं और उन्हें बेहतर ढंग से समझने के लिए आ सकते हैं,” चेन पर जोर देता है। उनकी बूंदों में, शोधकर्ताओं ने विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए ‘अतिथि’ डीएनए स्ट्रैंड्स पेश किए जो विशेष रूप से बूंदों की आंतरिक संरचना को पहचानने और उन्हें बांधने में सक्षम हैं। टीम के अनुसार, अतिथि अणुओं की पेचीदा गति, जिसे उन्होंने अब पहली बार पता लगाया है, इस तरह से इस तरह से जिम्मेदार है कि जोड़ा गया डीएनए और ड्रॉपलेट्स में मौजूद डीएनए कुंजी-और-लॉक सिद्धांत के आधार पर गठबंधन करते हैं। इसका मतलब यह है कि आसपास की सामग्री कम घनी हो जाती है और अब जगह में तय नहीं होती है, ताकि सूजन, गतिशील अवस्थाएं स्थानीय रूप से विकसित होती हैं। चेन कहते हैं: “अच्छी तरह से परिभाषित, अत्यधिक केंद्रित मोर्चा समय के साथ एक रैखिक फैशन में आगे बढ़ना जारी रखता है, रासायनिक बंधन, सामग्री रूपांतरण और प्रोग्रामेबल डीएनए इंटरैक्शन द्वारा संचालित है। कुछ ऐसा जो पूरी तरह से नया होता है जब यह नरम पदार्थ की बात आती है।”

सेलुलर प्रक्रियाओं को समझने के लिए नया आधार

निष्कर्ष न केवल हमें नरम पदार्थ के भौतिकी की बेहतर समझ प्रदान करने के लिए प्रासंगिक हैं, बल्कि कोशिकाओं में होने वाली रासायनिक प्रक्रियाओं के बारे में हमारे ज्ञान में सुधार करने के लिए भी हैं। “यह पहेली के लापता टुकड़ों में से एक हो सकता है, जो एक बार इकट्ठे होने के बाद, हमें बताएगा कि कैसे कोशिकाएं संकेतों को विनियमित करती हैं और आणविक स्तर पर प्रक्रियाओं को व्यवस्थित करती हैं,” वाल्थर कहते हैं। यह तब भी रुचि होगी जब यह न्यूरोडीजेनेरेटिव विकारों के उपचार की बात आती है जिसमें प्रोटीन सेल नाभिक से साइटोप्लाज्म में पलायन करते हैं, जिससे वहां घनीभूत हो जाती है। इन उम्र के रूप में, वे एक गतिशील से अधिक स्थिर स्थिति में बदल जाते हैं और समस्याग्रस्त तंतुओं का निर्माण करते हैं। “यह काफी बोधगम्य है कि हम अपनी नई अंतर्दृष्टि की सहायता से इन उम्र बढ़ने की प्रक्रियाओं को प्रभावित करने का एक तरीका खोजने में सक्षम हो सकते हैं, ताकि, लंबी अवधि में, न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों के उपचार के लिए एक पूरी तरह से नया दृष्टिकोण उभर सकता है,” वाल्थर का निष्कर्ष है।