जनुकांमध्ये बदल घडवून आणण्यासाठी अधिक जलद आणि कमी खर्चिक पद्धत म्हणजे ‘क्रिस्पर’. क्रिस्पर म्हणजे ‘क्लस्टर्ड रेग्युलर इंटरस्पेस्ड शॉर्ट पॅलिनड्रोमिक रिपीट्स’. सदोष जनुकांमुळे निर्माण होणारे आजार दूर करण्यासाठी, भविष्यात ही पद्धत मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाऊ  शकते.

क्रिस्पर तंत्र जितके अचूक होतेय तितके त्याद्वारे जिवाणूंकडून होणाऱ्या विविध क्रियांवर नियंत्रण ठेवण्याचे प्रयोग चालू आहेत. जिवाणूतील ‘पेप्टाइडस’वर याचा अधिक भर आहे. मानव आणि इतर सस्तन प्राण्यांमध्ये प्रथिननिर्मिती दोन अर्ध अंडाकृती रायबोसोम कोशिकांगाद्वारे होते. जिवाणूतही रायबोसोमचा असाच वापर होतो, त्याखेरीज काही पेप्टाइडसची गरज ते रायबोसोमऐवजी विशिष्ट विकरांच्या क्रियांनी पूर्ण करतात. ‘नॉन रायबोसोमल पेप्टाइड सिंथटेज’ हा विकरांचा वैशिष्ट्यपूर्ण वर्ग पेप्टाइड बंध निर्माण करतो. ही पेप्टाइडस्‌ जिवाणूंच्या प्रतिकारशक्तीची एक फळी आहे. या छोटेखानी पेप्टाइडसच्या रचना वैशिष्ट्यपूर्ण असतात. यातील अमिनो आम्ले ‘डी’ रचनेची, चक्राकार आणि विविध रासायनिक गट जोडलेली असतात.

- ताज्या बातम्यांसाठी डाऊनलोड करा ई-सकाळचे ऍप

क्‍टिनोमायसिन डी, पॉलिमिक्‍झिन, व्हॅन्कोमायसिन अशी कितीतरी प्रतिजैविके अशा पेप्टाइडसपासून निर्माण झाली आहेत. प्रतिजैविकांखेरीज जिवाणू तयार करत असलेले इतर पेप्टाइडसही वैशिष्ट्यपूर्ण आहेत. अशातीलच एक आहे इंडिग्वाइडिन! वनस्पतीपासून बनणाऱ्या इंडिगोशी (नीळ) साधर्म्य दाखवणारे पण निळीहून सरस असलेले रंगद्रव्य! अनेक गुणांचा समुच्चय त्यात आहे. संसर्गरोधी तर आहेच, पण विद्युतवहनात अर्धवाहक म्हणूनही उपयुक्त आहे. एरवी निळ्या रंगाचे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन पेट्रोल रसायनांपासून होते.

- पुण्याच्या बातम्या वाचण्यासाठी येथे ► क्लिक करा

जैविक पर्याय म्हणून या रंगद्रव्याकडे पाहिले जाते. याचा उपयोग खाद्यपदार्थांपासून वस्रोद्योग, चर्मोद्योग अगदी बांधकामातील रंगकामासाठीही होऊ शकतो. इंडिग्वाइडिनची निर्मिती दोन ग्लुटामिन मिनो आम्लांपासून होते. जिवाणूतील या रंगद्रव्याचे प्रमाण सीमित असते. ते मोठ्या प्रमाणात वाढवायचे असेल तर जिवाणूमधील जैविक क्रियांची पुनर्बांधणी आवश्‍यक असते. क्रिस्पर तंत्राची मदत त्यासाठी घेतली जाते. 

आत्तापर्यंत जिवाणूतील एखाद्या रेणूचे उत्पादन वाढवायचे असेल तर एकेक जनुक निष्क्रिय करुन ते अजमावले जायचे. यात खूप वेळ जायचा. सध्याच्या ’क्रिस्पर आरएनए इंटरफरन्स’ तंत्राने योग्य ते जनुक निष्क्रिय करता येते. एकाच वेळेस अनेक जनुकांना लक्ष्य करुन हव्या त्या रेणूचे उत्पादन एकाच टप्प्यात वाढवायचा यशस्वी प्रयत्न संशोधकांनी केलाय. अमेरिकेतील बर्कले प्रयोगशाळेंतर्गत जॉइंट बायोएनर्जी इन्स्टिट्यूटमध्ये दिपान्विता बॅनर्जी आणि सहकाऱ्यांनी जमिनीत आढळणाऱ्या ‘स्यूडोमोनास पुटिडा’ या जिवाणूत आवश्‍यक त्या जनुकांचे रोपण करुन आणि इतर चौदा जनुकांची पुनर्बांधणी करुन इंडिग्वाइडिन रंगद्रव्याची विक्रमी निर्मिती केली आहे! भाकित केलेल्या पातळीपेक्षा पन्नास टक्के अधिक उत्पादन त्यांना मिळालंय. हे करताना त्यांनी कृत्रिम बुद्धिमत्तेचा आणि त्याबरोबर संगणकाच्या अल्गोरिदमचा वापर केला.

त्यांच्या संशोधनाचे निष्कर्ष नोव्हेंबरच्या ‘नेचर कम्युनिकेशन्स’ या संशोधन पत्रिकेत प्रकाशित झाले आहेत. इंडिग्वाइडिन तयार होताना ग्लुटामिन या आधार द्रव्याचा इतर क्रियात होणारा वापर त्यांनी मूळ जनुकांचे संपादन करुन रोखला. कुठल्या जनुकांचे संपादन करायचे ते अल्गोरिदमने निश्‍चित केले. तंत्राने एवढे मोठे आयोजन करुन ते यशस्वी होते की नाही याची त्यांना शंका होती. पण वाढीव इंडिग्वाइडिनच्या निर्मितीमुळे त्यांचे तंत्राचे व्यवस्थापन योग्य होते याची खात्री त्यातून झाली. 

नव्या पेप्टाइडसच्या निर्मितीसाठी आणि आहे त्या पेप्टाइडसच्या वाढीव उत्पादनासाठी क्रिस्पर तंत्र, कृत्रिम बुद्धिमत्ता आणि संगणक अल्गोरिदम या तीन गोष्टी एकत्र करुन होणाऱ्या किमयेमुळे संशोधकांची नवीन जैविक रसायने बनवण्याची भूक वाढली आहे. पुढच्या संशोधनात आयसोपेंटेनॉल हे जैवइंधन बनवण्याचे आणि नायलॉनसारख्या वस्रोद्योगातल्या पदार्थांना जैविक पर्याय निर्माण करण्याचे त्यांचे उद्दिष्ट आहे. वैद्यकीय क्षेत्रात पर्यायी प्रतिजैविके तयार करण्याचे प्रयत्न अनेक ठिकाणी सुरू आहेत. सध्या क्रिस्पर तंत्र मानवी व्याधीवर उपचार म्हणून सुरक्षित नाही; पण जिवाणूत त्याचा वापर निर्धोक आणि किफायतशीर ठरतो.

Edited By - Prashant Patil