নতুন যুগের জিন সম্পাদনা পদ্ধতি মানব ডিএনএ-তে সম্পূর্ণ জিন প্রবেশ করাতে সক্ষম

একটি নতুন জিন সম্পাদনার (genome-editing) প্রযুক্তি এমন একটি কাজ করার প্রতিশ্রুতি দিচ্ছে, যার মাধ্যমে পুরো একটি জিনকে নির্ভুলভাবে এবং কার্যকরভাবে মানব DNA-তে প্রবেশ করানো সম্ভব। এই কাজটি মূল CRISPR পদ্ধতিগুলোর পক্ষে অর্জন করা কঠিন ছিল।

গত ১৫ মে, ২০২৫ এ Science জার্নালে প্রকাশিত এই পদ্ধতিটি এমন জিন-কারেকশন থেরাপির পথ প্রশস্ত করতে পারে, যা মাত্র একবার দেওয়া হলেই কার্যকর হবে। এটি ক্যানসারের জন্য তৈরি করা কোষভিত্তিক থেরাপিগুলোর উন্নয়ন ত্বরান্বিত করতে পারে এবং গবেষণার জন্য জিনগত মডেল তৈরি করাও সহজ করে তুলতে পারে।

বিশেষ সরবরাহ ব্যবস্থা

সবচেয়ে প্রচলিত জিন-ডেলিভারি (gene delivery) পদ্ধতিগুলোর একটি হলো পরিবর্তিত ভাইরাস ব্যবহার করা, যা কোষের জিনোমে জিনগত উপাদান প্রবেশ করায়। যদিও এটি কার্যকর, কিন্তু ভাইরাসগুলো সাধারণত অনিয়মিতভাবে তাদের উপাদান প্রবেশ করায়, যার ফলে ক্ষতিকর প্রভাব বা জিন প্রকাশের ওপর দুর্বল নিয়ন্ত্রণ দেখা দিতে পারে।

CRISPR পদ্ধতিতে ভাইরাসের তুলনায় নিয়ন্ত্রণ বেশি, কিন্তু এতে DNA কাটতে হয়—যার ফলে অনাকাঙ্ক্ষিত মিউটেশন বা অসম্পূর্ণ জিন মেরামতের ঝুঁকি থাকে। তাছাড়া, প্রতিটি মিউটেশনের জন্য আলাদা টেমপ্লেট ডিজাইন করতে হয়, যা এর পরিসর সীমিত করে দেয়।

নতুন এই প্রযুক্তিটি এই দুটি সমস্যাই এক ধাপে সমাধান করে। এতে DNA কাটতে হয় না বা আলাদা ডিজাইন লাগে না, বরং নির্দিষ্ট স্থানে সম্পূর্ণ জিন প্রবেশ করানো যায়। ডেভিড লিউ, নিউ ইয়র্কের কলাম্বিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের স্যামুয়েল স্টার্নবার্গ এবং তাঁদের সহকর্মীরা এটি তৈরি করেছেন। এটি একটি ব্যাকটেরিয়াল এনজাইম কমপ্লেক্স ব্যবহার করে, যাকে বলে CRISPR-associated transposase বা সংক্ষেপে CAST।

Transposase হলো এমন একটি এনজাইম যা ‘জাম্পিং জিন’ (jumping genes)–এর গতিশীলতা নিয়ন্ত্রণ করে। আগে CAST ব্যবস্থাকে ব্যাকটেরিয়ার কোষে বড় আকারের জিনগত অংশ স্থানান্তরের জন্য ব্যবহার করা হয়েছে। কিন্তু মানব ও স্তন্যপায়ী কোষে, এর আগে যত CAST ব্যবস্থার কথা বলা হয়েছে, সেগুলোর কার্যকারিতা খুব কম ছিল।

এনজাইমের বিবর্তন

এই সীমাবদ্ধতা কাটিয়ে উঠতে লিউ ও স্টার্নবার্গ directed evolution নামের একটি পদ্ধতি ব্যবহার করেন, যেখানে ল্যাবেই ডারউইনের প্রাকৃতিক নির্বাচনের প্রক্রিয়া ব্যবহার করা হয়। তাঁরা CAST-এর উপাদানগুলোর জিন একটি ব্যাকটেরিয়াভাইরাসে (bacteriophage) স্থাপন করেন। এমনভাবে সেট-আপ করা হয় যে সবচেয়ে কার্যকর CAST সহ ভাইরাসগুলোই সবচেয়ে ভালোভাবে বৃদ্ধি পায়। তারপর তাঁরা বিবর্তনকে নিজের পথে চলতে দেন।

শত শত প্রজন্ম পর এবং কিছু CAST উপাদানের ‘rational engineering’ করার পর, তাঁরা একটি উন্নত সংস্করণ তৈরি করেন। এতে CAST-এর গঠনকারী পাঁচটি প্রোটিনে মোট ২১টি ছোট পরিবর্তন করা হয়। জাপানের রিকেন ইনস্টিটিউটের বায়োইঞ্জিনিয়ার মাকোতো সাইতো একে “অবিশ্বাস্য রকমের directed evolution” বলে অভিহিত করেন।

এই নতুন কমপ্লেক্সের নাম দেয়া হয়েছে evoCAST। এটি একাধিক জিনোমিক স্থানে সর্বোচ্চ ৩০% দক্ষতায় জিন প্রবেশ করাতে সক্ষম হয়েছে যা মূল ভার্সনের চেয়ে ৪০০ গুণ বেশি কার্যকর।

ল্যাব পরীক্ষায় evoCAST সফলভাবে ১০,০০০ নিউক্লিওটাইডেরও বেশি দৈর্ঘ্যের সেগমেন্ট প্রবেশ করিয়েছে, যা একটি পূর্ণ জিন এবং তার নিয়ন্ত্রণ উপাদান বহন করার জন্য যথেষ্ট। এটি বিভিন্ন ধরণের মানব কোষে কাজ করতে সক্ষম। এটি এমন “নিরাপদ অঞ্চল” লক্ষ্য করে যেগুলোতে নতুন DNA প্রবেশ করালে কোষের স্বাভাবিক কাজ বিঘ্নিত হয় না।

সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ব্যাপার হলো, evoCAST একটি মাত্র এনজাইম ধাপে এর কাজ করে—কোনো ডাবল-স্ট্র্যান্ড DNA কাটার দরকার হয় না।

CAST-এর নতুন প্রতিযোগীরা

সাম্প্রতিক মাসগুলোতে, আরও কয়েকটি গবেষণা দল নিজেদের Transposon-ভিত্তিক পদ্ধতি নিয়ে এসেছে, যা DNA কাটা ছাড়াই বড় অংশ প্রবেশ করানোর উদ্দেশ্যে তৈরি।

এপ্রিল মাসে, হার্ভার্ড মেডিকেল স্কুলের জোনাথান গুটেনবার্গ এবং ওমর আবুদায়েহর নেতৃত্বে একটি দল একটি নতুন পদ্ধতি উপস্থাপন করে। এটি পাখিদের জিনোমে পাওয়া একটি মোবাইল জেনেটিক এলিমেন্টের ওপর ভিত্তি করে তৈরি। তাঁরা এই উপাদানের সংযোজন যন্ত্রাংশকে এমন একটি CRISPR এনজাইমের সঙ্গে যুক্ত করেন, যা DNA লক্ষ্য করে কিন্তু কাটে না—ফলে এটি মানব কোষে জিন-আকারের ইনসার্ট ইনস্টল করতে পারে।

অন্যদিকে, ক্যালিফোর্নিয়ার ইমেরিভিলের বায়োটেক প্রতিষ্ঠান Metagenomi মার্চ মাসে evoCAST-এর অনুরূপ একটি পদ্ধতি প্রকাশ করে, যেখানে আরও সহজ একটি transposase ব্যবহৃত হয়েছে। যদিও এটি তুলনামূলকভাবে কম দক্ষ, তবে ছোট আকারের জন্য থেরাপিতে ব্যবহার সহজ হতে পারে।

জটিল কিন্তু আশাব্যঞ্জক

তবে নতুন এই প্রযুক্তিগুলোর কিছু সীমাবদ্ধতা রয়েই গেছে। উদাহরণস্বরূপ, evoCAST-এর ক্ষেত্রে গবেষকেরা খুব কম সংখ্যক অনাকাঙ্ক্ষিত ইনসার্ট (off-target) পেলেও, কিছু ভুল স্থানে জিন প্রবেশ করেছে। এছাড়া CAST যন্ত্রপাতির জটিলতা, এর বহুপদ উপাদানের জন্য, প্যাকেজিং ও ডেলিভারিতে চ্যালেঞ্জ তৈরি করে।

“তারা যতদূর এগিয়েছে, তা সত্যিই প্রশংসনীয়,” বলেন টেক্সাস বিশ্ববিদ্যালয়ের জৈবপদার্থবিজ্ঞানী ইলিয়া ফিনকেলস্টেইন। “তবে এটি একটি বেশ জটিল ব্যবস্থা।”

তবু, evoCAST-এর বিকাশ এবং অন্যান্য Transposon-ভিত্তিক পদ্ধতির খোঁজ চালিয়ে যাওয়া প্রমাণ করে যে এই প্রযুক্তিগুলো ব্যবহার করে নিরাপদে বড় আকারের জিনগত উপাদান ইনস্টল করার ক্ষেত্রে আমরা মাত্র শুরু করেছি।

“এটাই ইঞ্জিনিয়ারিং এর সৌন্দর্য,” বলেন স্টার্নবার্গ। “আমরা এটিকে সবসময় আরও ভালো করতে পারি।”

———

Programmable gene insertion in human cells with a laboratory-evolved CRISPR-associated transposase. Science (2025).
DOI: 10.1126/science.adt5199

নিয়মিত আপডেট পেতে সাবস্ক্রাইব করুন আমাদের নিউজলেটারে এবং ফলো করুন আমাদের টেলিগ্রাম, ইনস্টাগ্রাম, টুইটার এবং ফেসবুক-এ। এছাড়াও যুক্ত হতে পারেন আমাদের ফেসবুক গ্রুপে।

এই নিবন্ধটি Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License-এর অধীনে লাইসেন্সকৃত। পুনঃপ্রকাশের জন্য পুনঃপ্রকাশের নির্দেশিকা দেখুুন।