इज़रायल और चीनी वैज्ञानिकों ने बैक्टीरिया के हमले के तरीके में बड़ा खुलासा किया
येरुशलम, 2 फरवरी, 2026 (टीपीएस-आईएल) — इज़रायल और चीनी वैज्ञानिकों की एक टीम ने कहा है कि बैक्टीरिया ने प्राचीन वायरल मशीनरी का इस्तेमाल करके विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं को पहचानने और उन पर हमला करने की क्षमता हासिल कर ली है। यह खोज चिकित्सा और जैव प्रौद्योगिकी में क्रांति ला सकती है।
शोध से पता चलता है कि बैक्टीरिया कोशिकाओं से जुड़ने वाले प्रोटीन को बदलकर एक ही आणविक इंजेक्शन प्रणाली को बार-बार री-टारगेट करते हैं। बैक्टीरिया के जीनोम में छिपे हजारों ऐसे विनिमेय रिसेप्टर-बाइंडिंग प्रोटीन को उजागर करके, इस अध्ययन ने एक लंबे समय से चले आ रहे जैविक रहस्य को सुलझाया है और विशिष्ट मानव, पशु या पौधों की कोशिकाओं में दवाओं, एंजाइमों या अन्य अणुओं को पहुंचाने के लिए एक तैयार टूलकिट प्रदान किया है।
इस अध्ययन का मुख्य केंद्र बाह्य कोशिकीय संकुचन इंजेक्शन प्रणाली (eCISs) है - ये वायरस जैसी आणविक मशीनें हैं जिनका उपयोग बैक्टीरिया लक्षित कोशिकाओं में जहरीले प्रोटीन इंजेक्ट करने के लिए करते हैं। ये प्रणालियाँ बैक्टेरियोफेज से विकसित हुई हैं, जो बैक्टीरिया को संक्रमित करने वाले वायरस हैं, लेकिन अब तक वैज्ञानिक यह नहीं समझ पाए थे कि एक एकल बैक्टीरियल मशीन इतने सारे विभिन्न लक्ष्यों को कैसे पहचान सकती है।
येरुशलम के हिब्रू विश्वविद्यालय के कृषि, खाद्य और पर्यावरण संकाय के प्रमुख शोधकर्ता प्रोफेसर असाफ लेवी ने टीपीएस-आईएल को बताया, "मूल रूप से यह एक बैक्टेरियोफेज था, जो बैक्टीरिया को मारने वाला वायरस था, जो बैक्टीरियल कोशिकाओं से जुड़ने और अपना डीएनए इंजेक्ट करने में सक्षम था। विकास के किसी बिंदु पर यह एक ऐसे उपकरण में बदल गया जिसका उपयोग विभिन्न वातावरणों में विविध बैक्टीरिया लक्षित कोशिकाओं में विष प्रोटीन इंजेक्ट करने के लिए करते हैं। आश्चर्य की बात यह थी कि हमारे विश्लेषण के आधार पर इतने सारे लक्षित कोशिकाएं प्रतीत होती हैं। औसतन वायरस बहुत विशिष्ट होता है। लेकिन यहां हम समझते हैं कि eCIS विभिन्न रोगाणुओं में विकसित हुआ है ताकि अत्यंत भिन्न कोशिका प्रकारों से जुड़ सके - न केवल बैक्टीरिया, बल्कि जानवरों, पौधों और कवक जैसे यूकेरियोट्स से भी।"
शोधकर्ताओं को लंबे समय से संदेह था कि eCISs अपने लक्ष्यों को पहचानने के लिए विशेष रिसेप्टर-बाइंडिंग प्रोटीन पर निर्भर करते हैं। लेकिन प्रोटीन इतनी तेज़ी से बदलते हैं कि मानक खोज उन्हें पकड़ नहीं पाती थी।
इसे हल करने के लिए, लेवी, डॉक्टरेट शोधकर्ता निमरोड नचमियास - बीजिंग में एनएचसी की लैब फॉर सिस्टम्स बायोलॉजी ऑफ़ पैथोजेन्स में प्रोफेसर पेंग जियांग की प्रयोगशाला के सहयोगियों ज़ीरेन वांग और शियाओ फेंग के साथ मिलकर - तेजी से विकसित हो रहे टेल फाइबर प्रोटीन के भीतर संरक्षित संरचनात्मक तत्वों का पता लगाने के लिए एक कम्प्यूटेशनल एल्गोरिथम विकसित किया।
प्रोटीन को eCIS कण से जोड़ने वाले साझा एंकर डोमेन पर ध्यान केंद्रित करके, उन्होंने पहले छिपे हुए हजारों रिसेप्टर-बाइंडिंग प्रोटीन की पहचान की। टीम ने 1,069 बैक्टीरियल और आर्कियल प्रजातियों में 2,585 eCIS जीन समूहों में 3,445 विशिष्ट टेल फाइबर प्रोटीन को सूचीबद्ध किया - यह इस तरह का सबसे व्यापक डेटासेट है।
प्रत्येक टेल फाइबर के दो भाग होते हैं: एक संरक्षित क्षेत्र जो इसे इंजेक्शन प्रणाली से जोड़ता है, और एक चर क्षेत्र जो यह निर्धारित करता है कि यह किन कोशिकाओं को लक्षित कर सकता है। इनमें से कई रिसेप्टर-बाइंडिंग डोमेन क्षैतिज जीन स्थानांतरण के माध्यम से प्राप्त किए गए थे, कभी-कभी वायरस, पौधों, कवक और यहां तक कि पशु प्रतिरक्षा घटकों से डीएनए उधार लिया गया था।
लेवी ने टीपीएस-आईएल से कहा, "यह स्टेरॉयड पर त्वरित विकास है। बैक्टीरिया उपयोगी बाइंडिंग टूल के लिए जैविक दुनिया का नमूना ले रहे हैं और उन्हें फिर से उपयोग कर रहे हैं। टेल फाइबर जीन ने विदेशी डीएनए प्राप्त करके, नई बाइंडिंग विशिष्टता बनाने के लिए इसे पुनर्संयोजित करके, और यदि फायदेमंद हो, तो क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर स्थानांतरण के माध्यम से फैलकर तेजी से विकास किया है।"
व्यावहारिक अनुप्रयोगों को प्रदर्शित करने के लिए, टीम ने एक पेनिबैसिलस बैक्टीरिया से एक टेल फाइबर का उपयोग करके एक eCIS कण को इंजीनियर किया, जो इन्फ्लूएंजा और खसरा वायरस में रिसेप्टर-बाइंडिंग प्रोटीन हेमाग्लूटिनिन जैसा दिखता है। इंजीनियर प्रणाली ने मानव THP-1 मोनोसाइट-जैसे कोशिकाओं से सफलतापूर्वक बंधकर उनमें प्रोटीन इंजेक्ट किया, जबकि अन्य कोशिका प्रकारों को अछूता छोड़ दिया। प्रयोगों से पता चला कि मानव कोशिका सतहों पर एक शर्करा, डी-मैनोज, एक रिसेप्टर के रूप में कार्य कर सकता है। इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी ने कणों को अपने कार्गो को वितरित करने से ठीक पहले मानव कोशिकाओं से जुड़ते हुए कैप्चर किया।
लेवी ने संभावित अनुप्रयोगों पर जोर दिया। उन्होंने टीपीएस-आईएल को बताया, "हमने दिखाया कि एक इंजीनियर eCIS एक मानव कोशिका प्रकार में इंजेक्ट कर सकता है लेकिन दूसरों में नहीं, जो संभावित प्रतिकूल प्रभावों को कम करने के लिए उत्कृष्ट है।"
यह खोज एक प्राकृतिक, प्रोग्राम करने योग्य डिलीवरी सिस्टम प्रदान करके नई संभावनाएं खोलती है। इंजीनियर eCIS कण अन्य कोशिकाओं को अछूता छोड़ते हुए विशिष्ट कोशिका प्रकारों में प्रोटीन या आणविक कार्गो इंजेक्ट कर सकते हैं। स्वाभाविक रूप से विकसित रिसेप्टर-बाइंडिंग प्रोटीन के हजारों की सूची वैज्ञानिकों को अनुसंधान, औद्योगिक एंजाइमों या चिकित्सीय अणुओं के लिए कस्टम डिलीवरी सिस्टम बनाने के लिए एक बहुमुखी टूलकिट प्रदान करती है।
इस अध्ययन के कृषि और रोगाणुरोधी विकास में भी अनुप्रयोग हैं। eCIS सिस्टम आनुवंशिक संशोधन के बिना फसलों में प्रोटीन इंजेक्ट कर सकते हैं, जिससे कीटों या तनाव के प्रति प्रतिरोध बढ़ सकता है। eCIS द्वारा ले जाए जाने वाले बैक्टीरियल विषाक्त पदार्थों और एंजाइमों को रोगाणुरोधी एजेंटों या औद्योगिक बायोकैटेलिस्ट के रूप में पुन: उपयोग किया जा सकता है।
लेवी ने टीपीएस-आईएल से कहा, "बैक्टीरिया केवल अपने हथियारों को धीरे-धीरे अनुकूलित करने तक सीमित नहीं हैं; वे जैविक दुनिया से बाइंडिंग टूल उधार लेकर उन्हें तेजी से नया रूप दे सकते हैं।"
यह अध्ययन सहकर्मी-समीक्षित नेचर कम्युनिकेशंस में प्रकाशित हुआ था।
مواضيع ذات صلة
