कोशिकाओं की पुनर्रचना कर सकती है LinTIMaT सांख्यिकीय विधि
June 19, 2020 • Mr Arun Mishra

बहुकोशिकीय जीव में सेल लाइनएज का आविष्कार है एक चुनौतीपूर्ण कार्य 

卐 म्यूटेशन डेटा का उपयोग करके लाइनएज पुनर्निर्माण प्रक्रिया को बढ़ाने के लिए जीन एक्सप्रेशन डेटा को शामिल करके ब्रांचिग्स का हल जैसी कमियों को कम करती है LinTIMaT विधि।

卐 जीव में सामान्य विकास प्रक्रिया और पैथोलाॅजी की गल्तियों को समझने की दृष्टि से सेल डिफरेंशिएशन और सेल लाइनएज ट्री को समझना आवश्यक है।

卐 डेवलपमेंटल बायोलाॅजी में शोध समस्याओं का समाधान करने के लिए, कार्नेगी मेलन विश्वविद्यालय के सहयोग से आईआईटी कानपुर के डॉ हमीम ज़फर ने सांख्यिकी सीखने की विधि विकसित की है।

卐 कोशिका-रेखाओं के पुनर्निर्माण के लिए उपयुक्त उच्च-थ्रूपुट डेटा उत्पन्न करता है CRISPR-Cas9 जेनेटिक इंजीनियरिंग उपकरण।

卐 CRISPR-Cas9 सिस्टम और सिंगल-सेल आरएनए अनुक्रमण के इस संयोजन ने डेवलपमेंट के संबंध में मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान की।

卐 नेचर कम्युनिकेशंस में प्रकाशित CRISPR-Cas9 म्यूटेशन्स और scRNA-seq डेटा को एकीकृत करके सेल लाइन को फिर से संगठित करने के लिए हमारी नई सांख्यिकीय पद्धति, LinTIMaT को पेश करने में हम बहुत खुश हैं : डाॅ हमीम ज़फर

कानपुर (का उ सम्पादन)। कार्नेगी मेलन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के सहयोग से आईआईटी  कानपुर के डॉ हमीम ज़फ़र ने LinTIMaT नामक एक सांख्यिकीय सीखने की विधि विकसित की है। हमारे शरीर में कई कोशिकाएं होती हैं जो हमें जीवित रखने के लिए लगातार कार्य करती हैं। भले ही विभिन्न अंगों की कोशिकाओं में लगभग समान डीएनए होते हैं, लेकिन वे अलग-अलग कार्य कर सकते हैं। जबकि कोशिकाएं अलग-अलग कार्य करती हैं, उनकी यात्रा वास्तव में एकल कोशिका शुरू करती है। समय के साथ कोशिकाएं विभाजित होती हैं, और एनसेस्टर कोशिकाएं डिसेंडेंट्स को जन्म देती हैं, जो एक वंश वृक्ष लाइनएज का निर्माण करती हैं, जो कोशिकाओं के बीच के वंशावली संबंध जीनोलाॅजिकल रिलेशन को स्पष्ट करती हैं। इस प्रक्रिया को पूरा करते हुए, डिसेंडेंट कोशिकाएं नए विशिष्ट कार्य भी प्राप्त कर सकती हैं, जो उनके पूर्वजों से भिन्न होते हैं। जब कोशिकाओं का एक समूह समान कार्य करता है, तो उन्हें सेल प्रकार की रचना करने के लिए कहा जाता है। वह प्रक्रिया जिसमें एक कोशिका एक कोशिका के प्रकार से दूसरी कोशिका में परिवर्तित होती है जिसे कोशिकीय विभेदन या सेलुलर डिफरेंशिएशन कहा जाता है। इस सेलुलर भेदभाव प्रक्रिया और इन सेल लाइनएज ट्री को समझना आवश्यक है जो कोशिकाओं के बीच पैतृक संबंध को एक जीव में सामान्य डेेवलपमेंट प्रक्रिया को समझने के साथ-साथ कैंसर जैसे पैथोलॉजी में जो गड़बड़ हो जाता है के लिए महत्वपूर्ण है। विकासात्मक जीव विज्ञान या डेवलपमेंटल बायोलाॅजी में इस महत्वपूर्ण शोध समस्या का समाधान करने के लिए, कार्नेगी मेलन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के सहयोग से आईआईटी कानपुर के डॉ हमीम ज़फर ने एक सांख्यिकी सीखने की विधि विकसित की है, जिसका नाम है LinTIMaT जो किसी व्यक्ति के लिए या प्रजातियों में कोशिका की पुनर्रचना कर सकती है। जर्नल नेचर कम्युनिकेशंस में प्रकाशित एक लेख में होल-ऑर्गेनिज्म लाइनएज पुनर्निर्माण पर विधि और इसके अनुप्रयोगों की सूचना दी गई है। शोध दल में डॉ हमीम ज़फ़र जो आईआईटी कानपुर में सीएसई और बीएसबीई विभागों में एक संयुक्त संकाय हैं, चीह लिन (अध्ययन में सह-प्रथम लेखक) और कार्नेगी मेसन विश्वविद्यालय से प्रो ज़िव बार-जोसेफ शामिल हैं। एक बहुकोशिकीय जीव में सेल वंश का आविष्कार एक चुनौतीपूर्ण कार्य है। यह बताने का सबसे अच्छा तरीका है कि एक माँ कोशिका का बेटी कोशिकाओं में विभाजित होना लाइव ट्रैकिंग के माध्यम से पता चलता है, जो अधिकांश जीवों के लिए संभव नहीं है। इस समस्या को दरकिनार करने के लिए, वैज्ञानिक कोशिकाओं को टैग करने के लिए इमेजिंग-आधारित या जेनेटिक मार्कर्स का उपयोग करते हैं। चुनौती पूरे जीव के लिए विधि को बढ़ाने में है, क्योंकि सेल लाइनएज भाग को पुनर्प्राप्त करने के लिए भी हजारों कोशिकाओं को टैग करने की आवश्यकता होती है। अधिक चुनौतीपूर्ण एक साथ कोशिकाओं से लाइनएज और फंक्शन इनफार्मेशन को समझने के लिए सेल लाइनएज और डिफरेंशिएशन के बीच संबंध समझना है। उच्च-थ्रूपुट अनुक्रमण (सीक्वेंसिंग) तकनीकों के विकास के लिए धन्यवाद, एक्सपेरिमेंटल बायोलाॅजिस्ट अब CRISPR-Cas9 नामक एक जेनेटिक इंजीनियरिंग उपकरण को एकल-कोशिका आरएनए अनुक्रमण नाम की एक अन्य तकनीक के साथ जोड़ सकते हैं, जो कोशिका-रेखाओं के पुनर्निर्माण के लिए उपयुक्त उच्च-थ्रूपुट डेटा उत्पन्न करती है। एक ही सेल के लिए, CRISPR-Cas9 सिस्टम म्यूटेशन का एक सेट देता है जो वंश जानकारी को एन्कोड करता है जबकि सिंगल-सेल आरएनए अनुक्रमण जीन एक्सप्रेशन वैल्यूज प्रदान करता है जो सेलुलर कार्यों को इंगित करता है। जबकि इस संयोजन ने विकास के संबंध में मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान की, जफर ने उल्लेख किया कि  अध्ययन की भी कई सीमाएँ हैं, लाइनएज के पुनर्निर्माण के लिए, इन अध्ययनों ने एक क्लासिकल, ऑफ-द-शेल्फ मेथड का उपयोग करने के लिए सहारा लिया जो फ़ाइलोजेनेटिक ट्री बिल्डिंग के लिए एक विधि है। यह केवल म्यूटेशन जानकारी का उपयोग करती है, और शाखाओं को पुनर्प्राप्त करने में विफल रहता है और डेवलपमेंट के बाद के चरणों में ब्रांचिग्स को हल नहीं कर सकता है। इसके अलावा म्यूटेशन रैंडम होते हैं और प्रजाति-स्तरीय सेल लाइनएज का पुनर्निर्माण करना असंभव बनाते हैं। LinTIMaT म्यूटेशन डेटा का उपयोग करके लाइनएज पुनर्निर्माण प्रक्रिया को बढ़ाने के लिए जीन एक्सप्रेशन डेटा को शामिल करके इन कमियों को कम करता है। एकल-कोशिका जीन एक्सप्रेशन डेटा की मदद से, LinTIMaT सेल लाइनएज शाखाओं को परिष्कृत (रिफाइन) करता है जिन्हें केवल म्यूटेशन डेटा से नहीं सीखा जा सकता है। इसके अलावा, LinTIMaT के संभाव्य दृष्टिकोण म्यूटेशन डेटा में अनिश्चितताओं के निराकरण में मदद करता है। इसके अलावा, जीन एक्सप्रेशन डेटा का उपयोग LinTIMaT को एक प्रजाति-में भिन्न लाइनएज ट्री के पुनर्निर्माण के लिए कई अलग-अलग लाइनएज को संयोजित करने में सक्षम बनाता है। हमारी पद्धति में विभिन्न रोगों में सामान्य और साथ ही पैथोलॉजिकल डेवलपमेंट  को समझने में बहुत सारे अनुप्रयोग होंगे। LinTIMaT बायोलाॅजिस्टों के लिए एक शक्तिशाली तरीका होगा जो मॉडल जीवों या कैंसर के ऊतकों में विकास का अध्ययन कर रहे हैं, डॉ जफर ने टिप्पणी की। चल रहे इवोल्यूशन और डिफरेंशिएशन कैंसर में आम हैं और यह चिकित्सा को भी जटिल बनाता है। कैंसर टिशुओं से कोशिकाओं की रूपरेखा के बाद, चिकित्सक घातक कोशिका प्रकारों के लाइनएज को हल करने के लिए LinTIMaT का उपयोग कर सकते हैं और यह व्यक्तिगत उपचार रणनीतियों को डिजाइन करने में मदद करेगा जो कैंसर सेल प्रकारों के एक सेट को लक्षित करते हैं।