एक उत्परिवर्ती एंजाइम माइक्रोचिप्स को रक्त में पेश करने की अनुमति देगा

गुरुवार, 28 फरवरी, 2013.- उच्च अनुसंधान परिषद (CSIC) के नेतृत्व में एक जांच ने इस एंजाइम के एक उत्परिवर्ती संस्करण को डिजाइन करने में कामयाबी हासिल की है जो रक्तप्रवाह की कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों में इसकी ऑक्सीकरण-कम करने की क्षमता को बनाए रखता है।

लैकासा एक एंजाइम है जो प्रकृति में सब्सट्रेट्स के एक व्यापक स्पेक्ट्रम को ऑक्सीकरण करने की उच्च क्षमता के लिए जाना जाता है, इसके लिए यह हवा से ऑक्सीजन का उपयोग करता है और पानी को केवल उपोत्पाद के रूप में जारी करता है। इस एंजाइम का एक नया उत्परिवर्ती संस्करण रक्तप्रवाह की कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों में इसकी ऑक्सीकरण-कम करने की क्षमता को बनाए रखता है।

"इस उत्परिवर्ती का उद्देश्य एक बैटरी के तत्व के रूप में कार्य करना है जो रक्त वाहिकाओं में प्रत्यारोपण योग्य नैनोस्कोपिक उपकरणों को संचालित करने के लिए आवश्यक उत्पन्न करता है, " सीएसआईसी के कैटालिसिस और पेट्रोकेमिकल के शोधकर्ता और काम के लिए जिम्मेदार, मिगुएल मेयर बताते हैं।

लैकेस के मूल रूपों की ऑक्सीकरण-कम करने की क्षमता व्यावहारिक रूप से रक्त पीएच और उच्च नमक संरचना द्वारा बाधित होती है। शोध के अनुसार, रसायन विज्ञान और जीवविज्ञान जर्नल में आज प्रकाशित, उत्परिवर्ती लैकेस की रक्त गतिविधि अपने मूल राज्य में उसी एंजाइम की तुलना में 42, 000 गुना अधिक है।

जैसा कि CSIC ने एक प्रेस विज्ञप्ति में बताया है, उत्परिवर्ती को जन्म देने की प्रक्रिया निर्देशित विकास पर आधारित है। यह कार्यप्रणाली वांछित वातावरण के अनुकूल प्राकृतिक विकास की प्रक्रियाओं को फिर से बनाती है। CSIC के शोधकर्ता ने स्वीकार किया कि "उत्परिवर्ती पुस्तकालयों का व्यापक अन्वेषण और उपयुक्त उत्परिवर्ती को डिजाइन करने के लिए 10, 000 से अधिक क्लोनों का विश्लेषण आवश्यक था: ChU-B लैकेस।"

दोनों ने कहा कि एंजाइम का संस्करण और इसे विकसित करने की कार्यप्रणाली ने CSIC पेटेंट को जन्म दिया है।

'विलक्षण नैनोचिप'

उसी तरह से कि प्रकृति में लैकेस के विभिन्न सब्सट्रेट से इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है, जब इसे एक नैनोपिला के कैथोड में स्थिर किया जाता है तो यह एनोड से इलेक्ट्रॉनों को ले जाता है, जहां एक अन्य एंजाइम रक्त ग्लूकोज को ऑक्सीकरण करता है। इस तरह एक निरंतर विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है जो पूरे उपकरण को काम करने के लिए आवश्यक बिजली उत्पादन की अनुमति देता है।

इस ऊर्जा स्रोत का उद्देश्य प्रत्यारोपण योग्य चिप्स खिलाना है जो अस्पताल में वायरलेस तरीके से और रोगी के रक्त के विभिन्न चयापचयों की एकाग्रता के बारे में सूचित करता है, जैसे कि ग्लूकोज, ऑक्सीजन और इंसुलिन, सीएसआईसी की रिपोर्ट में बयान।

इसके लिए, उनके पास एक ट्रांसड्यूसर होता है जो एक एंटीना ले जाता है जो अस्पताल के डेटाबेस और वांछित पैरामीटर को मापने के लिए एक बायोसेंसर को सूचना भेजता है। मेयर इंगित करता है कि, "मापे जाने वाले पैरामीटर के आधार पर, बायोसेंसर को एक एंजाइम या किसी अन्य की आवश्यकता होगी।" ऑक्सीजन के मामले में, उदाहरण के लिए, उत्परिवर्ती लैकेस एक मापने वाले एंजाइम के रूप में भी काम कर सकता है, क्योंकि यह वह स्रोत है जो इलेक्ट्रॉनों को पकड़ने के लिए उपयोग करता है। हालांकि, ग्लूकोज को मापने के लिए एक ग्लूकोज ऑक्सीडेज एंजाइम आवश्यक होगा।

CSIC के शोधकर्ता के लिए, "यह काम बायोमेडिकल उद्देश्यों के लिए नैनोबायोडेविसेस के डिजाइन में लैकेस के आवेदन के लिए एक उल्लेखनीय अग्रिम का प्रतिनिधित्व करता है"। मेयर बताते हैं: "रक्त में अभिनय करने में सक्षम म्यूटेंट भविष्य में अन्य लोगों द्वारा आँसू और अन्य मानव शारीरिक तरल पदार्थ के संचालन में सक्षम हो सकता है।"

अनुसंधान, आठ विश्वविद्यालयों और अंतर्राष्ट्रीय अनुसंधान केंद्रों और दो निजी कंपनियों के शोधकर्ताओं के साथ सहयोग का परिणाम; यह यूरोपीय संघ के VII फ्रेमवर्क प्रोग्राम के 3D-nanobiodevices प्रोजेक्ट के अंतर्गत आता है।

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