క్యాన్సర్ కణాల అంతర్గత నిర్మాణాన్ని అత్యంత స్పష్టంగా (3-5 నానోమీటర్ల స్థాయిలో) వీక్షించే DNA-PAINT సాంకేతికతను IISc పరిశోధకులు అభివృద్ధి చేశారు. 12 రకాల ప్రోటీన్లను ఏకకాలంలో మ్యాపింగ్ చేసే ఈ విధానం వ్యాధి ముందస్తు గుర్తింపులో ఎలా కీలకం కానుందో ఈ కథనంలో చదవండి.
బెంగళూరు, ఏప్రియల్ 25 : వైద్య రంగంలో అత్యంత సవాలుగా మారిన క్యాన్సర్ మహమ్మారి మూలాలను లోతుగా అధ్యయనం చేసే దిశగా భారత అత్యున్నత విజ్ఞాన శాస్త్ర సంస్థ (IISc) పరిశోధకులు ఒక కీలక మైలురాయిని అధిగమించారు. క్యాన్సర్ కణ కేంద్రకంలోని (Nucleus) అత్యంత సూక్ష్మమైన జీవ అణువులను (Biomolecules) కళ్లకు కట్టినట్లు చూపే అత్యాధునిక మైక్రోస్కోపీ సాంకేతికతను వారు అభివృద్ధి చేశారు. అత్యంత స్పష్టతతో కూడిన ఈ మ్యాపింగ్ ప్రక్రియ క్యాన్సర్ చికిత్సలో భవిష్యత్తులో విప్లవాత్మక మార్పులకు నాంది పలికే అవకాశం ఉంది.
నానోస్కేల్ స్థాయిలో అద్భుత దృశ్యాలు: DNA-PAINT సాంకేతికత
సాధారణంగా మానవ శరీరంలో ట్రిలియన్ల కొద్దీ కణాలు ఉంటాయి. ప్రతి కణం లోపల ప్రోటీన్లు, న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలు మరియు ఇతర మాలిక్యూల్స్ ఒక సంక్లిష్టమైన అమరికను కలిగి ఉంటాయి. వీటిని సాధారణ మైక్రోస్కోప్లతో వీక్షించడం అసాధ్యం. ఈ అడ్డంకిని అధిగమించడానికి IISc బయోకెమిస్ట్రీ విభాగం అసిస్టెంట్ ప్రొఫెసర్ మహీపాల్ గంజి నేతృత్వంలోని బృందం 'DNA-PAINT' (DNA-Points Accumulation for Imaging in Nanoscale Topography) అనే మైక్రోస్కోపీ పద్ధతిని ఆశ్రయించింది. ఈ విధానంలో చిన్న చిన్న ఫ్లోరోసెంట్ DNA ట్యాగ్లను కణాల లోపల ఉన్న నిర్దిష్ట లక్ష్యాలకు అనుసంధానిస్తారు. వీటిపై లేజర్ పుంజం పడినప్పుడు, అవి మిణుగురు పురుగుల్లా వెలుగుతూ అత్యంత స్పష్టమైన చిత్రాలను అందిస్తాయి.
పరిశోధనలో ప్రత్యేకత: 12 రకాల లక్ష్యాలను ఒకేసారి వీక్షించేలా మెరుగుదల
ప్రస్తుతానికి అందుబాటులో ఉన్న సాంప్రదాయ ఇమేజింగ్ పద్ధతుల ద్వారా ఒక కణంలో కేవలం రెండు లేదా మూడు రకాల అణువులను మాత్రమే ఒకేసారి చూడటం సాధ్యమవుతుంది. అయితే, IISc పరిశోధకులు ఈ పరిమితిని చెరిపివేశారు. ఏకంగా 12 రకాల లక్ష్యాలను (Targets) ఒకే సమయంలో గుర్తించేలా సరికొత్త DNA ట్యాగ్లను వారు రూపొందించారు. ఈ ప్రయోగంలో భాగంగా క్యాన్సర్ కణాల ట్రాన్స్క్రిప్షన్ యంత్రాంగంలోని కీలక భాగాలను, కేంద్రకానికి మద్దతునిచ్చే ప్రోటీన్లను ఏకకాలంలో మ్యాపింగ్ చేయగలిగారు. 3 నుండి 5 నానోమీటర్ల అతి సూక్ష్మమైన వివరాలను సైతం ఈ టెక్నాలజీ ద్వారా స్పష్టంగా చూడటం విశేషం.
వేగవంతమైన ఇమేజింగ్ మరియు కణాల రక్షణ
ఈ పరిశోధనలో మరో కీలక అంశం సమయం మరియు రక్షణ. గతంలో DNA-PAINT ద్వారా ఒక్క అణువును వీక్షించడానికి గంటల కొద్దీ సమయం పట్టేది. కానీ, మిక్కీ ఆనంద్ మరియు అభినవ్ బెనర్జీ వంటి యువ శాస్త్రవేత్తలతో కూడిన ఈ బృందం, కేవలం నాలుగు గంటల లోపే తొమ్మిది రకాల లక్ష్యాలను వీక్షించే స్థాయికి ఈ ప్రక్రియను వేగవంతం చేసింది. అంతేకాకుండా, తక్కువ శక్తి కలిగిన లేజర్ పుంజాలను వాడటం ద్వారా కణాలకు మరియు DNA ట్యాగ్లకు ఎలాంటి నష్టం జరగకుండా జాగ్రత్తలు తీసుకున్నారు. ట్రాన్స్క్రిప్షన్ వంటి కీలక కణ ప్రక్రియలు నిలిచిపోయినప్పుడు ప్రోటీన్లు తమ అమరికను ఎలా మార్చుకుంటాయో కూడా ఈ అధ్యయనం ద్వారా పరిశీలించారు.
ముందస్తు వ్యాధి గుర్తింపులో కొత్త ఆశలు
కణాలు వ్యాధిగ్రస్తమైనప్పుడు వాటి అంతర్గత నిర్మాణంలో వచ్చే మార్పులను అర్థం చేసుకోవడం ద్వారా, లక్షణాలు బయటపడక ముందే జబ్బులను గుర్తించే అవకాశం ఉంటుందని పరిశోధకులు విశ్వసిస్తున్నారు. "నానోమీటర్ స్థాయిలో అణువుల మధ్య ఉండే సంబంధాలను, అవి వ్యాధి సమయంలో ఎలా మారుతాయో మ్యాపింగ్ చేయడం ద్వారా వైద్య రంగంలో కొత్త ద్వారాలు తెరుచుకుంటాయి" అని పరిశోధక బృందం సభ్యులు పేర్కొన్నారు. ఈ ప్రతిష్టాత్మక అధ్యయన వివరాలు ప్రముఖ సైన్స్ జర్నల్ 'నేచర్ కమ్యూనికేషన్స్' (2026)లో ప్రచురితమయ్యాయి. ఈ ఆవిష్కరణతో జీవశాస్త్ర పరిశోధనల పరిధులు మరింత విస్తరించనున్నాయి.
