மரபணு மாற்றம் கொசுக்கள் மலேரியாவைப் பரப்புவதைத் தடுக்கிறது

ஒவ்வொரு ஆண்டும் வேறு எந்த விலங்கையும் விட கொசுக்கள் அதிக மக்களைக் கொல்கின்றன. 2023 ஆம் ஆண்டில், இரத்தத்தை உறிஞ்சும் பூச்சிகள் 263 மில்லியன் மக்களை மலேரியாவால் பாதித்தன, இதனால் கிட்டத்தட்ட 600,000 பேர் இறந்தனர், அவர்களில் 80% பேர் குழந்தைகள்.

கொசுக்கள் பூச்சிக்கொல்லிகளுக்கு எதிர்ப்பை வளர்த்துக்கொண்டதாலும், மலேரியாவை உண்டாக்கும் ஒட்டுண்ணிகள் மருந்துகளுக்கு எதிர்ப்புத் திறன் கொண்டவையாக மாறியுள்ளதாலும் மலேரியா பரவலைத் தடுப்பதற்கான சமீபத்திய முயற்சிகள் தேக்கமடைந்துள்ளன. இந்த பின்னடைவுகள் COVID-19 தொற்றுநோயால் மேலும் அதிகரித்துள்ளன, இது தற்போதைய மலேரியா கட்டுப்பாட்டு முயற்சிகளை சிக்கலாக்கியுள்ளது.

இப்போது, கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழகம், சான் டியாகோ, ஜான்ஸ் ஹாப்கின்ஸ் பல்கலைக்கழகம், யுசி பெர்க்லி மற்றும் சாவ் பாலோ பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள், மலேரியாவைப் பரப்பும் கொசுக்களின் திறனை மரபணு ரீதியாகத் தடுக்கும் ஒரு புதிய முறையை உருவாக்கியுள்ளனர்.

சான் டியாகோ பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த உயிரியலாளர்களான ஜிகியன் லி மற்றும் ஈதன் பீர், ஜான்ஸ் ஹாப்கின்ஸ் பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த யூமி டோங் மற்றும் ஜார்ஜ் டிமோபௌலோஸ் ஆகியோர், ஒரு கொசுவின் உடலில் உள்ள ஒரு மூலக்கூறை மாற்றும் CRISPR அடிப்படையிலான மரபணு-திருத்தும் முறையை உருவாக்கியுள்ளனர் - இது மலேரியா ஒட்டுண்ணியின் பரவலைத் தடுக்கும் ஒரு சிறிய ஆனால் பயனுள்ள மாற்றமாகும். மரபணு மாற்றப்பட்ட கொசுக்கள் இன்னும் பாதிக்கப்பட்டவர்களைக் கடித்து அவர்களின் இரத்தத்திலிருந்து ஒட்டுண்ணியை எடுக்க முடியும், ஆனால் அவர்களால் இனி அதை மற்றவர்களுக்கு பரப்ப முடியாது. இந்தப் பூச்சிகளின் முழு மக்களும் ஒட்டுண்ணியை சுமந்து செல்லாத வரை, மலேரியா எதிர்ப்புப் பண்பை மரபணு ரீதியாகப் பரப்புவதற்காக புதிய அமைப்பு வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.

"ஒரு கொசுவில் உள்ள ஒரு அமினோ அமிலத்தை, மலேரியா ஒட்டுண்ணியால் ஏற்படும் தொற்றுக்கு இடையூறு விளைவிக்கும் மற்றொரு இயற்கையான அமினோ அமிலமாக மாற்றுவது - மேலும் அந்த நன்மை பயக்கும் பிறழ்வை கொசு மக்கள் தொகை முழுவதும் பரப்புவது - ஒரு உண்மையான திருப்புமுனை" என்று யுசி சான் டியாகோ உயிரியல் அறிவியல் பள்ளியின் செல் மற்றும் வளர்ச்சி உயிரியல் துறையின் பேராசிரியர் பியர் கூறினார். "இவ்வளவு சிறிய மாற்றம் இவ்வளவு வியத்தகு விளைவை ஏற்படுத்தும் என்று நம்புவது கடினம்."

புதிய அமைப்பு CRISPR-Cas9 ஐ "மரபணு கத்தரிக்கோலாக" பயன்படுத்துகிறது மற்றும் கொசு மரபணுவின் துல்லியமான பகுதியில் ஒரு வெட்டு செய்ய RNA ஐ வழிநடத்துகிறது. பின்னர் இது மலேரியா பரவலை எளிதாக்கும் ஒரு தேவையற்ற அமினோ அமிலத்தை மாற்றுகிறது, இது செயல்முறையில் குறுக்கிடும் ஒரு நன்மை பயக்கும் ஒன்றைக் கொண்டுள்ளது.

இந்த அமைப்பு FREP1 எனப்படும் புரதத்தைக் குறிவைக்கும் ஒரு மரபணுவை இலக்காகக் கொண்டுள்ளது. இந்த புரதம் கொசுக்கள் கடிக்கும்போது இரத்தத்தை உறிஞ்சி வளர உதவுகிறது. புதிய அமைப்பு FREP1 இல் உள்ள அமினோ அமிலம் L224 ஐ Q224 என்ற வேறு அல்லீலால் மாற்றுகிறது. ஒட்டுண்ணிகள் பூச்சியின் உமிழ்நீர் சுரப்பிகளுக்குச் செல்ல L224 ஐப் பயன்படுத்துகின்றன, அங்கு அவை ஒரு புதிய புரவலரைப் பாதிக்கத் தயாராகின்றன.

மூலக்கூறு நுண்ணுயிரியல் மற்றும் நோயெதிர்ப்புத் துறையின் பேராசிரியரும், ஜான்ஸ் ஹாப்கின்ஸ் ப்ளூம்பெர்க் பொது சுகாதாரப் பள்ளியின் மலேரியா ஆராய்ச்சி நிறுவனத்தின் உறுப்பினருமான டிமோபௌலோஸ் மற்றும் அவரது ஆய்வகம் ஆசியாவில் மலேரியாவின் முக்கிய பரவலான அனோபிலிஸ் ஸ்டீபன்சி கொசுக்களின் வகைகளை சோதித்தன. L224 ஐ Q224 உடன் மாற்றுவது இரண்டு வெவ்வேறு வகையான மலேரியா ஒட்டுண்ணிகள் உமிழ்நீர் சுரப்பிகளுக்குள் நுழைவதைத் திறம்படத் தடுத்து, அதன் மூலம் தொற்றுநோயைத் தடுக்கிறது என்பதை அவர்கள் கண்டறிந்தனர்.

"இந்த அணுகுமுறையின் அழகு என்னவென்றால், நாம் ஒரு கொசு மரபணுவின் இயற்கையாக நிகழும் அல்லீலைப் பயன்படுத்துகிறோம். ஒரு துல்லியமான மாற்றத்தின் மூலம், அதை பல வகையான மலேரியா ஒட்டுண்ணிகளைத் தடுக்கும் சக்திவாய்ந்த கேடயமாக மாற்றுகிறோம் - மேலும் வெவ்வேறு கொசு மக்கள் தொகை மற்றும் இனங்களில் இருக்கலாம். இது தகவமைப்பு, நிஜ உலக நோய் கட்டுப்பாட்டு உத்திகளுக்கு கதவைத் திறக்கிறது,"
என்று ஜார்ஜ் டிமோபௌலோஸ் கூறினார்.

அடுத்தடுத்த சோதனைகளில், மரபணு மாற்றம் ஒட்டுண்ணி உடலைப் பாதிக்காமல் தடுத்தாலும், கொசுக்களின் வளர்ச்சி மற்றும் இனப்பெருக்கம் பாதிக்கப்படவில்லை என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்தனர். புதிய Q224 பதிப்பைக் கொண்ட கொசுக்கள், அசல் L224 அமினோ அமிலத்தைக் கொண்ட கொசுக்களைப் போலவே சாத்தியமானவை - இது ஒரு முக்கியமான சாதனை, ஏனெனில் FREP1 புரதம் மலேரியாவைப் பரப்புவதில் அதன் பங்கைப் பொருட்படுத்தாமல், கொசு உயிரியலில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது.

"மரபணு இயக்கி" அமைப்பைப் போலவே, ஆராய்ச்சியாளர்கள் கொசு சந்ததியினர் Q224 அல்லீலைப் பெற்று, அதை மக்கள் தொகை முழுவதும் பரப்ப அனுமதிக்கும் ஒரு முறையை உருவாக்கினர், இதன் மூலம் மலேரியா ஒட்டுண்ணிகள் பரவுவதை நிறுத்துகின்றனர். இந்த புதிய "அலெலிக் இயக்கி" அமைப்பு, விவசாய பூச்சிகளில் பூச்சிக்கொல்லி எதிர்ப்பை மரபணு ரீதியாக மாற்றியமைக்கும் பீரின் ஆய்வகத்தில் சமீபத்தில் உருவாக்கப்பட்ட இதேபோன்ற முறையைப் பின்பற்றுகிறது.

"முந்தைய ஆய்வில், பழ ஈக்களின் எண்ணிக்கையை பூச்சிக்கொல்லி எதிர்ப்பிலிருந்து மீண்டும் எளிதில் பாதிக்கக்கூடிய நிலைக்கு மாற்றும் ஒரு சுய-முடிவு இயக்கத்தை நாங்கள் உருவாக்கினோம். பின்னர் அந்த மரபணு கேசட் உறுப்பு வெறுமனே மறைந்துவிடும், ஒரு 'காட்டு' எண்ணிக்கையை மட்டுமே விட்டுச்செல்கிறது," என்று பியர் விளக்கினார். "இதேபோன்ற பேய் அமைப்பு கொசுக்களின் எண்ணிக்கையை ஒட்டுண்ணி-எதிர்ப்பு FREP1Q மாறுபாட்டைக் கொண்டு செல்ல மாற்றும்."

L224 ஐ Q224 உடன் மாற்றுவது பயனுள்ளதாக இருக்கும் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் காட்டியுள்ள போதிலும், இந்த மாற்றம் ஏன் இவ்வளவு திறம்பட செயல்படுகிறது என்பதை அவர்களால் இன்னும் முழுமையாகப் புரிந்து கொள்ள முடியவில்லை. Q224 அமினோ அமிலம் ஒட்டுண்ணியின் நுழைவுப் பாதையை எவ்வாறு தடுக்கிறது என்பதைத் துல்லியமாகக் கண்டறிய மேலும் ஆய்வுகள் நடந்து வருகின்றன.

"இந்த முன்னேற்றம் அறிவியல் நிறுவனங்களுக்கிடையேயான குறைபாடற்ற குழுப்பணி மற்றும் புதுமையின் விளைவாகும்" என்று டிமோபௌலோஸ் மேலும் கூறினார். "மலேரியாவுக்கு எதிரான போராட்டத்தில் கொசுக்களை கூட்டாளிகளாக மாற்ற இயற்கையின் சொந்த மரபணு கருவிகளை ஒன்றாகப் பயன்படுத்தினோம்."

இந்த ஆய்வு நேச்சர் இதழில் வெளியிடப்பட்டது.