GAL4/UAS system
জি. এ. এল. 4-ইউ. এ. এস পদ্ধতি হল একটি জৈব রাসায়নিক পদ্ধতি যা ফলের মাছি জাতীয় জীবের মধ্যে জিন অভিব্যক্তি এবং কার্যকারিতা অধ্যয়নের জন্য ব্যবহৃত হয়। এটি 1988 সালে হিতোশি কাকিদানি এবং মার্ক পটাশনে এবং নিকোলাস ওয়েবস্টার এবং পিয়েরে চ্যাম্বনের অনুসন্ধানের উপর ভিত্তি করে যে ইউএএস সিকোয়েন্সের সাথে গ্যাল 4 বন্ধন জিন অভিব্যক্তি সক্রিয় করে। পদ্ধতিটি 1993 সালে আন্দ্রেয়া ব্র্যান্ড এবং নরবার্ট পেরিমন দ্বারা মাছিগুলিতে চালু করা হয়েছিল এবং জিনের অভিব্যক্তি অধ্যয়নের জন্য এটি একটি শক্তিশালী কৌশল হিসাবে বিবেচিত হয়। সিস্টেমটির দুটি অংশ রয়েছেঃ গ্যাল4 জিন, যা ইস্ট ট্রান্সক্রিপশন অ্যাক্টিভেটর প্রোটিন গ্যাল4-কে এনকোড করে এবং ইউএএস (আপস্ট্রিম অ্যাক্টিভেশন সিকোয়েন্স), একটি বর্ধক যার সাথে জিএএল4 বিশেষভাবে জিন ট্রান্সক্রিপশন সক্রিয় করতে আবদ্ধ হয়। গ্যাল4 পদ্ধতি কোন কোষ একটি জিন বা প্রোটিন প্রকাশ করে এবং পরীক্ষক এই জ্ঞান দিয়ে কী করতে চায় তা সংজ্ঞায়িত করার সমস্যাগুলিকে পৃথক করার অনুমতি দেয়। জিনতত্ত্ববিদরা মডেল জীবের (সাধারণত ফলের মাছি) জিনগত রূপ তৈরি করেছেন, যাকে জি. এ. এল 4 লাইন বলা হয়, যার প্রতিটি প্রাণীর টিস্যুর কিছু উপসেটে জি. এ. এল 4 প্রকাশ করে। উদাহরণস্বরূপ, কিছু রেখা শুধুমাত্র পেশী কোষে, অথবা শুধুমাত্র স্নায়ুতে, অথবা শুধুমাত্র অ্যান্টেনায় জি. এ. এল. 4 প্রকাশ করতে পারে, ইত্যাদি। বিশেষত ফলের মাছিদের জন্য, এই ধরনের হাজার হাজার লাইন রয়েছে, যার মধ্যে সবচেয়ে দরকারী হল প্রাণীর একটি খুব নির্দিষ্ট উপসেটে জিএএল4 প্রকাশ করা-সম্ভবত, উদাহরণস্বরূপ, শুধুমাত্র সেই নিউরনগুলি যা মাছিটির মস্তিষ্কের দুটি নির্দিষ্ট বিভাগকে সংযুক্ত করে। এই কোষগুলিতে জি. এ. এল. 4-এর উপস্থিতি খুব কম বা কোনও প্রভাব ফেলে না, কারণ জি. এ. এল. 4-এর প্রধান প্রভাব হল একটি ইউ. এ. এস অঞ্চলের সাথে আবদ্ধ হওয়া, এবং বেশিরভাগ কোষের কোনও (বা নির্দোষ) ইউ. এ. এস অঞ্চল নেই। যেহেতু গ্যাল4 নিজে থেকে দৃশ্যমান নয়, এবং কোষের উপর খুব কম প্রভাব ফেলে, তাই এই ব্যবস্থার অন্যান্য প্রয়োজনীয় অংশ হল "রিপোর্টার লাইন"। এগুলি একটি পছন্দসই জিনের পাশে বিশেষ ইউএএস অঞ্চল সহ মাছিগুলির স্ট্রেন। এই জিনগত নির্দেশগুলি প্রাণীর প্রতিটি কোষে ঘটে, তবে বেশিরভাগ কোষে কিছুই ঘটে না কারণ সেই কোষটি জি. এ. এল 4 উৎপাদন করছে না। জি. এ. এল. 4 উৎপাদনকারী কোষে, তবে, ইউ. এ. এস সক্রিয় হয়, এর পাশের জিনটি সক্রিয় হয় এবং এটি তার ফলস্বরূপ প্রোটিন উৎপাদন শুরু করে। এটি তদন্তকারীকে জানাতে পারে যে কোন কোষগুলি জি. এ. এল. 4 প্রকাশ করছে, তাই "রিপোর্টার লাইন" শব্দটি ব্যবহৃত হয়, তবে কোষের আচরণকে নিয়ন্ত্রণ করার উদ্দেশ্যে জিনগুলিও প্রায়শই ব্যবহৃত হয়। সাধারণ রিপোর্টার জিনের মধ্যে রয়েছেঃ সবুজ (জি. এফ. পি) বা লাল ফ্লুরোসেন্ট প্রোটিন (আর. এফ. পি)-এর মতো ফ্লুরোসেন্ট প্রোটিন, যা বিজ্ঞানীদের দেখতে দেয় যে কোন কোষগুলি গ্যাল4 চ্যানেলহোডোপসিন প্রকাশ করে, যা স্নায়ু কোষ হ্যালোরহোডোপসিনের আলো-সংবেদনশীল ট্রিগারকে অনুমতি দেয়, যা বিপরীতভাবে আলোকে নিউরনের শ্বিবায়ারের ফায়ারিংকে দমন করতে দেয়, যা নিউরন বন্ধ করে দেয়, তবে শুধুমাত্র উচ্চ তাপমাত্রায় (30 ডিগ্রি সেলসিয়াস এবং তার বেশি)। এই জিনযুক্ত মাছিগুলিকে কম তাপমাত্রায় তোলা এবং পরীক্ষা করা যেতে পারে যেখানে তাদের নিউরনগুলি স্বাভাবিকভাবে আচরণ করবে। তারপর মাছিদের শরীরের তাপমাত্রা বাড়ানো যেতে পারে (যেহেতু তারা ঠান্ডা রক্তের হয়), এবং এই নিউরনগুলি বন্ধ হয়ে যায়। যদি মাছিটির আচরণ পরিবর্তিত হয়, তবে এটি সেই নিউরনগুলি কী করে তার একটি শক্তিশালী সূত্র দেয়। জিইসিআই (জেনেটিক্যালি এনকোডেড ক্যালসিয়াম ইন্ডিকেটর), প্রায়শই প্রোটিনের জিসিএএমপি পরিবারের সদস্য। এই প্রোটিনগুলি ক্যালসিয়ামের সংস্পর্শে এলে ফ্লুরোসেস হয়, যা বেশিরভাগ কোষে ঘটে যখন নিউরনে আগুন লাগে। এটি বিজ্ঞানীদের ছবি বা চলচ্চিত্র তোলার অনুমতি দেয়, যা স্নায়ুতন্ত্রের ক্রিয়াকলাপ দেখায়। উদাহরণস্বরূপ, বিজ্ঞানীরা প্রথমে জি. এ. এল. 4 লাইন থেকে একটি মাছি বেছে নিয়ে নিউরনের একটি শ্রেণীকে কল্পনা করতে পারেন যা নিউরনগুলির পছন্দসই সেটে জি. এ. এল. 4 প্রকাশ করে এবং জি. এফ. পি প্রকাশ করে এমন একটি রিপোর্টার লাইন দিয়ে এটি অতিক্রম করে। বংশধরদের মধ্যে, কোষগুলির কাঙ্ক্ষিত উপসেট জি. এ. এল 4 তৈরি করবে এবং এই কোষগুলিতে জি. এ. এল 4 ইউ. এ. এস-এর সাথে আবদ্ধ হবে এবং জি. এফ. পি উৎপাদন সক্ষম করবে। সুতরাং কোষের কাঙ্ক্ষিত উপসেটটি এখন ফ্লুরোসেস সবুজ হবে এবং একটি ফ্লুরোসেন্স মাইক্রোস্কোপ দিয়ে অনুসরণ করা যেতে পারে। এরপরে, এই কোষগুলি কী করতে পারে তা নির্ধারণ করার জন্য, পরীক্ষক একটি চ্যানেলহোডোপসিন রিপোর্টার লাইনের সাথে একই জি. এ. এল 4 লাইন অতিক্রম করে এই প্রতিটি কোষে চ্যানেলহোডোপসিন প্রকাশ করতে পারে। বংশধরদের মধ্যে নির্বাচিত কোষ এবং শুধুমাত্র সেই কোষগুলিতে চ্যানেলহোডোপসিন থাকবে এবং একটি উজ্জ্বল আলো দ্বারা ট্রিগার করা যেতে পারে। এখন বিজ্ঞানীরা ইচ্ছামতো এই নির্দিষ্ট কোষগুলিকে ট্রিগার করতে পারেন এবং এই কোষগুলি কী করতে পারে তা দেখার জন্য ফলস্বরূপ আচরণ পরীক্ষা করতে পারেন। অপারেশন গ্যাল4 একটি মডুলার প্রোটিন যা বিস্তৃতভাবে একটি ডিএনএ-বাইন্ডিং ডোমেন এবং একটি অ্যাক্টিভেশন ডোমেনের সমন্বয়ে গঠিত। জি. এ. এল. 4 যে ইউ. এ. এস-এর সাথে আবদ্ধ হয় তা হল সি. জি. জি-এন11-সি. সি. জি, যেখানে এন যে কোনও বেস হতে পারে। যদিও জি. এ. এল. 4 একটি খামির প্রোটিন যা সাধারণত অন্যান্য জীবের মধ্যে উপস্থিত থাকে না, এটি ড্রোসোফিলা এবং মানব কোষের মতো বিভিন্ন জীবের মধ্যে ট্রান্সক্রিপশন অ্যাক্টিভেটর হিসাবে কাজ করে বলে দেখানো হয়েছে, যা তুলে ধরে যে জিন প্রকাশের জন্য একই প্রক্রিয়া বিবর্তন চলাকালীন সংরক্ষণ করা হয়েছে। ড্রোসোফিলায় গবেষণার জন্য, জি. এ. এল. 4 জিন একটি স্থানীয় জিন প্রবর্তক বা চালক জিনের নিয়ন্ত্রণে রাখা হয়, যখন ইউ. এ. এস একটি লক্ষ্য জিনের অভিব্যক্তি নিয়ন্ত্রণ করে। জি. এ. এল. 4 তখন শুধুমাত্র সেই কোষে প্রকাশিত হয় যেখানে ড্রাইভার জিন সাধারণত সক্রিয় থাকে। পরিবর্তে, জি. এ. এল. 4-এর শুধুমাত্র জিন প্রতিলিপি সক্রিয় করা উচিত যেখানে একটি ইউ. এ. এস চালু করা হয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, জি. এফ. পি (গ্রিন ফ্লুরোসেন্ট প্রোটিন)-এর মতো দৃশ্যমান চিহ্নিতকারীকে একটি জিন এনকোডিং ফিউজ করে চালক জিনের অভিব্যক্তি প্যাটার্ন নির্ধারণ করা যেতে পারে। জি. এ. এল. 4 এবং ইউ. এ. এস ড্রোসোফিলায় জিন অভিব্যক্তি অধ্যয়নের জন্য খুব কার্যকর কারণ তারা সাধারণত উপস্থিত থাকে না এবং তাদের অভিব্যক্তি কোষের অন্যান্য প্রক্রিয়াগুলিতে হস্তক্ষেপ করে না। উদাহরণস্বরূপ, ড্রোসোফিলায় জি. এ. এল. 4/ইউ. এ. এস-নিয়ন্ত্রিত ট্রান্সজেনগুলি পিগমেন্ট ডিসপারসিং ফ্যাক্টর (পি. ডি. এফ) নামে পরিচিত ছন্দময় সার্কাডিয়ান আউটপুটে ছন্দময় আচরণ তৈরি করতে গ্লিয়াল অভিব্যক্তি পরিবর্তন করতে ব্যবহৃত হয়েছে। যাইহোক, কিছু গবেষণা ইঙ্গিত দিয়েছে যে ড্রোসোফিলায় জিএএল4-এর অতিরিক্ত প্রকাশের পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া হতে পারে, সম্ভবত ইমিউন এবং স্ট্রেস প্রতিক্রিয়াগুলির সাথে সম্পর্কিত যা মূলত একটি এলিয়েন প্রোটিন। আফ্রিকান নখওয়ালা ব্যাঙ জেনোপাস এবং জেব্রাফিশের মতো ড্রোসোফিলা ছাড়াও জীবের জিন অভিব্যক্তি অধ্যয়নের জন্যও জিএএল4-ইউএএস পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়েছে। জি. এ. এল. 4/ইউ. এ. এস পদ্ধতিটি টু-হাইব্রিড স্ক্রিনিং-এও ব্যবহৃত হয়, যা ডি. এন. এ-র সঙ্গে দুটি প্রোটিন বা একটি প্রোটিনের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া সনাক্ত করার একটি পদ্ধতি। সম্প্রসারণ গ্যাল4 অভিব্যক্তিটিকে "ছেদ কৌশল"-এর মাধ্যমে আরও নির্দিষ্ট করা যেতে পারে। এগুলি দুটি ভিন্ন জি. এ. এল. 4 লাইনকে একত্রিত করতে পারে-যেমন, এ এবং বি-এমনভাবে যে জি. এ. এল. 4 শুধুমাত্র সেই কোষে প্রকাশ করা হয় যা লাইন এ-তে থাকে কিন্তু লাইন বি-তে নয়, অথবা যেগুলি লাইন এ এবং বি উভয় লাইনেই থাকে। অভ্যন্তরীণভাবে বিরল জিএএল4 লাইনের সাথে মিলিত হলে, এটি খুব নির্দিষ্ট নির্বাচন প্রদান করে, যা প্রায়শই একটি একক কোষের প্রকারের মধ্যে সীমাবদ্ধ থাকে। অসুবিধাটি হ 'ল কমপক্ষে তিনটি স্বাধীন সন্নিবেশ সাইটের প্রয়োজন হয়, তাই লাইনগুলিকে অবশ্যই বিভিন্ন এবং স্বাধীন সন্নিবেশ সাইট ব্যবহার করতে হবে এবং পছন্দসই চূড়ান্ত জীব তৈরি করতে একক ক্রসের চেয়ে বেশি প্রয়োজন। এটি গবেষণার একটি অত্যন্ত সক্রিয় ক্ষেত্র, এবং এই ধরনের অনেক আন্তঃসংযোগ কৌশল রয়েছে, যার মধ্যে দুটি নীচে আলোচনা করা হয়েছে। যে কোষগুলি লাইন এ-তে রয়েছে কিন্তু লাইন বি-তে নেই, সেগুলিতে জি এ এল 4 অভিব্যক্তি তৈরি করার একটি উপায় হল জি এ এল 4 প্রকাশ করার জন্য লাইন এ তৈরি করা এবং গ্যাল 80 প্রকাশ করার জন্য লাইন বি তৈরি করা, যা একটি জি এ এল 4 প্রতিরোধক। অতএব, শুধুমাত্র এ-তে থাকা কিন্তু বি-তে নয় এমন কোষগুলিতে সক্রিয় জি. এ. এল4 থাকবে, যা তখন রিপোর্টার জিনকে চালিত করতে পারে। শুধুমাত্র এ এবং বি উভয়ের মধ্যে থাকা কোষে জিএএল4 প্রকাশ করার জন্য "স্প্লিট-জিএএল4" নামক একটি কৌশল ব্যবহার করা যেতে পারে। লাইন এ জি এ এল 4 প্রোটিনের অর্ধেক প্রকাশ করার জন্য তৈরি করা হয়, যা নিজেই নিষ্ক্রিয়। একইভাবে, লাইন বি GAL4-এর অন্য অর্ধেককে প্রকাশ করার জন্য তৈরি করা হয়েছে, যা নিজেই নিষ্ক্রিয়। শুধুমাত্র উভয় লাইনে থাকা কোষগুলি উভয় অংশ তৈরি করে, যা লিউসিন জিপার দ্বারা জি. এ. এল 4-এ স্ব-একত্রিত হয় এবং রিপোর্টার জিনকে সক্রিয় করে। তথ্যসূত্র জেনেটিক্স