Mycobacteriophage
માયકોબેક્ટેરિઓફેજ એ બેક્ટેરિયોફેજના જૂથના સભ્ય છે જે યજમાન બેક્ટેરિયલ પ્રજાતિઓ તરીકે માયકોબેક્ટેરિયા ધરાવે છે. જ્યારે મૂળરૂપે બેક્ટેરિયાની પ્રજાતિઓ માયકોબેક્ટેરિયમ સ્મેગ્મેટીસ અને માયકોબેક્ટેરિયમ ટ્યુબરક્યુલોસિસ, ક્ષય રોગના કારક એજન્ટથી અલગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે 4,200 થી વધુ માયકોબેક્ટેરિયોફેજને વિવિધ પર્યાવરણીય અને તબીબી સ્રોતોમાંથી અલગ કરવામાં આવ્યા છે. 2, 042 સંપૂર્ણપણે અનુક્રમિત કરવામાં આવ્યા છે. માયકોબેક્ટેરિઓફેજેઝ વાયરલ લાઇસોજેની અને વિવિધ આકારવિજ્ઞાન અને ઘણા ફેજ પ્રકારોની આનુવંશિક ગોઠવણીની લાક્ષણિકતાના ઉદાહરણો તરીકે સેવા આપી છે. અત્યાર સુધી મળી આવેલા તમામ માયકોબેક્ટેરિઓફેજમાં ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ જીનોમ હોય છે અને તેમની રચના અને દેખાવ દ્વારા તેમને સિફોવિરિડે અથવા માયોવિરિડેમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવ્યા છે. 1947માં માયકોબેક્ટેરિયમ સ્મેગ્મેટિસને ચેપ લગાડતું જોવા મળતું બેક્ટેરિયોફેજ એ માયકોબેક્ટેરિયોફેજનું પ્રથમ દસ્તાવેજી ઉદાહરણ હતું. તે મૂળરૂપે ભેજવાળા ખાતરમાં ઉગતા બેક્ટેરિયાના સંવર્ધનમાં જોવા મળ્યું હતું. એમ. ટ્યુબરક્યુલોસિસને ચેપ લગાડનાર પ્રથમ બેક્ટેરિયોફેજની શોધ 1954માં થઈ હતી. વિવિધતા હજારો માયકોબેક્ટેરિયોફેજને એક જ યજમાન તાણ, માયકોબેક્ટેરિયમ સ્મેગમેટીસ એમસી2155 નો ઉપયોગ કરીને અલગ કરવામાં આવ્યા છે, જેમાંથી 1400 થી વધુને સંપૂર્ણપણે અનુક્રમિત કરવામાં આવ્યા છે. આ મોટે ભાગે પર્યાવરણીય નમૂનાઓમાંથી છે, પરંતુ માયકોબેક્ટેરિઓફેજને ક્ષય રોગના દર્દીઓના મળના નમૂનાઓમાંથી પણ અલગ કરવામાં આવ્યા છે, જો કે તેનો ક્રમ હજુ બાકી છે. લગભગ 30 અલગ પ્રકારો (ક્લસ્ટર્સ કહેવાય છે, અથવા જો તેમના કોઈ સંબંધી ન હોય તો સિંગલેટન્સ) કે જે ન્યુક્લિયોટાઇડ અનુક્રમમાં થોડી સમાનતા ધરાવે છે તેની ઓળખ કરવામાં આવી છે. ઘણા ક્લસ્ટરો પૂરતી વિવિધતામાં ફેલાયેલા છે જે જીનોમ પેટા ક્લસ્ટરોમાં વિભાજનની બાંયધરી આપે છે (આકૃતિ 1). સરેરાશ 64 ટકા (એમ. સ્મેગમેટીસ એ 67.3% છે) સાથે, 50.3% થી 70 ટકા સુધીની એકંદર ગુઆનાઇન વત્તા સાયટોસિન સામગ્રી (GC%) માં પણ નોંધપાત્ર શ્રેણી છે. આમ, ફેજ GC% તેના યજમાન સાથે મેળ ખાતું નથી, અને કોડન વપરાશ રૂપરેખાઓનું પરિણામી મેળ ખાતું નથી તે હાનિકારક લાગતું નથી. કારણ કે હાલના સંગ્રહ સાથે વ્યાપક ડીએનએ સમાનતાનો અભાવ ધરાવતા નવા માયકોબેક્ટેરિયોફેજ હજુ પણ શોધવામાં આવી રહ્યા છે, અને ઓછામાં ઓછા સાત સિંગલેટોન છે જેના માટે કોઈ સંબંધીઓને અલગ કરવામાં આવ્યા નથી, તેથી આપણે હજુ સુધી આ ચોક્કસ વસ્તીની વિવિધતાને સ્પષ્ટ રીતે પૂર્ણ કરી નથી. > 50,000 જનીનોના સંગ્રહને> 3,900 જૂથો (કહેવાતા પરિવારો, એટલે કે. ફેજ પ્રોટીન પરિવારો) તેમના વહેંચાયેલ એમિનો એસિડ ક્રમ અનુસાર. આમાંના મોટાભાગના પરિવારો (~75%) પાસે માયકોબેક્ટેરિયોફેજની બહાર હોમોલોગ નથી અને તે અજ્ઞાત કાર્ય કરે છે. માયકોબેક્ટેરિઓફેજ જાઇલ્સ સાથેના આનુવંશિક અભ્યાસો દર્શાવે છે કે 45 ટકા જનીનો લાઇટિક વૃદ્ધિ માટે બિનજરૂરી છે. મે 2023 સુધીમાં, ફેજેસડીબી વેબસાઇટ 12579 નોંધાયેલા માયકોબેક્ટેરિઓફેજની યાદી આપે છે, જેમાંથી 2257 અનુક્રમિત કરવામાં આવ્યા છે. અનુક્રમિત ફેજનો લગભગ એક તૃતીયાંશ ભાગ સમૂહ "એ" માં આવે છે, જેમાં એલ5 હોય છે. વર્ગીકરણ ફેજડીબી દ્વારા ક્લસ્ટરિંગ પરિણામોને અનુરૂપ, માયકોબેક્ટેરિયોફેજ આઇ. સી. ટી. વી. ના વાયરસ વર્ગીકરણ વૃક્ષ પર ઘણા સ્થળોએ વહેંચાયેલા છે. કેટલાક ઉદાહરણો છેઃ ફેજ એલ5 અને તેના સંબંધીઓને ફ્રોમેનવાયરસ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવ્યા છે. માયકોબેક્ટેરિયમ વાયરસ એલ5 જુઓ. ઝોએજે અને ટીએમ4ને ટિમક્વાટ્રોવાયરસ (ટીએમ4 પરથી નામ આપવામાં આવ્યું છે) તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવ્યા છે. ફેજ "કોર્નડોગ" ને કોર્નડોગવાયરસ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. યજમાન શ્રેણી યજમાન શ્રેણીનું વિશ્લેષણ દર્શાવે છે કે એમ. સ્મેગમેટીસમાંથી તમામ માયકોબેક્ટેરિઓફેજ અન્ય તાણને ચેપ લગાડતા નથી અને માત્ર ક્લસ્ટર કેમાં અને ક્લસ્ટર એ ના અમુક પેટા ક્લસ્ટરોમાં એમ. ટ્યુબરક્યુલોસિસને અસરકારક રીતે ચેપ લગાડે છે (આકૃતિ 1). જો કે, મ્યુટન્ટ્સને કેટલાક ફેજીસથી સરળતાથી અલગ કરી શકાય છે જે આ અન્ય તાણને ચેપ લગાડવા માટે તેમની યજમાન શ્રેણીને વિસ્તૃત કરે છે. જો કે, યજમાન શ્રેણીનો પરમાણુ આધાર ચોક્કસ જનીનોના વર્તન અને હાજરી પર આધાર રાખે છે. આનાથી જનીન પરિવારો અને પસંદગીના યજમાન વચ્ચે સહસંબંધની સંભાવના વધે છે. માયકોબેક્ટેરિઓફેજ ચેપના ક્ષેત્રોને તેની સંપૂર્ણતામાં સમજી શકાતા નથી કારણ કે તેમાં રીસેપ્ટરની ઉપલબ્ધતા, પ્રતિબંધ-ફેરફાર, ગર્ભપાત ચેપ અને વધુ સહિત વિવિધ પદ્ધતિઓનો સમાવેશ થાય છે. આ પદ્ધતિઓ ક્લસ્ટર્ડ રેગ્યુલેટરી ઇન્ટરસ્પેસ્ડ શોર્ટ પેલિન્ડ્રોમિક રિપીટ્સ (સી. આર. આઈ. એસ. પી. આર.) અને ટ્રાન્સલેશનલ ઉપકરણમાં ફેરફાર જેવી ઘણી પ્રક્રિયાઓ દ્વારા મધ્યસ્થી કરી શકાય છે. ફેજીસ આ અવરોધોને વિકસિત કરીને, સ્વયંસ્ફુરિત પરિવર્તન અને વૈવિધ્યકરણ દ્વારા દૂર કરે છે. જીનોમ આર્કિટેક્ચર પ્રથમ અનુક્રમિત માયકોબેક્ટેરિઓફેજ જીનોમ 1993માં માયકોબેક્ટેરિઓફેજ એલ5નો હતો. પછીના વર્ષોમાં સેંકડો વધારાના જીનોમ અનુક્રમિત કરવામાં આવ્યા છે. માયકોબેક્ટેરિઓફેજમાં અત્યંત મોઝેક જીનોમ હોય છે. તેમના જીનોમ સિક્વન્સ ફેજીસ અને ફેજીસ અને તેમના માયકોબેક્ટેરિયલ યજમાનો વચ્ચે વ્યાપક આડી આનુવંશિક સ્થાનાંતરણના પુરાવા દર્શાવે છે. આ શ્રેણીઓની સરખામણીએ પ્રકૃતિમાં આ પ્રકારના આનુવંશિક આદાનપ્રદાન કેટલી વાર થઈ શકે છે તે સમજાવવામાં મદદ કરી છે, તેમજ ફેજેસ બેક્ટેરિયાની પેથોજેનિસિટીમાં કેવી રીતે ફાળો આપી શકે છે. 60 માયકોબેક્ટેરિઓફેજની પસંદગીને અલગ કરવામાં આવી હતી અને 2009માં તેમના જીનોમને અનુક્રમિત કરવામાં આવ્યા હતા. આ જીનોમ સિક્વન્સને ફેજીસ વચ્ચેની સમાનતા નક્કી કરવા અને તેમની આનુવંશિક વિવિધતાનું અન્વેષણ કરવાના પ્રયાસરૂપે ઘણી પદ્ધતિઓ દ્વારા ક્લસ્ટરોમાં જૂથબદ્ધ કરવામાં આવ્યા હતા. ફેજની અડધાથી વધુ પ્રજાતિઓ મૂળરૂપે પિટ્સબર્ગ, પેન્સિલવેનિયામાં અથવા તેની નજીક મળી આવી હતી, જોકે અન્ય યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સના અન્ય સ્થળો, ભારત અને જાપાનમાં મળી આવી હતી. વિવિધ વૈશ્વિક મૂળના માયકોબેક્ટેરિઓફેજ પ્રજાતિઓના જીનોમમાં કોઈ અલગ તફાવત જોવા મળ્યો ન હતો. માયકોબેક્ટેરિઓફેજ જીનોમ્સમાં જીનોમના અન્ય ઘટકોની તુલનામાં વધુ ઝડપી આનુવંશિક પ્રવાહમાંથી પસાર થતા જનીનોના સબસેટ હોવાનું જાણવા મળ્યું છે. આ "ઝડપી પ્રવાહ" જનીનો માયકોબેક્ટેરિઓફેજ વચ્ચે વધુ વખત આદાનપ્રદાન થાય છે અને સરેરાશ માયકોબેક્ટેરિઓફેજ જનીન કરતાં અનુક્રમમાં 50 ટકા ટૂંકા હોય છે. એપ્લિકેશન્સ ઐતિહાસિક રીતે, માયકોબેક્ટેરિઓફેજનો ઉપયોગ "ટાઇપ" કરવા માટે કરવામાં આવે છે (એટલે કે. "નિદાન કરો") માયકોબેક્ટેરિયા, કારણ કે દરેક ફેજ માત્ર એક અથવા થોડા બેક્ટેરિયલ તાણને ચેપ લગાડે છે. 1980 ના દાયકામાં ફેજને તેમના યજમાનોને આનુવંશિક રીતે ચાલાકી કરવાના સાધનો તરીકે શોધવામાં આવ્યા હતા. દાખલા તરીકે, ફેજ TM4 નો ઉપયોગ શટલ ફેસ્મિડ્સ બનાવવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો જે એસ્ચેરીચીયા કોલીમાં મોટા કોસ્મિડ્સ તરીકે અને માયકોબેક્ટેરિયામાં ફેજેસ તરીકે પ્રતિકૃતિ બનાવે છે. શટલ ફેસ્મિડ્સને ઇ. કોલીમાં હેરફેર કરી શકાય છે અને તેનો ઉપયોગ માઇકોબેક્ટેરિયામાં વિદેશી ડીએનએને અસરકારક રીતે દાખલ કરવા માટે થાય છે. મનુષ્યમાં માયકોબેક્ટેરિયલ ચેપને સમજવા અને તેની સામે લડવા માટે માયકોબેક્ટેરિયલ યજમાનો સાથેના ફેજીસ ખાસ કરીને ઉપયોગી હોઈ શકે છે. એન્ટિબાયોટિક પ્રતિકાર માટે એમ. ટ્યુબરક્યુલોસિસના તાણની તપાસ કરવા માટે રિપોર્ટર જનીન વહન કરતી માયકોબેક્ટેરિયોફેજનો ઉપયોગ કરવા માટે એક પ્રણાલી વિકસાવવામાં આવી છે. ભવિષ્યમાં, માયકોબેક્ટેરિયોફેજનો ઉપયોગ ફેજ ઉપચાર દ્વારા ચેપનો ઉપચાર કરવા માટે થઈ શકે છે. 2019 માં એવું નોંધવામાં આવ્યું હતું કે સિસ્ટિક ફાઇબ્રોસિસ અને પ્રસારિત એમ. ફોલ્લો સબસ્પ ધરાવતી 15 વર્ષની છોકરીને દરરોજ બે વાર ત્રણ માયકોબેક્ટેરિઓફેજ નસમાં આપવામાં આવ્યા હતા. ફેફસાના પ્રત્યારોપણ પછી થયેલો માસિલિઅન્સ ચેપ. દર્દીને સારવારથી સ્પષ્ટ ફાયદો થયો હતો, અને એન્ટિબાયોટિક્સ સાથે જોડાયેલી ફેજ સારવારને ઘણા વર્ષો સુધી લંબાવવામાં આવી હતી. 2022માં એવું નોંધવામાં આવ્યું હતું કે બે માયકોબેક્ટેરિઓફેજ દરરોજ બે વાર સારવાર-પ્રત્યાવર્તન એમ. ફોલ્લો સબસ્પ ધરાવતા યુવાનને નસમાં આપવામાં આવ્યા હતા. ફોલ્લો ફેફસાના ચેપ અને ગંભીર સિસ્ટિક ફાઇબ્રોસિસ ફેફસાના રોગ. સંયુક્ત ફેજ અને એન્ટિબાયોટિક સારવારના આશરે 100 દિવસ પછી એમ. ફોલ્લો માટે એરવે કલ્ચર નકારાત્મક બની ગયા હતા અને વિવિધ બાયોમાર્કરોએ ઉપચારાત્મક પ્રતિક્રિયાની પુષ્ટિ કરી હતી. 379 દિવસની સારવાર પછી વ્યક્તિને દ્વિપક્ષી ફેફસાનું પ્રત્યારોપણ મળ્યું, અને ફેફસાના ફેલાયેલા પેશીઓના સંવર્ધનથી બેક્ટેરિયાના નાબૂદીની પુષ્ટિ થઈ. સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ માયકોબેક્ટેરિઓફેજ ડેટાબેઝ