Human artificial chromosome
மனித செயற்கை குரோமோசோம் (எச்ஏசி) என்பது ஒரு மைக்ரோக்ரோமோசோம் ஆகும், இது மனித உயிரணுக்களின் எண்ணிக்கையில் ஒரு புதிய குரோமோசோமாக செயல்பட முடியும். அதாவது, 46 குரோமோசோம்களுக்குப் பதிலாக, 47 வது மிகவும் சிறியதாகவும், இயற்கையான குரோமோசோம்களுக்கு 50-250 Mb க்கு பதிலாக தோராயமாக 6-10 மெகாபேஸ்கள் (Mb) அளவிலும், மனித ஆராய்ச்சியாளர்களால் அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட புதிய மரபணுக்களைக் கொண்டு செல்ல முடியும். வெறுமனே, ஆராய்ச்சியாளர்கள் நோய் பாதுகாப்பு உட்பட பல்வேறு செயல்பாடுகளைச் செய்யும் வெவ்வேறு மரபணுக்களை ஒருங்கிணைக்க முடியும். ஈஸ்ட் செயற்கை குரோமோசோம்கள் மற்றும் பாக்டீரியா செயற்கை குரோமோசோம்களைப் பயன்படுத்துவது போன்ற டிரான்ஸ்ஜென்களை உருவாக்கும் மாற்று முறைகள் கணிக்க முடியாத சிக்கல்களுக்கு வழிவகுக்கின்றன. இந்த திசையன்களால் அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட மரபணு பொருள் வெவ்வேறு வெளிப்பாடு நிலைகளுக்கு வழிவகுப்பது மட்டுமல்லாமல், செருகல்கள் அசல் மரபணுவை சீர்குலைக்கின்றன. எச். ஏ. சி. க்கள் முற்றிலும் தனித்தனி குரோமோசோம்கள் என்பதால் இந்த விஷயத்தில் வேறுபடுகின்றன. தற்போதுள்ள மரபணு பொருட்களிலிருந்து இந்த பிரிப்பு எந்த செருகும் பிறழ்வுகளும் எழாது என்று கருதுகிறது. இந்த நிலைத்தன்மை மற்றும் துல்லியம் எச். ஏ. சி. க்களை வைரஸ் திசையன்கள், ஒய். ஏ. சி. க்கள் மற்றும் பி. ஏ. சி. க்கள் போன்ற பிற முறைகளை விட விரும்பத்தக்கதாக ஆக்குகிறது. எச். ஏ. சி. க்கள் வைரஸ் திசையன்களுடன் சாத்தியமானதை விட அதிக டிஎன்ஏவை (விளம்பரதாரர்கள் மற்றும் நகல்-எண் மாறுபாடு உட்பட) வழங்க அனுமதிக்கின்றன. 1997 ஆம் ஆண்டில் முதன்முதலில் உருவாக்கப்பட்ட மனித செயற்கை குரோமோசோம்களுக்கு முன்பு ஈஸ்ட் செயற்கை குரோமோசோம்கள் மற்றும் பாக்டீரியா செயற்கை குரோமோசோம்கள் உருவாக்கப்பட்டன. எச். ஏ. சி. க்கள் மரபணு பரிமாற்ற திசையன்களாகவும், மனித குரோமோசோம் செயல்பாட்டை தெளிவுபடுத்துவதற்கான ஒரு கருவியாகவும், மனித மரபணுவை தீவிரமாக சிறுகுறிப்பு செய்வதற்கான ஒரு முறையாகவும் வெளிப்பாடு ஆய்வுகளில் பயனுள்ளதாக இருக்கும். மனித HT1080 உயிரணுக்களில் டெலோமெரிக் மற்றும் மரபணு டி. என். ஏவில் ஆல்பா-செயற்கைக்கோள் டி. என். ஏவைச் சேர்ப்பதன் மூலம் 1997 ஆம் ஆண்டில் எச். ஏ. சி முதன்முதலில் டி நோவோ கட்டப்பட்டது. இதன் விளைவாக ஆர்வமுள்ள டிஎன்ஏவைக் கொண்ட ஒரு முற்றிலும் புதிய மைக்ரோக்ரோமோசோம் உருவானது, அதே போல் டெலோமெரிக் மற்றும் சென்ட்ரோமெரிக் வரிசைகள் போன்ற கட்டமைப்பு மற்றும் மைட்டோடிக் ரீதியாக நிலையானதாக இருக்க அனுமதிக்கும் கூறுகளும் இருந்தன. டி நோவோ எச்ஏசி உருவாக்கத்தின் சிரமம் காரணமாக, இந்த முறை பெரும்பாலும் கைவிடப்பட்டுள்ளது. கட்டுமான முறைகள் மனித செயற்கை குரோமோசோம் திசையன்களை உருவாக்குவதற்கு தற்போது இரண்டு ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட மாதிரிகள் உள்ளன. முதலாவது, இயற்கையான மனித குரோமோசோமை மாற்றுவதன் மூலம் ஒரு சிறிய மினிக்ரோமோசோமை உருவாக்குவது. இயற்கையான குரோமோசோமை வெட்டுவதன் மூலம் இது நிறைவேற்றப்படுகிறது, அதைத் தொடர்ந்து கிரீ-லாக்ஸ் மறுசீரமைப்பு அமைப்பு மூலம் தனித்துவமான மரபணு பொருளை அறிமுகப்படுத்துகிறது. இரண்டாவது முறை ஒரு புதிய குரோமோசோம் டி நோவோவின் நேரடி உருவாக்கத்தை உள்ளடக்கியது. டி நோவோ எச். ஏ. சி உருவாக்கம் தொடர்பான முன்னேற்றம் குறைவாகவே உள்ளது, ஏனெனில் பல பெரிய மரபணு துண்டுகள் டி நோவோ திசையன்களுடன் வெற்றிகரமாக ஒருங்கிணைக்கப்படாது. டி நோவோ வெக்டர் உருவாக்கத்தைக் கட்டுப்படுத்தும் மற்றொரு காரணி, கட்டுமானத்திற்கு என்ன கூறுகள் தேவைப்படுகின்றன என்பது பற்றிய வரையறுக்கப்பட்ட அறிவு, குறிப்பாக சென்ட்ரோமேரிக் வரிசைகள். இருப்பினும், சென்ட்ரோமெரிக் வரிசைகள் சம்பந்தப்பட்ட சவால்கள் சமாளிக்கத் தொடங்கியுள்ளன. பயன்பாடுகள் ஒரு 2009 ஆய்வு எச். ஏ. சி. களின் கூடுதல் நன்மைகளைக் காட்டியுள்ளது, அதாவது மிக பெரிய மரபணு துண்டுகளை நிலையாக வைத்திருக்கும் திறன். ஆராய்ச்சியாளர்கள் 2.4Mb டிஸ்ட்ரோபின் மரபணுவை இணைத்தனர், இதில் ஒரு பிறழ்வு டுச்சென்னே தசைச் சிதைவுக்கான முக்கிய காரணியாக உள்ளது. இதன் விளைவாக எச். ஏ. சி மைட்டோடிக் ரீதியாக நிலையானதாக இருந்தது, மேலும் சிமெரிக் எலிகளில் டிஸ்ட்ரோபின் சரியாக வெளிப்படுத்தப்பட்டது. டிஸ்ட்ரோஃபினை சரியாக வெளிப்படுத்தும் முந்தைய முயற்சிகள் தோல்வியடைந்தன. அதன் பெரிய அளவு காரணமாக, இது இதற்கு முன்பு ஒரு வெக்டரில் வெற்றிகரமாக ஒருங்கிணைக்கப்படவில்லை. 2010 ஆம் ஆண்டில், 21 எச்ஏசி எனப்படும் சுத்திகரிக்கப்பட்ட மனித செயற்கை குரோமோசோம் பதிவாகியுள்ளது. 21 எச். ஏ. சி மனித குரோமோசோம் 21 இன் அகற்றப்பட்ட நகலை அடிப்படையாகக் கொண்டது, இது 5 எம். பி நீளமுள்ள குரோமோசோமை உருவாக்குகிறது. குரோமோசோம் 21 துண்டிக்கப்பட்டதன் விளைவாக மனித செயற்கை குரோமோசோம் மைட்டோடிக் ரீதியாக நிலையானதாக இருந்தது. 21 எச். ஏ. சி பல்வேறு இனங்களிலிருந்து (எலிகள், கோழிகள், மனிதர்கள்) உயிரணுக்களுக்கு மாற்றப்பட்டது. 21 எச். ஏ. சி. யைப் பயன்படுத்தி, ஆராய்ச்சியாளர்களால் ஹெர்பெஸ் சிம்ப்ளக்ஸ் வைரஸ் தைமிடின் கைனேஸ் குறியீட்டு மரபணுவை கட்டி உயிரணுக்களில் செருக முடிந்தது. இந்த "தற்கொலை மரபணு" பல வைரஸ் தடுப்பு மருந்துகளை செயல்படுத்த தேவைப்படுகிறது. இந்த இலக்கு கட்டி செல்கள் வெற்றிகரமாக, மற்றும் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட, ஆரோக்கியமான செல்கள் உட்பட மக்கள்தொகையில் வைரஸ் தடுப்பு மருந்து கான்சிக்லோவிர் மூலம் நிறுத்தப்பட்டன. இந்த ஆராய்ச்சி மரபணு சிகிச்சையில் எச். ஏ. சி. க்களைப் பயன்படுத்துவதற்கான பல்வேறு வாய்ப்புகளைத் திறக்கிறது. 2011 ஆம் ஆண்டில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் குரோமோசோம் 14 ஐ வெட்டி மனித செயற்கை குரோமோசோமை உருவாக்கினர். பின்னர் கிரீ-லாக்ஸ் மறுசீரமைப்பு முறையைப் பயன்படுத்தி மரபணு பொருள் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது. இந்த குறிப்பிட்ட ஆய்வு தற்போதுள்ள மரபணு டிஎன்ஏவின் சில பகுதிகளை விட்டுச் செல்வதன் மூலம் வெளிப்பாடு நிலைகளில் ஏற்படும் மாற்றங்களில் கவனம் செலுத்தியது. தற்போதுள்ள டெலோமெரிக் மற்றும் சப்-டெலோமெரிக் வரிசைகளை விட்டுச் செல்வதன் மூலம், ஆராய்ச்சியாளர்களால் எரித்ரோபாய்டின் உற்பத்திக்கான மரபணுக்களின் குறியீட்டு வெளிப்பாட்டு அளவை 1000 மடங்கிற்கும் அதிகமாக அதிகரிக்க முடிந்தது. எரித்ரோபாய்டின் சிவப்பு இரத்த அணுக்கள் உருவாவதை கட்டுப்படுத்துவதால், இந்த வேலை பெரிய மரபணு சிகிச்சை தாக்கங்களையும் கொண்டுள்ளது. மனித நோய்களின் விலங்கு மாதிரிகளாகப் பயன்படுத்துவதற்கும், சிகிச்சை தயாரிப்புகளின் உற்பத்திக்கும் மரபணு மாற்றப்பட்ட விலங்குகளை உருவாக்க எச். ஏ. சி. க்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பிளாஸ்மிட் காஸ்மிட் ஃபோஸ்மிட் குறிப்புகள் மூலக்கூறு உயிரியலையும் பார்க்கவும்