Human artificial chromosome
انسانی مصنوعی کروموسوم (ایچ اے سی) ایک مائیکرو کروموسوم ہے جو انسانی خلیوں کی آبادی میں ایک نئے کروموسوم کے طور پر کام کر سکتا ہے۔ یعنی 46 کروموسوم کے بجائے خلیے میں 47 ہو سکتے ہیں جن میں 47 واں بہت چھوٹا ہو سکتا ہے، قدرتی کروموسوم کے لیے 50-250 Mb کے بجائے تقریبا 6-10 میگا بیس (Mb) سائز میں ہو سکتے ہیں، اور انسانی محققین کے ذریعے متعارف کرائے گئے نئے جین لے جانے کے قابل ہو سکتے ہیں۔ مثالی طور پر، محققین مختلف جینوں کو مربوط کر سکتے ہیں جو بیماری کے دفاع سمیت مختلف افعال انجام دیتے ہیں۔ ٹرانسجین بنانے کے متبادل طریقے، جیسے خمیر مصنوعی کروموسوم اور بیکٹیریل مصنوعی کروموسوم کا استعمال، غیر متوقع مسائل کا باعث بنتا ہے۔ ان ویکٹروں کے ذریعہ متعارف کرایا گیا جینیاتی مواد نہ صرف اظہار کی مختلف سطحوں کی طرف لے جاتا ہے، بلکہ داخل ہونے سے اصل جینوم میں بھی خلل پڑتا ہے۔ ایچ اے سی اس سلسلے میں مختلف ہیں، کیونکہ وہ مکمل طور پر الگ کروموسوم ہیں۔ موجودہ جینیاتی مواد سے یہ علیحدگی یہ فرض کرتی ہے کہ کوئی داخل شدہ تغیرات پیدا نہیں ہوں گے۔ یہ استحکام اور درستگی ایچ اے سی کو دوسرے طریقوں جیسے وائرل ویکٹر، وائی اے سی، اور بی اے سی کے مقابلے میں بہتر بناتی ہے۔ ایچ اے سی وائرل ویکٹرز کے مقابلے میں زیادہ ڈی این اے (بشمول پروموٹرز اور کاپی نمبر کی تغیرات) کی فراہمی کی اجازت دیتے ہیں۔ خمیر مصنوعی کروموسوم اور بیکٹیریل مصنوعی کروموسوم انسانی مصنوعی کروموسوم سے پہلے بنائے گئے تھے، جو پہلی بار 1997 میں تیار کیے گئے تھے۔ ایچ اے سی اظہار کے مطالعے میں جین ٹرانسفر ویکٹر کے طور پر، انسانی کروموسوم فنکشن کو واضح کرنے کے آلے کے طور پر، اور انسانی جینوم کو فعال طور پر تشریح کرنے کے طریقہ کار کے طور پر مفید ہیں۔ ایچ اے سی کو پہلی بار 1997 میں انسانی ایچ ٹی 1080 خلیوں میں ٹیلومیرک اور جینومک ڈی این اے میں الفا سیٹلائٹ ڈی این اے شامل کرکے بنایا گیا تھا۔ اس کے نتیجے میں ایک مکمل طور پر نیا مائکرو کروموسوم پیدا ہوا جس میں دلچسپی کا ڈی این اے موجود تھا، نیز ایسے عناصر جو اسے ساختی اور مائٹوٹک طور پر مستحکم ہونے کی اجازت دیتے ہیں، جیسے کہ ٹیلومیرک اور سینٹرومیرک ترتیبات۔ نووو ایچ اے سی کی تشکیل میں دشواری کی وجہ سے، یہ طریقہ بڑی حد تک ترک کر دیا گیا ہے۔ تعمیراتی طریقے انسانی مصنوعی کروموسوم ویکٹر کی تخلیق کے لیے فی الحال دو قبول شدہ ماڈل ہیں۔ پہلا یہ ہے کہ قدرتی انسانی کروموسوم کو تبدیل کر کے ایک چھوٹا سا منی کروموسوم بنایا جائے۔ یہ قدرتی کروموسوم کو کاٹ کر پورا کیا جاتا ہے، اس کے بعد ریکومبینیشن کے کری-لوکس سسٹم کے ذریعے منفرد جینیاتی مواد کا تعارف ہوتا ہے۔ دوسرے طریقہ کار میں نوول کروموسوم ڈی نووو کی لفظی تخلیق شامل ہے۔ نووو ایچ اے سی کی تشکیل کے حوالے سے پیش رفت محدود رہی ہے، کیونکہ بہت سے بڑے جینومک ٹکڑے نووو ویکٹرز میں کامیابی سے ضم نہیں ہوں گے۔ نووو ویکٹر کی تشکیل کو محدود کرنے والا ایک اور عنصر اس بات کا محدود علم ہے کہ تعمیر کے لیے کون سے عناصر کی ضرورت ہے، خاص طور پر سینٹرومیرک ترتیبات۔ تاہم، سینٹرومیرک ترتیبات سے متعلق چیلنجوں پر قابو پانا شروع ہو گیا ہے۔ 2009 کے ایک مطالعے میں ایچ اے سی کے اضافی فوائد دکھائے گئے ہیں، یعنی ان کی انتہائی بڑے جینومک ٹکڑوں کو مستحکم کرنے کی صلاحیت۔ محققین نے 2.4Mb ڈسٹروفین جین کو شامل کیا، جس میں ایک تغیر ڈیوچن مسکولر ڈسٹروفی کا ایک اہم وجہ عنصر ہے۔ نتیجے میں ایچ اے سی مائٹوٹک طور پر مستحکم تھا، اور چیمیرک چوہوں میں ڈسٹروفین کا صحیح اظہار کیا گیا۔ ڈسٹروفین کو صحیح طریقے سے ظاہر کرنے کی پچھلی کوششیں ناکام ہو چکی ہیں۔ اس کے بڑے سائز کی وجہ سے، اسے پہلے کبھی بھی کامیابی کے ساتھ ویکٹر میں ضم نہیں کیا گیا ہے۔ 2010 میں، 21 ایچ اے سی نامی ایک بہتر انسانی مصنوعی کروموسوم کی اطلاع ملی تھی۔ 21 ایچ اے سی انسانی کروموسوم 21 کی چھڑی ہوئی کاپی پر مبنی ہے، جس سے 5 ایم بی لمبائی کا کروموسوم تیار ہوتا ہے۔ کروموسوم 21 کی کٹائی کے نتیجے میں ایک انسانی مصنوعی کروموسوم پیدا ہوا جو مائٹوٹک طور پر مستحکم تھا۔ 21 ایچ اے سی کو مختلف اقسام (چوہوں، مرغیوں، انسانوں) کے خلیوں میں منتقل کرنے میں بھی کامیاب رہا۔ 21 ایچ اے سی کا استعمال کرتے ہوئے، محققین ٹیومر کے خلیوں میں ہرپس سمپلیکس وائرس تھائمیڈائن کینیز کوڈنگ جین داخل کرنے میں کامیاب ہوئے۔ یہ "خودکشی جین" بہت سی اینٹی وائرل ادویات کو فعال کرنے کے لیے ضروری ہے۔ ان ٹارگٹڈ ٹیومر خلیوں کو کامیابی کے ساتھ، اور منتخب طور پر، صحت مند خلیوں سمیت آبادی میں اینٹی وائرل ڈرگ گینسیکلوویر کے ذریعے ختم کیا گیا۔ یہ تحقیق جین تھراپی میں ایچ اے سی کے استعمال کے لیے مختلف مواقع کھولتی ہے۔ 2011 میں، محققین نے کروموسوم 14 کو کاٹ کر ایک انسانی مصنوعی کروموسوم بنایا۔ اس کے بعد جینیاتی مواد کو کری-لوکس ریکومبینیشن سسٹم کا استعمال کرتے ہوئے متعارف کرایا گیا۔ یہ خاص مطالعہ موجودہ جینومک ڈی این اے کے کچھ حصوں کو چھوڑ کر اظہار کی سطح میں ہونے والی تبدیلیوں پر مرکوز تھا۔ موجودہ ٹیلومیرک اور ذیلی ٹیلومیرک ترتیبات کو چھوڑ کر، محققین erythropoietin کی پیداوار کے لیے جین کوڈنگ کے اظہار کی سطح کو 1000 گنا سے زیادہ بڑھانے میں کامیاب ہوئے۔ اس کام میں جین تھراپی کے بڑے مضمرات بھی ہیں، کیونکہ erythropoietin سرخ خون کے خلیوں کی تشکیل کو کنٹرول کرتا ہے۔ ایچ اے سی کا استعمال ٹرانسجینک جانوروں کو بنانے کے لیے کیا گیا ہے جو انسانی بیماری کے جانوروں کے نمونوں کے طور پر اور علاج کی مصنوعات کی تیاری کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ پلاسمڈ کاسمڈ فوسمڈ حوالہ جات سالماتی حیاتیات بھی دیکھیں۔