Ligify 2.0: A web server for predicted small molecule biosensors

कल्पना कीजिए कि आपके पास सूक्ष्म "सुरक्षा गार्डों" का एक विशाल पुस्तकालय है जो बैक्टीरिया के भीतर रहते हैं। इन गार्डों को ट्रांसक्रिप्शन फैक्टर्स (TFs) कहा जाता है। उनका काम बैक्टीरिया कोशिका के भीतर गश्त लगाना और विशिष्ट रासायनिक चाबियों (छोटे अणुओं) की तलाश करना है। जब एक गार्ड को अपनी मिलान वाली चाबी मिलती है, तो वह कोशिका के भीतर एक दरवाजा खोल देता है, जिससे एक प्रतिक्रिया शुरू होती है। वैज्ञानिक इन गार्डों को बहुत पसंद करते हैं क्योंकि उन्हें बायोसेंसर—ऐसे उपकरण के रूप में उपयोग किया जा सकता है जो हमें बताता है कि क्या कोई विशिष्ट रसायन मौजूद है।

हालाँकि, एक बहुत बड़ी समस्या है: जबकि हम कुछ हज़ार इन गार्डों को जानते हैं, लाखों ऐसे गार्ड बैक्टीरिया के जीनोम में छिपे हुए हैं जिनसे हम कभी मिले ही नहीं। हमें नहीं पता कि वे किस रासायनिक चाबी की तलाश कर रहे हैं।

पेश है "लिगीफाई 2.0" (Ligify 2.0), एक नया डिजिटल जासूस टूल।

मूल लिगीफाई पद्धति को एक स्मार्ट एल्गोरिदम के रूप में सोचें जो उस पड़ोस को देखता है जहाँ एक गार्ड रहता है (उसका जीनोम संदर्भ) और उसके पड़ोसी द्वारा उपयोग किए जाने वाले औजारों (एंजाइम प्रतिक्रियाओं) को देखता है ताकि यह अनुमान लगाया जा सके कि वह गार्ड किस रासायनिक चाबी का इंतजार कर रहा है। लिगीफाई 2.0 वह आधुनिक वेब सर्वर है जो इस जासूसी काम को आपके ब्राउज़र में लाता है।

यहाँ बताया गया है कि यह टूल वास्तव में क्या करता है:

• महान मेलमिलाप (The Great Matchmaking): शोधकर्ताओं ने इस टूल का उपयोग ज्ञात 10,965 रासायनिक प्रतिक्रियाओं के एक विशाल डेटाबेस को स्कैन करने के लिए किया। उन्होंने एक सुपर-फास्ट मैचमेकर की तरह काम किया, 3,164 विभिन्न बैक्टीरिया गार्डों को 1,362 विभिन्न रासायनिक चाबियों के साथ जोड़ा। कुल मिलाकर, उन्होंने गार्डों और चाबियों के बीच 13,435 नए "परिकल्पित मुलाकातों" (भविdtations/predictions) को उत्पन्न किया, जिन्हें वैज्ञानिक पहले नहीं जानते थे।
• इंटरैक्टिव डैशबोर्ड: वेबसाइट (ligify.groov.bio) केवल नामों की सूची नहीं है। यह प्रत्येक गार्ड के लिए एक 3D संग्रहालय प्रदर्शनी की तरह है। जब आप किसी विशिष्ट गार्ड पर क्लिक करते हैं, तो आप देख सकते हैं:
  • वह रासायनिक चाबी कैसी दिखती है (3D संरचना)।
  • गार्ड कैसा दिखता है (इंटरैक्टिव प्रोटीन संरचना)।
  • बैक्टीरिया के पड़ोस में गार्ड कहाँ रहता है (जीनोम संदर्भ)।
  • कंप्यूटर कितना आश्वस्त है कि यह मिलान वास्तविक है।
• ब्लूप्रिंट बिल्डर: जो लोग इन गार्डों का उपयोग करना चाहते हैं, उनके लिए साइट में एक "प्लाज्मिड बिल्डर" शामिल है। इसे एक LEGO निर्देश मैनुअल जनरेटर के रूप में समझें। यह उपयोगकर्ताओं को उन जेनेटिक सर्किटों को डिजाइन करने में मदद करता है जिनकी आवश्यकता इन नए बायोसेंसर्स को बैक्टीरिया में स्थापित करने के लिए होती है।
• वास्तविक दुनिया का प्रमाण: टूल काम करता है, यह साबित करने के लिए, टीम ने दो खतरनाक बैक्टीरिया पर परीक्षण किया: E. coli O157:H7 और Mycobacterium abscessus। टूल ने भविष्यवाणी की कि E. coli में एक विशिष्ट गार्ड 4-हाइड्रॉक्सीबेंजोएट (4-hydroxybenzoate) नामक रसायन की तलाश कर रहा था, और Mycobacterium में एक गार्ड स्यूडोमोनास क्विनोलोन सिग्नल (Pseudomonas Quinolone Signal) नामक संकेत की तलाश कर रहा था। वैज्ञानिकों ने फिर लैब में जाकर पुष्टि की कि, हाँ, ये गार्ड वास्तव में उन विशिष्ट रसायनों के प्रति प्रतिक्रिया करते हैं।

संक्षेप में: लिगीफाई 2.0 एक वेब-आधारित टूलकिट है जो वैज्ञानिकों को बैक्टीरिया के सुरक्षा गार्डों के लिए "खोई हुई चाबियाँ" खोजने में मदद करता है। यह भारी मात्रा में जटिल डेटा को आसान-से-दृश्यमान मानचित्रों में बदल देता है और इन खोजों को काम करने वाले रासायनिक सेंसरों में बदलने के ब्लूप्रिंट प्रदान करता है।