A pro-apoptotic selection strategy enables CRISPR screening in mosquitoes and identifies Lachesin as a chikungunya virus entry factor

एक वायरस की सूक्ष्म दुनिया की कल्पना करें जो एक उच्च-सुरक्षा वाले बैंक में घुसने की कोशिश कर रहे एक मास्टर चोर की तरह है। बैंक एक जीवित कोशिका है, और चोर चिकुनगुनिया (Chikungunya) जैसा एक वायरस है। अंदर जाने के लिए, चोर को एक विशिष्ट चाबी की आवश्यकता होती है जो बैंक के सामने के दरवाजे में फिट हो सके। मनुष्यों में, वैज्ञानिकों ने पहले ही ऐसी कई चाबियाँ खोज ली हैं, लेकिन जब बात वायरस को ले जाने वाले मच्छरों की आती है, तो उनके दरवाजे एक रहस्य बने हुए हैं। हम जानते हैं कि वायरस मच्छर से इंसान तक यात्रा करता है, लेकिन हम पूरी तरह से नहीं समझते कि वह सबसे पहले मच्छर की कोशिकाओं में कैसे प्रवेश करता है। यहीं पर "CRISPR स्क्रीनिंग" का विज्ञान काम आता है। CRISPR को आणविक कैंची (molecular scissors) की एक विशाल, सटीक जोड़ी के रूप में सोचें जो एक-एक करके विशिष्ट जीन (कोशिका के भीतर निर्देश मैनुअल) को काट सकती है। अलग-अलग निर्देशों को काटकर और यह देखकर कि कौन से निर्देश वायरस को काम करने से रोकते हैं, वैज्ञानिक यह पता लगा सकते हैं कि वायरस को प्रवेश करने के लिए किन "चाबियों" की आवश्यकता है। हालाँकि, बड़ी चुनौती यह रही है कि मच्छर की कोशिकाओं का परीक्षण करना कठिन होता है; यदि आप एक जीन को काट देते हैं और वायरस उसे अनदेखा कर देता है, तो आपके पास यह बताने का कोई आसान तरीका नहीं होता कि कौन सी कोशिकाएं अभी भी संक्रमित हैं और कौन सी सुरक्षित हैं।

यह शोध पत्र बताता है कि कैसे शोधकर्ताओं ने मच्छरों में चिकुनगुनिया वायरस के लिए लापता चाबियों को खोजने का यह कोड क्रैक किया। टीम को एक पेचीदा समस्या का सामना करना पड़ा: आप उन कोशिकाओं को कैसे पहचानें जिन्होंने सफलतापूर्वक वायरस को रोका है? उनका चतुर समाधान वायरस को कोशिकाओं के लिए एक "सुसाइड बॉम्बर" (आत्मघाती हमलावर) में बदलना था। उन्होंने चिकुनगुनिया वायरस को इंजीनियर किया ताकि वह 'रीपर' (Reaper) नामक एक छोटे, खतरनाक प्रोटीन को ले जा सके। इन मच्छर कोशिकाओं की दुनिया में, रीपर एक लाल अलार्म बटन की तरह है, जिसे दबाने पर कोशिका को आत्मसमर्पण (self-destruct) करने का निर्देश मिलता है। यदि वायरस अंदर आता है, तो वह बटन दबा देता है, और कोशिका मर जाती है। लेकिन यदि कोशिका में एक विशिष्ट "प्रवेश कुंजी" (एक जीन जिसकी वायरस को आवश्यकता है) गायब है, तो वायरस अंदर नहीं जा पाता, अलार्म कभी नहीं बजता, और कोशिका जीवित रहती है। इस "प्रो-एपॉप्टोटिक" (कोशिका-मारने वाली) रणनीति का उपयोग करके, शोधकर्ता जीवित बचे लोगों को पीड़ितों से आसानी से अलग कर सके।

इस चतुर जाल का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिकों ने एक व्यापक खोज की, मच्छर की कोशिकाओं में हजारों अलग-अलग जीन को काटकर यह देखा कि वायरस के प्रवेश के लिए कौन से आवश्यक हैं। उन्होंने खोजा कि वायरस भारी रूप से कोशिका की सतह पर मौजूद एक विशेष प्रकार के एंकर पर निर्भर करता है जिसे GPI-एंकर कहा जाता है, और विशेष रूप से, 'लैचेसिन' (Lachesin) नामक एक प्रोटीन पर। जब उन्होंने लैचेसिन को हटाया, तो वायरस अंदर नहीं जा सका। यह साबित करने के लिए कि यह वास्तविक था, उन्होंने इसके विपरीत किया: उन्होंने मानव कोशिकाओं को जो आमतौर पर चिकुनगुनिया के प्रति प्रतिरोधी होती हैं, उन्हें लैचेसिन प्रोटीन दिया। अचानक, वे मानव कोशिकाएं वायरस के प्रति संवेदनशील हो गईं। अध्ययन ने यह भी दिखाया कि यह कुंजी सेमलिकी फॉरेस्ट वायरस (Semliki Forest virus) और रॉस रिवर वायरस (Ross River virus) जैसे संबंधित वायरसों के लिए भी काम करती है, लेकिन दिलचस्प बात यह है कि यह वेनेजुएला इक््विन एन्सेफलाइटिस वायरस (Venezuelan equine encephalitis virus) नामक एक अलग वायरस के लिए काम नहीं करती है, जो यह सुझाव देता है कि एक ही परिवार में होने के बावजूद विभिन्न वायरस अलग-अलग चाबियों का उपयोग करते हैं।

शोधकर्ताओं ने पुष्टि की कि लैचेसिन दोनों प्रमुख मच्छर प्रजातियों, एडीज एजिप्टी (Aedes aegypti) और एडीज एल्बोपिक्टस (Aedes albopictus) में चिकुनगुनिया के लिए एक महत्वपूर्ण प्रवेश कारक है, ऐसा करने के लिए कि जीन को साइलेंस (silencing) किया गया और संक्रमण रुकते हुए देखा गया। जबकि यह शोध पत्र स्थापित करता है कि लैचेसिन मच्छरों में वायरस के प्रवेश के लिए एक महत्वपूर्ण उम्मीदवार है, यह इसे वायरस के तंत्र को समझने की दिशा में एक बड़ा कदम बताता है न कि एक पूर्ण इलाज के रूप में। अध्ययन यह सुझाव देता है कि इन "सुसाइड" वायरसों का उपयोग करना अन्य मच्छर-जनित रोगों के लिए स्क्रीन करने का एक शक्तिशाली नया तरीका है, जो भविष्य की खोजों के लिए एक बहुमुखी उपकरण प्रदान करता है, बिना अभी तक संचरण की पूरी समस्या को हल करने का दावा किए।