A High-Throughput Assay to Identify Specific Nascent Chain Inhibitors

हमारे शरीर को चलाने वाले कई प्रोटीन बंद तिजोरियों की तरह होते हैं: उनकी सतह पर कोई स्पष्ट हैंडल या की-होल (चाबी का छेद) नहीं होता जिसे दवा पकड़ सके। दशकों से, दवा निर्माता इन "अनड्रगेबल" (undruggable) प्रोटीनों को रोकने वाले उपचार बनाने के लिए संघर्ष कर रहे हैं, क्योंकि मानक दृष्टिकोण एक तैयार, मुड़े हुए प्रोटीन पर एक विशिष्ट स्थान खोजने पर निर्भर करता है ताकि उसे ब्लॉक किया जा सके। हालाँकि, प्रोटीन पूरी तरह से बने हुए रूप में दिखाई नहीं देते; उन्हें कोशिका के कारखानों के भीतर टुकड़ों में बनाया जाता है, जो अपने अंतिम आकार में मुड़ने से पहले एक लंबी डोरी की तरह खिंचते हैं। निर्माण के इस संक्षिप्त क्षण के दौरान, प्रोटीन एक अलग रूप में मौजूद होता है, जो एक अस्थायी द्वार को उजागर कर सकता है जो प्रोटीन के पूरा होने के बाद गायब हो जाता है। यदि वैज्ञानिक इन प्रोटीनों को तब पकड़ने का तरीका ढूंढ सकें जब वे अभी बनाए जा रहे हों, तो वे उन्हें खतरा बनने से पहले ही रोक सकते हैं।

शोधकर्ताओं की एक टीम ने अब ठीक इसी तरह के हस्तक्षेप की तलाश के लिए एक नया उपकरण विकसित किया है। उन्होंने एक टेस्ट ट्यूब में प्रोटीन बनते हुए देखने के लिए एक विधि विकसित की है, जिसमें एक ऐसी प्रणाली का उपयोग किया गया है जो आनुवंशिक निर्देशों को पढ़ने और प्रोटीन को जोड़ने वाली मानव शरीर की अपनी मशीनरी की नकल करती है। इस सेटअप में, शोधकर्ता प्रोटीन को फ्लोरोसेंट लाइट के साथ चमकते हुए देखकर वास्तविक समय में प्रकट होते हुए देख सकते हैं। लक्ष्य ऐसे सूक्ष्म रासायनिक यौगिकों को खोजना है जो एक ब्रेक की तरह काम करें, जो एक विशिष्ट प्रोटीन के उत्पादन को केवल तभी रोक दें जब वह अभी एक नवजात श्रृंखला, या एक बढ़ती हुई डोरी के रूप में हो, बिना अन्य प्रोटीनों के उत्पादन में हस्तक्षेप किए। उपकरण को सटीक बनाने के लिए, वैज्ञानिकों ने परिणामों की तुलना करने के लिए एक दूसरा चेक बनाया है, जिससे यह सुनिश्चित हो सके कि पाया गया कोई भी यौगिक वास्तव में लक्षित विशिष्ट प्रोटीन को निशाना बना रहा है और न केवल पूरे कारखाने को बंद कर रहा है।

शोधकर्ताओं ने इस प्रणाली को अविश्वसनीय रूप से संवेदनशील और किफायती बनाया, जिसकी लागत केवल लगभग एक सेंट प्रति परीक्षण है, जो एक साथ हजारों रसायनों की जांच करना संभव बनाती है। उन्होंने सबसे पहले यह सिद्ध करने के लिए कि प्रणाली ने काम किया, PF846 नामक एक ज्ञात यौगिक का उपयोग करके PCSK9 नामक प्रोटीन पर इस विधि का परीक्षण किया। फिर, उन्होंने इस विधि को 1,760 विभिन्न यौगिकों के एक बड़े संग्रह के साथ आजमाया, जिसका लक्ष्य दो विशिष्ट लक्ष्यों के लिए अवरोधक (inhibitors) खोजना था: कैंसर से जुड़े एक प्रोटीन का वेरिएंट जिसे KRAS A146T कहा जाता है, और ApoC3 नामक प्रोटीन। परिणामों ने दिखाया कि प्रणाली मजबूत और विश्वसनीय थी, जो उच्च निरंतरता के साथ बड़े पैमाने पर खोजों को संभालने में सक्षम थी।

जब स्क्रीनिंग अभियान समाप्त हुआ, तो शोधकर्ताओं ने पाया कि सोलह यौगिकों ने सफलतापूर्वक प्रोटीनों के उत्पादन को रोक दिया, लेकिन उन्होंने ऐसा पूरी अनुवाद प्रक्रिया (translation process) को रोककर किया, जिसका अर्थ है कि वे सटीक उपकरणों के बजाय सामान्य अवरोधकों के रूप में कार्य कर रहे थे। महत्वपूर्ण रूप से, कोई भी यौगिक उन सख्त मानदंडों को पूरा नहीं कर सका जो केवल विशिष्ट प्रोटीनों को चुनि적으로 रोकने के लिए आवश्यक थे जिन्हें टीम लक्षित कर रही थी। हालांकि इस अध्ययन से वे विशिष्ट "नैसेन्ट चेन" (nascent chain) अवरोधक नहीं मिले जिनकी शोधकर्ता उम्मीद कर रहे थे, लेकिन इसने सफलतापूर्वक प्रदर्शित किया कि प्लेटफॉर्म स्वयं बहुत बड़ी और अधिक व्यापक खोजों के लिए तैयार है। यह कार्य एक ठोस, कार्यशील आधार स्थापित करता है जो वैज्ञानिकों को उन मायावी यौगिकों की तलाश जारी रखने की अनुमति देता है जो प्रोटीन को उनके निर्माण के दौरान पकड़ सकें।