মহামারী ও জৈব সন্ত্রাসের বিরুদ্ধে মানবজাতির প্রধান প্রতিরক্ষা প্রাচীর হলো দ্রুত ও নির্ভুলভাবে ভাইরাস-ব্যাকটেরিয়া শনাক্তকরণ। সনাতন আরটি-পিসিআর (RT-PCR) পরীক্ষা নির্ভুল হলেও তার জন্য প্রয়োজন অত্যন্ত দামি মেশিন, ল্যাবরেটরি এবং দীর্ঘ সময়। অন্যদিকে সাধারণ র‍্যাপিড টেস্টের সংবেদনশীলতা অনেক কম। ক্রিসপার সিস্টেমের এক চমকপ্রদ বৈশিষ্ট্য কাজে লাগিয়ে সিন্থেটিক বায়োলজিস্টরা উদ্ভাবন করেছেন শার্লক (SHERLOCK) এবং ডিটেক্টর (DETECTR)—যা কোনো মেশিন ছাড়াই মাত্র আধা ঘণ্টায় একটি একক ভাইরাল কণা শনাক্ত করতে পারে। এই পর্বে আমরা কোলেট্যারাল ক্লিভেজ এবং পয়েন্ট-অব-কেয়ার ডায়াগনস্টিকসের আণবিক রসায়ন উন্মোচন করব।

১. ক্যাস১২ এবং ক্যাস১৩-এর কোলেট্যারাল ক্লিভেজ (Collateral Cleavage)

সাধারণ ক্যাস৯ এনজাইম কেবল নির্দিষ্ট ডিএনএ কাটার পর শান্ত হয়ে বসে থাকে। কিন্তু টাইপ V-এর Cas12a এবং টাইপ VI-এর Cas13a এনজাইমের এক অভাবনীয় বৈশিষ্ট্য রয়েছে:

  • টার্গেট ভাইরাল আরএনএ বা ডিএনএ শনাক্ত করার সাথে সাথেই এই এনজাইমগুলোর ক্যাটালিটিক ডোমেন উন্মুক্ত হয়ে যায় এবং তারা এক ক্ষ্যাপাটে রূপ ধারণ করে।
  • তারা নিজের টার্গেট ছাড়াও চারপাশের যেকোনো সিঙ্গেল-স্ট্র্যান্ডেড আরএনএ বা ডিএনএ রিপোর্টার অণুকে প্রতি সেকেন্ডে দশ হাজার হারে কেটে টুকরো টুকরো করতে থাকে।

এই ঘটনাকে বলা হয় কোলেট্যারাল (পার্শ্বীয়) ক্লিভেজ। অর্থাৎ একটিমাত্র ভাইরাস ধরা পড়লে তা লক্ষ লক্ষ রিপোর্টার অণুকে কেটে এক বিশাল সিগন্যাল তৈরি করে।

২. শার্লক (SHERLOCK) ও ডিটেক্টর (DETECTR) প্ল্যাটফর্ম

ব্রড ইনস্টিটিউটের ফেং ঝাং উদ্ভাবন করেন SHERLOCK এবং জেনিফার ডাউডনার দল তৈরি করেন DETECTR:

  1. একটি কৃত্রিম আরএনএ রিপোর্টার অণুর এক মাথায় ফ্লুরোসেন্ট ডাই এবং অন্য মাথায় কোয়েনচার (যা আলো নিভিয়ে রাখে) লাগানো থাকে।
  2. নমুনাতে ভাইরাস থাকলে ক্যাস এনজাইম সক্রিয় হয়ে রিপোর্টারকে কেটে দেয়।
  3. কোয়েনচার আলাদা হয়ে যাওয়া মাত্রই ফ্লুরোসেন্ট ডাই থেকে উজ্জ্বল আলোর বিচ্ছুরণ ঘটে।

৩. আইসোথার্মাল অ্যামপ্লিফিকেশন (RPA) ও সর্বোচ্চ সংবেদনশীলতা

পিসিআর মেশিনের মতো তাপমাত্রা বারবার ওঠানামা না করিয়ে ৩৭ ডিগ্রি সেলসিয়াস স্থির তাপমাত্রায় রিবকম্বিনেজ পলিমারেজ অ্যামপ্লিফিকেশন (RPA) দ্বারা নমুনার ভাইরাল জিনকে মাত্র ২০ মিনিটে শত কোটি গুণ বাড়িয়ে নেওয়া হয়। এর ফলে টেস্টটির সংবেদনশীলতা দাঁড়ায় অটোমোলার ((10^{-18} ext{ M}))—অর্থাৎ এক ফোঁটা রক্তে মাত্র ১-২টি ভাইরাস থাকলেও তা নিশ্চিতভাবে ধরা পড়ে।

৪. কাগজের স্ট্রিপে টেস্ট (Lateral Flow Strips)

প্রেগন্যান্সি টেস্ট স্ট্রিপের মতো সাধারণ সেলুলোজ কাগজের ওপর এই রাসায়নিক শুকিয়ে রাখা যায়। রোগীর লালারস বা রক্তের ফোঁটা কাগজের ওপর দিলে কোনো যন্ত্রপাতি ছাড়াই মাত্র ৩০ মিনিটের মধ্যে একটি দৃশ্যমান লাল দাগ ফুটে ওঠে। এটি প্রত্যন্ত গ্রামে বা আন্তর্জাতিক বিমানবন্দরে তাৎক্ষণিকভাবে নতুন যেকোনো মহামারী শনাক্তের মোক্ষম হাতিয়ার।

শাকিল মাহমুদ সজল

শাকিল মাহমুদ সজল

সফটওয়্যার প্রকৌশলী ও লেখক, ঢাকা, বাংলাদেশ। কম্পিউটার বিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান, ইতিহাস ও ভাবনার সমন্বয়ে ব্যক্তিগত নোট ও প্রবন্ধ সংকলন।