গত কয়েক দশক ধরে জেনেটিক ইঞ্জিনিয়ারিং ছিল জীবন্ত কোষের খাঁচায় বন্দি। কিন্তু কোষের দেয়াল অনেক সময় গবেষণার পথে বাধা হয়ে দাঁড়ায়—বিষাক্ত রাসায়নিক তৈরি করলে কোষ মারা যায়, আবার কৃত্রিম জিন ঢোকাতে গেলে দীর্ঘ সময় অপেক্ষা করতে হয়। কোষমুক্ত সিন্থেটিক বায়োলজি (Cell-Free Synthetic Biology বা TX-TL) কোষের দেয়াল ভেঙে ভেতর থেকে ট্রান্সক্রিপশন ও ট্রান্সলেশনের মূল কলকব্জা বের করে এনে টেস্টটিউব বা সাধারণ কাগজের ওপর কাজ করানোর নতুন দিগন্ত উন্মোচন করেছে। এই পর্বে আমরা কোষমুক্ত ব্যবস্থার শক্তি চক্র, পিওর সিস্টেম এবং দ্রুত রোগ নির্ণায়ক পেপার বায়োসেন্সর বিশ্লেষণ করব।

১. কোষমুক্ত টিএক্স-টিএল (TX-TL) সিস্টেমের গঠন

কোষমুক্ত প্রোটিন সংশ্লেষণ (CFPS) প্রধানত দুটি পদ্ধতিতে পরিচালিত হয়:

  1. ক্রুড সেল এক্সট্র্যাক্ট (Crude Lysate): দ্রুত বর্ধনশীল E. coli বা ইস্ট কোষকে ভেঙে সেন্ট্রিফিউজ করে ঝিল্লি ও বর্জ্য ফেলে দেওয়া হয়। দ্রবণটিতে রাইবোজোম, আরএনএ পলিমারেজ এবং প্রয়োজনীয় সমস্ত এনজাইম অক্ষত অবস্থায় সংরক্ষিত থাকে।
  2. পিওর সিস্টেম (PURE System): ২০০১ সালে তাকুয়া উয়েদা আবিষ্কৃত এই সিস্টেমে কোনো কোষীয় নির্যাস থাকে না। বরং ৩০টির বেশি খাঁটি রিকম্বিন্যান্ট প্রোটিন (রাইবোজোম, পলিমারেজ, ট্রান্সলেশন ফ্যাক্টর) ল্যাবরেটরিতে নির্দিষ্ট অনুপাতে মিশিয়ে সম্পূর্ণ কৃত্রিম প্রোটিন তৈরির কারখানা বানানো হয়।

২. এটিপি শক্তি পুনরুৎপাদন (Energy Regeneration)

একটি প্রোটিনে অ্যামিনো অ্যাসিড জোড়া লাগাতে বিপুল এটিপি এবং জিটিপি খরচ হয়। টেস্টটিউবে শক্তি যেন দ্রুত ফুরিয়ে না যায়, সেজন্য ফসফোএনলপাইরুভেট (PEP) বা ক্রিয়েটিন ফসফেটের মতো সেকেন্ডারি এনার্জি রিজেনারেশন ক্যাসকেড ব্যবহার করা হয়:

[
ext{Creatine Phosphate} + ext{ADP} xrightarrow{ ext{Creatine Kinase}} ext{Creatine} + ext{ATP}
]

এর ফলে টেস্টটিউবে প্রোটিন তৈরির প্রক্রিয়া একটানা ২৪ থেকে ৪৮ ঘণ্টা পর্যন্ত সচল থাকে।

৩. পেপার ডায়াগনস্টিকস ও ইন-ভিট্রো প্রোটোটাইপিং

কোষমুক্ত সিস্টেমের সবচেয়ে বড় সুবিধা হলো গতি। জীবন্ত কোষে কোনো জিনের কার্যকারিতা পরীক্ষা করতে যেখানে ৪-৫ দিন সময় লাগে, সেখানে টেস্টটিউবে পিসিআর (PCR) ডিএনএ সরাসরি ফেলে দিলে মাত্র ৪ থেকে ৬ ঘণ্টার মধ্যে ফলাফল পাওয়া যায়। এছাড়া এই এনজাইম ও আরএনএ সুইচগুলোকে শুকিয়ে (lyophilized) কাগজের স্ট্রিপে সংরক্ষণ করা যায়, যা ফ্রিজ ছাড়াই এক বছর ভালো থাকে এবং প্রত্যন্ত অঞ্চলে যেকোনো মহামারী দ্রুত শনাক্ত করতে পারে।

শাকিল মাহমুদ সজল

শাকিল মাহমুদ সজল

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