২০১২-২০১৩ সালে যখন প্রথম ক্রিসপার-ক্যাস৯ জিনোম এডিটিংয়ের সূচনা হয়, তখন এটি মূলত আণবিক কাঁচি (molecular scissors) হিসেবে কাজ করত—ডিএনএর উভয় স্ট্র্যান্ডে বিপজ্জনক ডাবল-স্ট্র্যান্ড ব্রেক (DSB) তৈরি করত যা মেরামত করতে গিয়ে কোষে অনাকাঙ্ক্ষিত মিউটেশন ঘটত। কিন্তু আধুনিক সিন্থেটিক বায়োলজি এই স্থূল পদ্ধতি অতিক্রম করেছে। ক্যাস৯-কে এখন রূপান্তর করা হয়েছে একটি সার্বজনীন, প্রোগ্রামেবল ডিএনএ-গাইডেড প্ল্যাটফর্মে—যা কোনো ডিএনএ না কেটেই নিখুঁতভাবে একক নিউক্লিওটাইড পরিবর্তন বা জিনের প্রকাশ নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। এই পর্বে আমরা dCas9, বেস এডিটিং, প্রাইম এডিটিং এবং এপিজেনেটিক ইঞ্জিনিয়ারিং প্রতিপাদন করব।

১. ক্যাটালিটিক্যালি নিষ্ক্রিয় dCas9: CRISPRi ও CRISPRa

ক্যাস৯ প্রোটিনের RuvC এবং HNH নামক দুটি ক্লিভেজ ডোমেইনে দুটি মিউটেশন (( ext{D10A}) ও ( ext{H840A})) ঘটালে এর ডিএনএ কাটার ক্ষমতা সম্পূর্ণ নষ্ট হয়ে যায়, কিন্তু আরএনএ-নির্দেশিত ডিএনএ বাইন্ডিং ক্ষমতা পুরোপুরি অক্ষত থাকে। একে বলা হয় deactivated Cas9 (dCas9)।

  • CRISPRi (হস্তক্ষেপ): dCas9 কোনো জিনের প্রমোটার বা কোডিং অঞ্চলে গিয়ে বসে থাকলে আরএনএ পলিমারেজ সামনে এগোতে পারে না, ফলে জিনটির ট্রান্সক্রিপশন ৯৯.৯% বন্ধ হয়ে যায়।
  • CRISPRa (সক্রিয়করণ): dCas9-এর সাথে অ্যাক্টিভেটর ডোমেন (যেমন VPR বা SunTag) যুক্ত করে কোনো ঘুমন্ত জিনকে শতগুণ সক্রিয় করা যায়।

২. বেস এডিটিং: কোনো ডিএনএ ব্রেক ছাড়াই একক অক্ষরের রূপান্তর

ডেভিড লিউয়ের গবেষণাগারে উদ্ভাবিত বেস এডিটর একটি একক স্ট্র্যান্ডেড নিয়ামক এনজাইম যুক্ত করে:

  1. সাইটোসিন বেস এডিটর (CBE): সাইটোসিনকে ডি-অ্যামিনেশনের মাধ্যমে ইউরাসিলে রূপান্তর করে, যা পরবর্তীতে ( ext{C} o ext{T}) রূপান্তর ঘটায়।
  2. এডেনিন বেস এডিটর (ABE): পরীক্ষাগারে বিবর্তিত TadA এনজাইমের মাধ্যমে এডেনিনকে ইনোসিনে রূপান্তর করে ( ext{A} o ext{G}) পরিবর্তন সম্পন্ন করে।

এতে কোনো ধরনের ডাবল-স্ট্র্যান্ড ব্রেক বা ক্ষতিকর ইনডেল তৈরি হয় না।

৩. প্রাইম এডিটিং (Prime Editing): আণবিক ওয়ার্ড প্রসেসর

২০১৯ সালে আবিষ্কৃত প্রাইম এডিটিং একটি রিভার্স ট্রান্সক্রিপ্টেজ এনজাইম এবং বিশেষ pegRNA ব্যবহার করে। এটি ডিএনএ সার্চ করে যেকোনো কাঙ্ক্ষিত স্থানে নতুন সিকোয়েন্স টাইপ করে দিতে পারে—অর্থাৎ যেকোনো একক পরিবর্তন, বেস জোড়া প্রবেশ বা মুছে ফেলার কাজ নিখুঁতভাবে সম্পাদন করে।

৪. এপিজিনোম ইঞ্জিনিয়ারিং (Targeted Epigenetics)

ডিএনএ সিকোয়েন্স পরিবর্তন না করেও জিনের প্রকাশ চিরতরে বন্ধ বা চালু করতে dCas9-এর সাথে ডিএনএ মিথাইলট্রান্সফারেজ যুক্ত করে সাইটোসিনে মিথাইল গ্রুপ ((5 ext{mC})) বসানো হয়, যা কোনো পরিবর্তন ছাড়াই বংশপরম্পরায় ক্ষতিকর ক্যান্সার জিনকে ঘুম পাড়িয়ে রাখতে সক্ষম।

শাকিল মাহমুদ সজল

শাকিল মাহমুদ সজল

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