जीवाणु बहुभाषी हैं, एक दूसरे से बात कर सकते हैं: जीवविज्ञानी

प्रिंसटन के जीवविज्ञानी बोनी बासलर का कहना है कि बैक्टीरिया का संचार चिकित्सा के लिए नए रास्ते खोलता है।

प्रिंसटन विश्वविद्यालय की आणविक जीवविज्ञानी बोनी बासलर ने बैक्टीरिया की संचार क्षमताओं पर प्रकाश डाला, उन्हें बहुभाषी बताया और चिकित्सा, पर्यावरण और कृषि में आशाजनक बताया। उन्होंने कहा कि आंत में बैक्टीरिया भोजन को पचाते हैं और पोषक तत्व प्रदान करते हैं। बासलर ने सुझाव दिया कि जीवाणु संचार, या "कोरम सेंसिंग" को समझने से एंटीबायोटिक दवाओं के विकल्प के रूप में नए उपचार हो सकते हैं, वाइब्रियो कोलेरा और वाइब्रियो शेरी का उदाहरण देते हैं।

मुख्य तथ्य

Bacteria can communicate with each other.

Bonnie Bassler describes bacteria as multilingual.

Bacterial communication is called quorum sensing.

Quorum sensing could lead to new therapies as alternatives to antibiotics.

Vibrio cholerae and Vibrio scheri are examples of bacteria studied for their communication abilities.

Bacteria in the gut digest food and provide nutrients.

UPSC परीक्षा के दृष्टिकोण

GS Paper III: Science and Technology - Developments and their applications and effects in everyday life

GS Paper III: Biotechnology and its applications in health and agriculture

Potential for questions on disease prevention and alternative therapies

और जानकारी

पृष्ठभूमि

बैक्टीरिया, जिन्हें अक्सर सरल जीव माना जाता है, उनके पास जटिल संचार प्रणालियाँ होती हैं। यह संचार, जिसे quorum sensing के रूप में जाना जाता है, बैक्टीरिया को जनसंख्या घनत्व के आधार पर अपने व्यवहार को समन्वयित करने की अनुमति देता है। इस प्रक्रिया को समझने के चिकित्सा और पर्यावरण विज्ञान सहित विभिन्न क्षेत्रों के लिए महत्वपूर्ण निहितार्थ हैं। क्वोरम सेंसिंग की खोज ने बैक्टीरिया के एकाकी संस्थाओं के पारंपरिक दृष्टिकोण को चुनौती दी। बैक्टीरियल संचार का अध्ययन अपनी प्रारंभिक खोज के बाद से काफी विकसित हुआ है। प्रारंभिक शोध क्वोरम सेंसिंग में शामिल सिग्नलिंग अणुओं की पहचान करने पर केंद्रित था। इन अणुओं को, जिन्हें अक्सर ऑटोइंड्यूसर कहा जाता है, बैक्टीरिया द्वारा निर्मित और पता लगाया जाता है। जैसे-जैसे जीवाणु आबादी बढ़ती है, ऑटोइंड्यूसर की सांद्रता बढ़ती है, जिससे एक समन्वित प्रतिक्रिया शुरू होती है। इस प्रतिक्रिया में बायोलुमिनेसेंस, बायोफिल्म गठन और विरलेंस फैक्टर उत्पादन शामिल हो सकते हैं। इन जटिल जैविक प्रक्रियाओं को समझने में वैज्ञानिक विधि महत्वपूर्ण है। क्वारम सेंसिंग के निहितार्थ विभिन्न अनुप्रयोगों तक फैले हुए हैं। चिकित्सा में, बैक्टीरियल संचार को समझने से बैक्टीरियल संक्रमणों से निपटने के लिए नए उपचारों का विकास हो सकता है। एंटीबायोटिक दवाओं के साथ सीधे बैक्टीरिया को मारने के बजाय, ये उपचार उनके संचार को बाधित कर सकते हैं, जिससे उन्हें अपने हमले का समन्वय करने से रोका जा सकता है। यह दृष्टिकोण एंटीबायोटिक प्रतिरोध के विकास को कम करने में मदद कर सकता है। कृषि में, पौधों की बीमारियों को नियंत्रित करने और पौधों के विकास को बढ़ावा देने के लिए क्वोरम सेंसिंग में हेरफेर किया जा सकता है। जैव प्रौद्योगिकी इन अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

नवीनतम घटनाक्रम

हाल के शोध में एंटीबायोटिक दवाओं के संभावित विकल्पों के रूप में क्वोरम सेंसिंग इनहिबिटर (क्यूएसआई) के विकास पर ध्यान केंद्रित किया गया है। ये क्यूएसआई बैक्टीरियल संचार को बाधित करते हैं, जिससे उन्हें बायोफिल्म बनाने और संक्रमण पैदा करने से रोका जा सकता है। कई क्यूएसआई वर्तमान में प्रीक्लिनिकल और नैदानिक परीक्षणों में हैं। क्यूएसआई का विकास एंटीबायोटिक प्रतिरोध से निपटने के लिए एक आशाजनक दृष्टिकोण है, जो एक बढ़ता हुआ वैश्विक स्वास्थ्य खतरा है। स्वास्थ्य सेवा नीति को इन नए विकासों के अनुकूल होने की आवश्यकता है। सक्रिय अनुसंधान का एक अन्य क्षेत्र सिंथेटिक बायोलॉजी में क्वोरम सेंसिंग का अनुप्रयोग है। वैज्ञानिक विशिष्ट कार्यों को करने के लिए बैक्टीरिया को इंजीनियर कर रहे हैं, जैसे कि जैव ईंधन का उत्पादन करना या प्रदूषकों को साफ करना। क्वोरम सेंसिंग का उपयोग इन इंजीनियर बैक्टीरिया के व्यवहार को नियंत्रित करने के लिए किया जा सकता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि वे केवल विशिष्ट परिस्थितियों में ही अपने कार्यों को करते हैं। इस दृष्टिकोण में ऊर्जा और पर्यावरण सुधार सहित विभिन्न उद्योगों में क्रांति लाने की क्षमता है। सतत विकास लक्ष्यों को इन तकनीकों के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है। क्वारम सेंसिंग अनुसंधान का भविष्य उज्ज्वल है। जैसे-जैसे वैज्ञानिक बैक्टीरियल संचार की जटिलताओं को उजागर करते रहेंगे, नए अनुप्रयोगों के उभरने की संभावना है। इन अनुप्रयोगों का चिकित्सा, कृषि और पर्यावरण विज्ञान सहित विभिन्न क्षेत्रों पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ सकता है। नैनो टेक्नोलॉजी और आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस जैसे अन्य क्षेत्रों के साथ क्वोरम सेंसिंग अनुसंधान के एकीकरण से और भी अधिक नवीन समाधान मिल सकते हैं। इन क्षेत्रों में अनुसंधान और विकास महत्वपूर्ण है।

बहुविकल्पीय प्रश्न (MCQ)

1. निम्नलिखित में से कौन सा कथन बैक्टीरिया में 'क्वारम सेंसिंग' का सबसे अच्छा वर्णन करता है?

A.एक प्रक्रिया जिसके द्वारा बैक्टीरिया आनुवंशिक सामग्री का आदान-प्रदान करते हैं।
B.एक तंत्र जिसके द्वारा बैक्टीरिया पोषक तत्व स्रोत की ओर बढ़ते हैं।
C.एक संचार प्रणाली जो बैक्टीरिया को जनसंख्या घनत्व के आधार पर व्यवहार को समन्वयित करने की अनुमति देती है।
D.एक विधि जिसके द्वारा बैक्टीरिया एंटीबायोटिक दवाओं का विरोध करते हैं।

उत्तर देखें

सही उत्तर: C

क्वारम सेंसिंग एक संचार प्रणाली है जिसका उपयोग बैक्टीरिया जनसंख्या घनत्व के आधार पर अपने व्यवहार को समन्वयित करने के लिए करते हैं। जैसे-जैसे जीवाणु आबादी बढ़ती है, सिग्नलिंग अणुओं की सांद्रता बढ़ती है, जिससे एक समन्वित प्रतिक्रिया शुरू होती है। विकल्प A, B और D अन्य जीवाणु प्रक्रियाओं का वर्णन करते हैं लेकिन क्वोरम सेंसिंग का नहीं।

2. बैक्टीरियल क्वोरम सेंसिंग को समझने के संभावित अनुप्रयोगों के बारे में निम्नलिखित कथनों पर विचार करें: 1. एंटीबायोटिक दवाओं के विकल्प के रूप में नए उपचारों का विकास। 2. पौधों की बीमारियों को नियंत्रित करने के लिए क्वोरम सेंसिंग का हेरफेर। 3. विशिष्ट परिस्थितियों में जैव ईंधन का उत्पादन करने के लिए बैक्टीरिया का इंजीनियरिंग। ऊपर दिए गए कथनों में से कौन सा/से सही है/हैं?

A.केवल 1
B.केवल 2
C.केवल 1 और 3
D.1, 2 और 3

उत्तर देखें

सही उत्तर: D

तीनों कथन सही हैं। बैक्टीरियल क्वोरम सेंसिंग को समझने में नए उपचारों के विकास, पौधों की बीमारियों को नियंत्रित करने और जैव ईंधन उत्पादन के लिए बैक्टीरिया को इंजीनियर करने में संभावित अनुप्रयोग हैं। बोनी बासलर ने चिकित्सा, पर्यावरण और कृषि में क्वोरम सेंसिंग की क्षमता पर प्रकाश डाला। लेख में विब्रियो कोलेरा और विब्रियो शेरी को उदाहरण के रूप में उल्लेख किया गया है।

3. निम्नलिखित में से कौन सा क्वोरम सेंसिंग इनहिबिटर (क्यूएसआई) विकसित करने का संभावित लाभ नहीं है?

A.एंटीबायोटिक प्रतिरोध के विकास को कम करना।
B.बायोफिल्म के गठन को रोकना।
C.सीधे बैक्टीरिया को मारना।
D.बैक्टीरिया को उनके हमले का समन्वय करने से रोकना।

उत्तर देखें

सही उत्तर: C

क्वारम सेंसिंग इनहिबिटर (क्यूएसआई) बैक्टीरियल संचार को बाधित करके काम करते हैं, जिससे उन्हें उनके हमले का समन्वय करने और बायोफिल्म बनाने से रोका जा सकता है। वे सीधे बैक्टीरिया को नहीं मारते हैं, जो एंटीबायोटिक दवाओं से एक महत्वपूर्ण अंतर है। यह दृष्टिकोण एंटीबायोटिक प्रतिरोध के विकास को कम करने में मदद कर सकता है।