चर्चा में क्यों : भारत तपेदिक (TB), कैंसर और रोगाणुरोधी प्रतिरोध (Antimicrobial Resistance) जैसी बीमारियों के निदान के लिए मल्टी-ओमिक्स प्रौद्योगिकियों का उपयोग करने में अग्रणी है।
मल्टी-ओमिक्स क्या है ?
- मल्टी-ओमिक्स रोग तंत्र और उपचार प्रतिक्रियाओं में व्यापक अंतर्दृष्टि प्रदान करने के लिए जीनोमिक्स, प्रोटिओमिक्स, ट्रांसक्रिप्टोमिक्स और एपिजेनोमिक्स को एकीकृत करता है।
उद्देश्य: विभिन्न ओमिक्स लेयर से डेटा को एकीकृत करके जैविक कार्यों की व्यापक समझ प्रदान करना।
ओमिक्स के प्रकार
- जीनोमिक्स: किसी जीव के DNA के पूरे सेट का अध्ययन, जिसमें उसके सभी जीन शामिल हैं।
- उदाहरण: स्तन कैंसर से जुड़े BRCA1 और BRCA2 जीन में आनुवंशिक उत्परिवर्तन (Genetic Mutation) की पहचान करना।
- ट्रांसक्रिप्टोमिक्स: जीनोम द्वारा उत्पादित RNA ट्रांसक्रिप्ट के पूरे सेट का विश्लेषण करना।
- उदाहरण: सामान्य कोशिकाओं की तुलना में कैंसर कोशिकाओं में mRNA के स्तर में परिवर्तन का अध्ययन करना।
- प्रोटिओमिक्स: जीनोम, कोशिका और ऊतक के पूरे सेट का अध्ययन।
- उदाहरण: अल्जाइमर रोग का शीघ्र पता लगाने के लिए रक्त में प्रोटीन बायोमार्कर की पहचान करना।
- मेटाबोलोमिक्स: जैविक नमूने के भीतर छोटे-अणु मेटाबोलाइट्स के पूरे सेट का अध्ययन।
- उदाहरण: टाइप 2 मधुमेह के रोगियों में चयापचय परिवर्तनों का विश्लेषण करना।
- एपिजेनोमिक्स: DNA और हिस्टोन प्रोटीन में सभी रासायनिक संशोधनों का अध्ययन जो जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित करते हैं।
- उदाहरण: कैंसर बनाम गैर-कैंसर ऊतकों में DNA मिथाइलेशन पैटर्न की जांच करना।
मल्टी-ओमिक्स के अनुप्रयोग
- रोग अनुसंधान: कैंसर, मधुमेह और हृदय संबंधी बीमारियों जैसे रोगों के आणविक तंत्र को समझने में मदद करता है।
- उदाहरण: कैंसर चिकित्सा के लिए प्रमुख मार्गों और लक्ष्यों की पहचान करने के लिए मल्टी-ओमिक्स का उपयोग करना।
- व्यक्तिगत चिकित्सा: किसी व्यक्ति की अनूठी ओमिक्स प्रोफ़ाइल के आधार पर व्यक्तिगत उपचार योजनाओं के विकास को सक्षम बनाता है।
- उदाहरण: रोगी की विशिष्ट आनुवंशिक और प्रोटिओमिक जानकारी के आधार पर कैंसर उपचार को तैयार करना।
- कृषि: पौधों के ओमिक्स के अध्ययन के माध्यम से फसल की उपज और रोगों के प्रति प्रतिरोध को बढ़ाता है।
- उदाहरण: फसल के लचीलेपन को बेहतर बनाने के लिए सूखा प्रतिरोधी चावल की किस्मों का जीनोमिक विश्लेषण।
- पर्यावरण अध्ययन: पारिस्थितिकी तंत्र पर पर्यावरणीय परिवर्तनों के प्रभाव की निगरानी और समझने में सहायता करता है।
- उदाहरण: मेटाबोलिक्स के माध्यम से समुद्री जीवों पर प्रदूषकों के प्रभाव का अध्ययन करना।
तकनीक और प्रौद्योगिकी
- उच्च-थ्रूपुट अनुक्रमण (High-Throughput Sequencing): जीनोमिक और ट्रांसक्रिप्टोमिक विश्लेषण के लिए अगली पीढ़ी के अनुक्रमण (NGS) जैसी तकनीकें।
- उदाहरण: उत्परिवर्तन की पहचान करने के लिए कैंसर रोगी के पूरे जीनोम को अनुक्रमण करना।
- मास स्पेक्ट्रोमेट्री: प्रोटिओमिक्स और मेटाबोलिक अध्ययनों के लिए उपयोग किया जाता है।
- उदाहरण: बायोमार्कर खोज के लिए रक्त के नमूनों में प्रोटीन की पहचान करना और उनकी मात्रा निर्धारित करना।
- बायोइन्फॉर्मेटिक्स उपकरण: मल्टी-ओमिक्स डेटा को एकीकृत करने और उसका विश्लेषण करने के लिए सॉफ़्टवेयर और एल्गोरिदम।
- उदाहरण: जीनोमिक, ट्रांसक्रिप्टोमिक और प्रोटिओमिक्स डेटा को एकीकृत करने के लिए बायोइनफॉर्मेटिक्स पाइपलाइनों का उपयोग करना।
AI और ML की भूमिका:–
- बड़े जीनोमिक डेटासेट का विश्लेषण करने, रोग जोखिमों की भविष्यवाणी करने, कैंसर के लिए प्रारंभिक नैदानिक उपकरण विकसित करने और उपचार रणनीतियों को अनुकूलित करने के लिए कृत्रिम बुद्धिमत्ता और मशीन लर्निंग को एकीकृत करना।
मल्टी-ओमिक्स में चुनौतियां :-
- विभिन्न ओमिक्स लेयर से डेटा को संयोजित करना जटिल है और इसके लिए उन्नत कम्प्यूटेशनल टूल की आवश्यकता होती है।
- डेटा निर्माण और विश्लेषण के लिए मानकीकृत प्रोटोकॉल का अभाव।
- सार्थक जैविक अंतर्दृष्टि उत्पन्न करने के लिए बड़ी मात्रा में डेटा की व्याख्या करने में कठिनाई।
