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शोधकर्ता अधिक शक्तिशाली एंटीबायोटिक्स खोजने के नए, एआई-आधारित तरीकों का परीक्षण कर रहे हैं।छवि क्रेडिट: गेनारो लियोनार्डी / आईईईएम / गेट्टी छवियां।
  • रोगजनक वर्तमान एंटीबायोटिक दवाओं का विरोध करने में बेहतर और बेहतर हो रहे हैं, जो एक चिकित्सा संकट है।
  • यह मानने का कारण है कि कई जीवाणुओं में प्राकृतिक, शक्तिशाली एंटीबायोटिक होते हैं जो अभी तक नहीं मिले हैं।
  • एक पेपर एक ऐसे एंटीबायोटिक की खोज का वर्णन करता है, जो जैव सूचनात्मक एल्गोरिदम के उपयोग के माध्यम से पाया जाता है जो मूक बायोसिंथेटिक जीन क्लस्टर के उत्पादों की भविष्यवाणी कर सकता है।

डॉ।फिलाडेल्फिया में पेन्सिलवेनिया विश्वविद्यालय में पेरेलमैन स्कूल ऑफ मेडिसिन के सीजर डे ला फुएंते-नुनेज़ ने मेडिकल न्यूज टुडे को समस्या का वर्णन किया।

"कई एंटीबायोटिक्स अब काम नहीं करते हैं।वर्तमान भविष्यवाणीयह है कि, 2050 तक, दुनिया में हर साल एक करोड़ लोग अनुपचारित संक्रमणों से मर जाएंगे।यह हर तीन सेकंड में एक मौत से मेल खाती है, ”उन्होंने कहा।

"दूसरे शब्दों में," डॉ. डे ला फुएंते-नुनेज़ ने कहा, "हमें दवा प्रतिरोधी बैक्टीरिया के इलाज के लिए वास्तव में उपन्यास दृष्टिकोण की आवश्यकता है।"

फिलाडेल्फिया, पीए में द रॉकफेलर इंस्टीट्यूट के शोधकर्ताओं ने अभी एक नया पेपर प्रकाशित किया है जो एक ऐसा दृष्टिकोण प्रस्तुत करता है।

यह मौजूदा प्राकृतिक एंटीबायोटिक एजेंटों को बैक्टीरिया के भीतर "छिपाने" की खोज के लिए जैव सूचनात्मक एल्गोरिदम के उपयोग का वर्णन करता है जो दवा प्रतिरोध को दूर कर सकते हैं।

पेपर नई प्रक्रिया का उपयोग करके खोजे गए एक नए एंटी-ड्रग-प्रतिरोधी एंटीबायोटिक, सिलागिसिन का परिचय देता है।

Cilagicin संरक्षित चूहों को तीव्र संक्रमण का खतरा था, और कई दवा प्रतिरोधी रोगजनकों के खिलाफ व्यापक, शक्तिशाली, रोगाणुरोधी गतिविधि का प्रदर्शन किया।

अध्ययन, जिसके प्रमुख लेखक डॉ।ज़ोंगकियांग वांग, विज्ञान में दिखाई देते हैं।

डॉ. डे ला फुएंते-नुनेज़ इस अध्ययन में शामिल नहीं थे।

छिपे हुए प्राकृतिक एंटीबायोटिक दवाओं का वादा और चुनौती

अध्ययन के संबंधित लेखक, डॉ।शॉन एफ.ब्रैडी ने एमएनटी को बताया कि "[एम] हमारे सबसे उपयोगी चिकित्सीय में से कोई भी बैक्टीरिया से आता है।"

"एंटीबायोटिक्स की पहचान के लिए पारंपरिक तरीके - और अन्य प्राकृतिक चिकित्सा विज्ञान - जैविक प्रक्रियाओं पर भरोसा करते हैं, यानी, किण्वन, जीवाणु जीनोम में निहित आनुवंशिक निर्देशों को एंटीबायोटिक दवाओं में परिवर्तित करने के लिए," डॉ।ब्रैडी।

"दुर्भाग्य से, प्रयोगशाला में विकसित बैक्टीरिया को उन सभी विभिन्न एंटीबायोटिक दवाओं का उत्पादन करने के लिए मनाना मुश्किल होता है जो वे बनाने में सक्षम हैं," उन्होंने बताया।

डॉ।ब्रैडी ने कहा: "ऐतिहासिक रूप से, लगभग 10% जीवाणु किण्वन शोरबा के अर्क में जीवाणुरोधी गतिविधि दिखाई देती है। अब यह स्पष्ट हो गया है कि बहुत अच्छी तरह से अध्ययन किए गए बैक्टीरिया में भी बड़ी संख्या में साइलेंट बायोसिंथेटिक जीन क्लस्टर (बीसीजी) हो सकते हैं।"

जानने का कोई तरीका नहीं है, स्वीकार किया डॉ।ब्रैडी, क्या इन बीसीजी के उत्पाद उतने ही उपयोगी साबित होंगे जितने आसानी से व्यक्त और पहचाने गए हैं।

फिर भी, डॉ. डे ला फुएंते-नुनेज़ ने कहा, "[ओ] इस बारे में सोचने का एक नया तरीका है कि कंप्यूटरों को उपन्यास एंटीबायोटिक दवाओं को डिजाइन और खोज करना सिखाया जाए, जो कि सुंदर वैंग एट अल की अंतर्निहित अवधारणा है। कागज़।"

एल्गोरिथम खोज

डॉ।ब्रैडी ने समझाया: "इसलिए हमने एक 'जीव विज्ञान मुक्त' खोज दृष्टिकोण विकसित किया, जहां प्राकृतिक जैविक प्रक्रियाओं का उपयोग करके आनुवंशिक निर्देशों को डिकोड करने के बजाय, जैव सूचनात्मक एल्गोरिदम का उपयोग बैक्टीरिया द्वारा उत्पादित रासायनिक संरचनाओं की भविष्यवाणी करने के लिए किया जाता है, और फिर इन संभावित एंटीबायोटिक दवाओं के निर्माण के लिए रासायनिक संश्लेषण का उपयोग किया जाता है। ।"

जिन अणुओं से ये एंटीबायोटिक्स प्राप्त होते हैं, उन्हें "सिंथेटिक जैव सूचनात्मक प्राकृतिक उत्पाद (syn-BNPs)" कहा जाता है।

"हम सिर्फ सतह को खरोंच रहे हैं, लेकिन कई बैक्टीरिया में रोमांचक बायोसिंथेटिक जीन क्लस्टर हैं जो संभावित रूप से उपन्यास दवाओं के लिए एन्कोड कर सकते हैं," डॉ डे ला फुएंते-नुनेज़ का मानना ​​​​है। "आउट-द-बॉक्स दृष्टिकोण की तत्काल आवश्यकता है, और यह काम और अनुसंधान का यह क्षेत्र इस बात का एक बड़ा उदाहरण है कि एंटीबायोटिक खोज समस्या के बारे में अलग तरीके से कैसे सोचा जाए।"

एल्गोरिथम क्या मिला

शोधकर्ताओं से डॉ.ब्रैडी की प्रयोगशाला ने जीन के लिए लगभग 10,000 बीसीजी के डेटाबेस की खोज की जो गैर-रिबोसोमल पेप्टाइड्सिन्थेटेज-एन्कोडेड लिपोपेप्टाइड एंटीबायोटिक्स को एन्कोड कर सकते हैं।इन लिपोपेप्टाइड्स में विभिन्न प्रकार की क्रियाओं के माध्यम से बैक्टीरिया के विकास को रोकने का इतिहास है।

कई बीसीजी पहले नहीं खोजे गए हैं।एक, जिसे शोधकर्ताओं ने "सिल" क्लस्टर नाम दिया, ने एंटीबायोटिक से जुड़े अन्य जीनों के साथ साझा किए गए करीबी आम पूर्वजों के कारण उनका ध्यान आकर्षित किया।

शोधकर्ताओं ने इसे एक एल्गोरिथम में फीड किया जिसने भविष्यवाणी की थी कि बीसीजी कई यौगिकों का उत्पादन करेगा, जिसमें एक, सिलागिसिन, जो एक सक्रिय एंटीबायोटिक था।

Cilagicin के खिलाफ खड़ा किया गया था, और कई ज्ञात दवा प्रतिरोधी बैक्टीरिया के खिलाफ शक्तिशाली साबित हुआ था, जिनमें विशेष रूप से सिलागिसिन का विरोध करने के लिए उगाए गए थे।

उन्होंने पाया कि सिलागिसिन ने भी मानव कोशिकाओं को कोई नुकसान नहीं पहुंचाया, और एक बार a . में परिवर्तित हो गयाजैव उपलब्धदवा के रूप में, चूहों में संक्रमण से लड़े।

शोधकर्ताओं का कहना है कि सिलागिसिन दवा प्रतिरोधी बैक्टीरिया को हराने में इतना प्रभावी है, क्योंकि दो अणु जिन पर बैक्टीरिया अपनी कोशिका की दीवारों के रखरखाव के लिए निर्भर होते हैं।

अणुओं को C55-P और C55-PP के रूप में जाना जाता है, और अधिकांश एंटीबायोटिक्स एक या दूसरे के साथ बंधते हैं, जिससे उन्हें प्रतिरोध विकसित करने का खतरा होता है।दवा प्रतिरोधी बैक्टीरिया अपने एक शेष अणु के साथ काम कर सकते हैं।चूंकि सिलागिसिन दोनों के साथ बंधता है, बैक्टीरिया का कोई समाधान नहीं होता है और वे पराजित हो जाते हैं।

एक कदम आगे

शोधकर्ताओं को उम्मीद है कि कागज में सामने रखी गई प्रक्रिया हमारे दवा-प्रतिरोध संकट से बाहर निकलने का एक रास्ता प्रदान कर सकती है।डॉ।ब्रैडी ने कहा:

"हमारे वर्तमान एंटीबायोटिक शस्त्रागार का शेष उपयोगी समय पूरी तरह से इस बात पर निर्भर करेगा कि हम इसका कितनी सावधानी से उपयोग करते हैं। अच्छे नेतृत्व के साथ, मुझे बहुत उम्मीद है कि हमारी वर्तमान एंटीबायोटिक्स अगली पीढ़ी के एंटीबायोटिक दवाओं के विकास की अनुमति देने के लिए पर्याप्त समय तक चल सकती हैं, जिस पर वैज्ञानिक आज काम कर रहे हैं। ”

पेपर के दृष्टिकोण का डॉ डी ला फुएंते-नुनेज़ ने स्वागत किया है, जिन्होंने कहा: "मैं एआई और कंप्यूटर की क्षमता में विश्वास करता हूं ताकि हमें उपन्यास एंटीबायोटिक दवाओं को डिजाइन और खोजने में मदद मिल सके। मुझे लगता है कि ऐसा करने के लिए हमें मशीन इंटेलिजेंस को ह्यूमन इंटेलिजेंस के साथ मिलाना होगा।"

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