लीड्स जेनेटिक्स में अत्याधुनिक जीनोमिक मशीन स्थापित

इल्यूमिना आईस्कैन से जीनोमिक अनुसंधान को मिलेगी गति

टेलीग्राम संवाद

नई दिल्ली। जीनोमिक्स और जेनेटिक रिसर्च के क्षेत्र में तकनीकी क्षमता बढ़ाने की दिशा में लीड्स जेनेटिक्स ने अपनी प्रयोगशाला में अत्याधुनिक Illumina iScan™ Microarray System की सफल स्थापना की है। हाई-थ्रूपुट जीनोटाइपिंग और माइक्रोएरे आधारित जीनोमिक विश्लेषण के लिए विकसित यह प्लेटफॉर्म बड़ी संख्या में नमूनों के तेज और उच्च गुणवत्ता वाले विश्लेषण की क्षमता रखता है। इसके प्रयोग से मानव, पशु और पादप जीनोमिक्स से जुड़े अनुसंधान, जनसंख्या अध्ययन, ब्रीडिंग और प्रिसीजन जीनोमिक्स जैसे क्षेत्रों में प्रयोगशाला की क्षमता को विस्तार मिलने की संभावना है।

क्या है Illumina iScan™ Microarray System?

iScan मूल रूप से एक हाई-थ्रूपुट माइक्रोएरे स्कैनिंग सिस्टम है, जो Illumina के BeadChip माइक्रोएरे को तेजी और उच्च संवेदनशीलता के साथ स्कैन करता है। BeadChip की सतह पर बड़ी संख्या में विशिष्ट DNA probes मौजूद होते हैं। नमूने के DNA और इन probes के बीच होने वाली विशिष्ट प्रतिक्रिया से आनुवंशिक विविधताओं की पहचान के लिए सिग्नल तैयार होते हैं, जिन्हें iScan की ऑप्टिकल प्रणाली पढ़कर डिजिटल डेटा में बदलती है।

Illumina के अनुसार BeadArray तकनीक में सूक्ष्म silica beads पर विशिष्ट oligonucleotide probes लगाए जाते हैं। DNA के संबंधित हिस्से probe से जुड़ते हैं और fluorescent signal उत्पन्न होता है। अलग-अलग signal की तीव्रता से संबंधित genetic variant अथवा allele की जानकारी प्राप्त की जाती है।

कैसे काम करता है यह प्लेटफॉर्म?

iScan आधारित माइक्रोएरे वर्कफ्लो को मोटे तौर पर तीन चरणों में समझा जा सकता है—BeadChip तैयार करना, स्कैन करना और डेटा का विश्लेषण।

पहले शोध के उद्देश्य के अनुसार उपयुक्त Illumina BeadChip का चयन किया जाता है और DNA नमूने को संबंधित माइक्रोएरे assay के लिए तैयार किया जाता है। इसके बाद BeadChip को iScan में स्कैन किया जाता है। सिस्टम उच्च क्षमता वाले लेजर और ऑप्टिकल डिटेक्शन सिस्टम के माध्यम से fluorescent signals को रिकॉर्ड करता है। इसके बाद प्राप्त डेटा को संबंधित सॉफ्टवेयर के माध्यम से विश्लेषित कर genotype और अन्य जीनोमिक संकेतकों की व्याख्या की जाती है।

iScan में 532 nm और 658 nm की dual-laser excitation तथा लगभग 0.53 माइक्रोमीटर pixel resolution जैसी तकनीकी क्षमताएं हैं। Illumina के एक उदाहरण में Global Screening Array-24 के लिए automated scanning में लगभग 30 मिनट प्रति BeadChip और औसतन 1.25 मिनट प्रति sample का scan time बताया गया है; वास्तविक समय प्रयोगशाला configuration और array के प्रकार के अनुसार अलग हो सकता है।

मानव जीनोमिक्स में उपयोग

मानव जीनोमिक्स में माइक्रोएरे आधारित genotyping का इस्तेमाल बड़ी संख्या में ज्ञात genetic markers, विशेष रूप से SNPs, का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। इससे population genetics, genome-wide association studies (GWAS), pharmacogenomics, precision-health research और genetic variation से जुड़े अनुसंधानों में मदद मिल सकती है। कुछ arrays copy-number variation और loss of heterozygosity जैसे genomic changes के अध्ययन में भी उपयोगी हैं।

यहां एक महत्वपूर्ण अंतर समझना जरूरी है—iScan स्वयं DNA sequencing नहीं करता। यह Illumina BeadChip पर मौजूद fluorescent signals को उच्च सटीकता के साथ image/scan करता है। इसलिए इसे sequencing platform के बजाय microarray scanning platform के रूप में समझना अधिक सही है।

पशु और पादप जीनोमिक्स में नई संभावनाएं

जीनोमिक्स का दायरा केवल मानव स्वास्थ्य तक सीमित नहीं है। iScan प्लेटफॉर्म के लिए उपलब्ध array applications में plant और animal genotyping भी शामिल हैं। कृषि और पशुपालन अनुसंधान में genetic markers के अध्ययन से breeding programs, population analysis और वांछित आनुवंशिक विशेषताओं से जुड़े अनुसंधान को गति मिल सकती है।

पशु जीनोमिक्स में इसका उपयोग genomic breeding और population-level genetic analysis जैसे अनुसंधानों में किया जा सकता है, जबकि पादप जीनोमिक्स में विभिन्न प्रजातियों और breeding populations में genetic variation का अध्ययन किया जा सकता है। इससे डेटा आधारित breeding strategies विकसित करने में वैज्ञानिकों को मदद मिल सकती है।

शोधकर्ताओं के लिए सबसे बड़ा लाभ—स्केल और स्पीड

बड़े जीनोमिक अध्ययनों में हजारों नमूनों के डेटा को कम समय में प्रोसेस करना महत्वपूर्ण होता है। iScan इसी जरूरत को ध्यान में रखते हुए high-throughput scanning की सुविधा देता है। Illumina के अनुसार यह सिस्टम सैकड़ों से हजारों samples को तेजी से scan करने में सक्षम है और automation options के साथ throughput को बढ़ाया जा सकता है।

इसका दूसरा महत्वपूर्ण लाभ reproducibility और data quality है। एक समान workflow में बड़ी संख्या में samples को process करने से बड़े population studies और research projects के लिए standardized data generation को समर्थन मिलता है।

जीनोमिक इकोसिस्टम को मिलेगा विस्तार

लीड्स जेनेटिक्स में iScan की स्थापना को केवल एक नई मशीन के जुड़ने के तौर पर नहीं देखा जा रहा, बल्कि इसे प्रयोगशाला की high-throughput genomic analysis क्षमता के विस्तार के रूप में देखा जा सकता है। इससे बड़े पैमाने पर genotyping, population studies, breeding research और विभिन्न microarray-based applications को एक ही प्रयोगशाला इकोसिस्टम में आगे बढ़ाने की क्षमता विकसित होगी।जीनोमिक अनुसंधान में जहां हर sample से प्राप्त डेटा आगे की वैज्ञानिक व्याख्या की नींव बनता है, वहां तेज scanning, standardized workflow और scalable processing महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। iScan में automation और LIMS integration जैसी सुविधाएं भी workflow management तथा sample tracking को अधिक व्यवस्थित बनाने में मदद कर सकती हैं।लीड्स जेनेटिक्स की यह तकनीकी पहल भारत में जीनोमिक रिसर्च की बढ़ती जरूरतों के बीच एक महत्वपूर्ण कदम है।* Illumina iScan™ जैसे high-throughput microarray platform के जरिए मानव, पशु और पादप जीनोमिक्स में बड़े पैमाने पर डेटा जुटाने और उसका विश्लेषण करने की क्षमता को मजबूती मिल सकती है। यह क्षमता भविष्य में डेटा-आधारित बायोलॉजी, population genomics, breeding research और precision genomics से जुड़े वैज्ञानिक अध्ययनों के लिए उपयोगी आधार तैयार कर सकती है।