समुदायातील जिवाणू वेगळे ओळखण्यासाठी ‘इमू’ उपयुक्त

राइस विद्यापीठातील (Rice University) संगणक शास्त्रज्ञांनी एकूण समुदायातून जिवाणूंच्या प्रजाती (Bacteria Genus) वेगळ्या ओळखण्यासाठी इमू (Emu) नावाचे जनुकीय संरचनेच्या वाचनासाठी एक अल्गोरिदम विकसित केले आहे. या संगणकीय प्रणालीमुळे एकूण समुदायातील उपयुक्त जिवाणूंपासून हानिकारक जिवाणू वेगळे करणे सोपे आहे. याचा फायदा शेती, पर्यावरण आणि पचनसंस्थेतील जिवाणूंची नेमकी (Bacteria Identification) ओळख पटवण्यासाठी होणार आहे.

१९७७ मध्ये कार्ल वोईज यांनी पहिल्यांदा आरआरएनएचा (rRNA, ribosomal ribonucleic acid) उपभाग असलेल्या ‘१६ एस’चा वापर केला होता. हा उपभाग जिवाणू आणि आर्किया (केंद्रक नसलेल्या एकपेशीय सूक्ष्मजीवांचा एक प्रकार) यामध्ये बऱ्यापैकी समान असून, त्यातील काही भाग हा स्पष्टपणे वेगळा असतो. त्यामुळे जिवाणूंची ओळख पटवणे तुलनेने सोपे होते. त्याविषयी माहिती देताना क्रिस्टेन करी यांनी सांगितले, की सामान्यपणे सूक्ष्मजीवांच्या समुदायामध्ये जिवाणू आणि आर्किया दोन्ही एकत्रितपणे आढळतात. त्यांचे विश्‍लेषण करताना ते वेगळे करण्यामध्ये अडचणी येतात. सुरुवातीला आपल्या संशोधनाचे लक्ष्य हे हानिकारक जिवाणू इतकेच होते. अन्य जिवाणूबाबत फारसे लक्ष दिले जात नव्हते. मात्र गेल्या वीस वर्षांमध्ये अन्य जिवाणूंचे महत्त्वही आपल्याला समजू लागले आहे. हे जिवाणू माती, पाणी, पचनसंस्थेच्या वेगवेगळ्या टप्प्यात कार्यरत असतात. त्यांचे चांगले वाईट परिणाम पिके, कार्बन साखळी आणि मानवी आरोग्यावर होत असतात.

संगणक शास्त्रज्ञ टोड ट्रेन्गेन यांनी सांगितले, की ‘१६ एस’ जनुकांमध्ये सुमारे १५०० गुणसूत्राच्या जोड्या असून, त्याच्या केवळ २५ ते ३० टक्के भागाचे सिक्वेन्सिंग पूर्वीच्या तंत्रज्ञानाने शक्य होत असे. अचूकतेसाठी संपूर्ण जोड्यांचा अभ्यास करण्याची गरज पूर्ण होत नसे. आताचे तंत्रज्ञानही तितके अचूक झालेले नाही. आजही सुमारे १० टक्के त्रुटी राहतात. पुनरावृत्ती होणाऱ्या जोड्यांमुळे अनेक त्रुटी निर्माण होतात.

एका नमुन्यामध्ये हजारो जिवाणू जातींचा समावेश असतो. त्यांच्या एकत्रित मिश्रणामुळे तयार होणारी गुंतागुंतही या त्रुटींसाठी महत्त्वाची ठरते. अशा अनेक त्रुटी कमी करण्याचा प्रयत्न या नव्या संशोधनातून करण्यात आलेला आहे.

या संशोधनामध्ये राइस विद्यापीठातील शास्त्रज्ञ, त्यांचे जर्मनीतील सहकारी आणि ‘होस्टन रिसर्च इन्स्टिट्यूट’, ‘बायर कॉलेज ऑफ मेडिसीन’ यांचा समावेश होता. हे संशोधन ‘जर्नल नेचर मेथड्स’ मध्ये प्रकाशित करण्यात आले.

इमू काय आहे?

इमू हे एक मायक्रोबियल कम्युनिटी प्रोफायलिंग सॉफ्टवेअर आहे. या सॉफ्टवेअरचा विकास संगणक शास्त्रज्ञ टोड ट्रेन्गेन आणि त्यांचे विद्यार्थी क्रिस्टेन करी यांनी केला आहे. हे सॉफ्टवेअर एकूण गुणसूत्रांच्या दीर्घ अशा संरचनेमधून (डीएनए सिक्वेन्सेस) जिवाणू कार्यक्षमपणे वेगळे करणे शक्य होते. त्यामुळे माणूस आणि पर्यावरण दोहोंसाठी हानिकारक आणि उपकारक जिवाणू वेगळे ओळखणे, त्यांचा अभ्यास करणे शक्य होणार आहे.