बैक्टीरिया के नए "शिकारियों" का खुलासा! "पाँच ब्लेड जो लिपिड छीनते हैं" - शिकारी बैक्टीरिया के छुपे हुए "सुपर हथियार" PopA का धमाका

1. प्रस्तावना― "बैक्टीरिया खाने वाले बैक्टीरिया" की विचित्र पारिस्थितिकी

एंटीबायोटिक्स के खिलाफ प्रतिरोधी सुपरबग्स (AMR) वर्तमान में विश्व स्वास्थ्य संगठन (WHO) द्वारा चेतावनी दी जा रही "मौन महामारी" हैं। इसके उपाय के रूप में जो ध्यान आकर्षित कर रहा है, वह है बैक्टीरिया को खाने वाले बैक्टीरिया── जैसे कि Bdellovibrio bacteriovorus (आगे Bdellovibrio)।

Bdellovibrio अपने शिकार, ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया, पर हमला करता है, उसकी कोशिका भित्ति को तोड़कर अंदर प्रवेश करता है, पोषक तत्वों को अवशोषित करता है और विभाजित होने के बाद अपने मेजबान को नष्ट करके बाहर निकलता है। यह वास्तव में बैक्टीरिया की दुनिया का भेड़िया है। 1970 के दशक से इस पर शोध चल रहा है, लेकिन इसके आक्रमण तंत्र में अभी भी कई ब्लैक बॉक्स हैं।en.wikipedia.org

जुलाई 2025 में, बर्मिंघम विश्वविद्यालय के नेतृत्व में एक अंतरराष्ट्रीय शोध समूह ने इस शिकारी के "हथियार" के एक पहलू को स्पष्ट किया। उन्होंने जिस पर ध्यान केंद्रित किया वह था PopA नामक बाहरी झिल्ली प्रोटीन (OMP)। पारंपरिक रूप से एकल या त्रिक के रूप में माने जाने वाले OMP को वास्तव में **पंचक (पेंटामर)** बनाते हुए पाया गया, और यह एक अनोखी संरचना रखता है जो आसपास के लिपिड को "स्कूप" करने की तरह पकड़ता है।

शोध दल ने एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी, क्रायो इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी और AI संरचना पूर्वानुमान को मिलाकर PopA की "कटोरे के आकार" की त्रि-आयामी संरचना और लिपिड ट्रैप तंत्र को दृश्य बनाया। इसके अलावा, समानता खोज के परिणामस्वरूप, टेट्रामर, हेक्सामर, नोनामर जैसी विभिन्न मात्रा में "भाई प्रोटीन" विभिन्न प्रकार के बैक्टीरिया में छिपे हुए पाए गए, और एक अनदेखी "सुपर फैमिली" के अस्तित्व का संकेत मिला।phys.orgnature.com

2. अनुसंधान का विवरण― लिपिड को छीनने की नई शिकारी रणनीति

2-1 पूर्व की धारणाओं के साथ टकराव

अब तक OMP के बहुलता को परिवहन चैनल की स्थिरता या बाहरी कोशिका संरचना (पिलस) के निर्माण के सीमित कार्यों से जोड़ा गया था। लेकिन PopA "लिपिड ट्रैप" जैसी पूरी तरह से अलग रणनीति अपनाता है। यह झिल्ली बनाने वाले फॉस्फोलिपिड्स और फैटी एसिड्स को सीधे पकड़ता है, जिससे मेजबान झिल्ली में स्थानीय क्षति हो सकती है और इसकी मारक क्षमता बढ़ सकती है। इसके अलावा, E. coli में कृत्रिम अभिव्यक्ति से मेजबान झिल्ली आंशिक रूप से टूट गई और विकास में कमी आई।phys.org

2-2 सुपर फैमिली का विस्तार

AI आधारित FoldSeek खोज द्वारा, समुद्री, मिट्टी, मेजबान सहजीवी प्रकार जैसे पर्यावरणों में PopA समान प्रोटीन पाए गए। यह "शिकारी विशेष हथियार" की पारंपरिक छवि को चुनौती देता है और बैक्टीरिया के बीच प्रतिस्पर्धा का सार्वभौमिक उपकरण होने की संभावना का सुझाव देता है। रोगजनक बैक्टीरिया के मेजबान कोशिका झिल्ली को नष्ट करने की प्रक्रिया और बायोफिल्म विघटन एजेंट के रूप में इसके अनुप्रयोग की उम्मीद की जाती है।eurekalert.org

3. विशेषज्ञ टिप्पणियाँ

• एंड्रयू लवेरिंग प्रोफेसर (बर्मिंघम विश्वविद्यालय, संरचनात्मक जीवविज्ञान)

  "बैक्टीरियल बाहरी झिल्ली के 'पाठ्यपुस्तक मॉडल' को फिर से लिखने की खोज है। PopA की पंचक संरचना 'अपवाद' नहीं, बल्कि 'पूर्ववृत्ति' बन सकती है।"

• आर. एलिजाबेथ सॉकेट प्रोफेसर (नॉटिंघम विश्वविद्यालय, सूक्ष्म जीवविज्ञान)

  "Bdellovibrio अनुसंधान शिकारी घटना की पहेली को सुलझाने से एंटीबैक्टीरियल तकनीक की ओर स्थानांतरित हो रहा है। PopA सुपर फैमिली की पहचान इस पुल का काम करेगी।"

4. सोशल मीडिया पर प्रतिक्रिया

शोध की घोषणा के बाद, #PopA #BacterialPredator जैसे हैशटैग X (पूर्व में ट्विटर) और Mastodon पर तेजी से उभरे।

बायोइन्फोर्मेटिक्स प्रभावितकर्ता इसे "प्राकृतिक एंटीबायोटिक फैक्ट्री" के रूप में प्रशंसा कर रहे हैं, जबकि सिंथेटिक जीवविज्ञानियों से "गलत संचालन होने पर उपयोगी बैक्टीरिया भी शिकार बन सकते हैं" जैसी सतर्कता की आवाजें उठ रही हैं, और चर्चा फैल रही है।

5. चिकित्सा और औद्योगिक अनुप्रयोग की संभावनाएं

• वैकल्पिक एंटीबायोटिक्स
  PopA की लिपिड ट्रैप गतिविधि की नकल करने वाले पेप्टाइड्स/छोटे अणु यौगिक बाहरी झिल्ली को नष्ट करने वाले एंटीबैक्टीरियल एजेंट के रूप में एक नई श्रेणी बना सकते हैं।

• बायोरिमेडिएशन
  तेल प्रदूषण वाले पर्यावरण में लिपिड को पकड़ने की क्षमता का उपयोग करके प्रदूषण हटाने में मदद करने के लिए कृत्रिम सूक्ष्मजीव समूहों की डिज़ाइन की जा रही है।

• सिंथेटिक जीवविज्ञान प्लेटफार्म
  PopA सुपर फैमिली को मॉड्यूलर बनाकर, बाहरी कोशिका वेसिकल्स को लक्षित करने या लिपोसोम-आधारित ड्रग डिलीवरी के उद्घाटन नियंत्रण में उपयोग किया जा सकता है।

6. चुनौतियाँ और दृष्टिकोण

1. गैर-शिकारी बैक्टीरिया में कार्य
   विभिन्न बैक्टीरिया में PopA समानता के अस्तित्व का कारण अस्पष्ट है। रक्षात्मक पक्ष (शिकार पक्ष) के झिल्ली संशोधन उपकरण के रूप में एक विपरीत परिदृश्य भी उभर रहा है।

2. संरचनात्मक विविधता का अर्थ
   चतुर्थक या नवमक पंचक से बड़े लिपिड पूल को पकड़ते हैं, या वे पूरी तरह से अलग सब्सट्रेट को लक्षित करते हैं।

3. इन विवो परीक्षण
   पशु मॉडल में सुरक्षा और प्रभावशीलता का मूल्यांकन अनिवार्य है। विशेष रूप से आंत के माइक्रोबायोम पर प्रभाव के लिए जटिल प्रणाली सिमुलेशन और प्रयोग दोनों की आवश्यकता होती है।

7. निष्कर्ष

PopA की खोज ने शिकारी बैक्टीरिया अनुसंधान के गियर को "पारिस्थितिकी समझ" से "आणविक हथियारों के उपयोग" की ओर बड़े पैमाने पर बदल दिया है। "बैक्टीरिया के बीच हथियारों की दौड़" को देखना मानवता के लिए नए एंटीबैक्टीरियल रणनीतियों को प्राप्त करने का सबसे छोटा मार्ग हो सकता है। अगली पीढ़ी के सीक्वेंसर और AI संरचना पूर्वानुमान द्वारा लाई गई "छिपी हुई सुपर फैमिली" की खोज की लहर आगे भी जारी रहेगी।