आईजीईएम और 5 दिलचस्प परियोजनाएं

आईआईएसईआर पुणे II . द्वारा लिखित

IGEM क्या है?

इंटरनेशनल जेनेटिकली इंजीनियर मशीन (iGEM) फाउंडेशन एक स्वतंत्र, गैर-लाभकारी संगठन है जो सिंथेटिक जीव विज्ञान, शिक्षा की उन्नति और एक खुले समुदाय और सहयोग के विकास के लिए समर्पित है। यह एक खुले, सहकारी समुदाय और मैत्रीपूर्ण प्रतिस्पर्धा को बढ़ावा देकर किया जाता है।

iGEM ​​का सबसे बड़ा कार्यक्रम iGEM प्रतियोगिता है। IGEM प्रतियोगिता छात्रों को दुनिया के सामने आने वाले मुद्दों से निपटकर सिंथेटिक जीव विज्ञान की सीमाओं को आगे बढ़ाने का अवसर देती है। मुख्य रूप से विश्वविद्यालय के छात्रों से बनी, बहु-विषयक टीमें विनिमेय जैविक भागों और मानक आणविक जीव विज्ञान तकनीकों का उपयोग करके अपने स्वयं के डिजाइन की एक प्रणाली को डिजाइन, निर्माण, परीक्षण और मापने के लिए मिलकर काम करती हैं। हर साल लगभग 6,000 लोग अपनी गर्मी को आईजीईएम को समर्पित करते हैं और फिर पतझड़ में अपना काम पेश करने और वार्षिक जंबोरे में प्रतिस्पर्धा करने के लिए एक साथ आते हैं।

IGEM प्रतियोगिता हर साल हजारों छात्रों को अपने स्थानीय समुदायों में अद्वितीय चुनौतियों का समाधान करने के लिए टीमों में काम करने के लिए प्रेरित करती है। यह भाग लेने वाली टीमों की परियोजनाओं को प्रदर्शित करके और पदक, पुरस्कार, भव्य पुरस्कार और बायोब्रिक ट्राफियां प्रदान करके वार्षिक जायंट जंबोरी में टीम की उपलब्धियों का जश्न मनाता है। IGEM जैव सुरक्षा, जैव सुरक्षा और सार्वजनिक पहुंच में अपने प्रयासों के माध्यम से जिम्मेदार नवाचार को प्रेरित करता है।

iGEM ​​मानकीकृत भागों के साथ सिंथेटिक जीव विज्ञान में मानक निर्धारित करता है।

आईजीईएम समुदाय

IGEM समुदाय दुनिया भर के 45 से अधिक देशों के अंतरराष्ट्रीय ट्रेलब्लेज़र से बना है। 2017 में iGEM ने आफ्टर iGEM प्रोग्राम लॉन्च किया। यह कार्यक्रम 40,000 से अधिक iGEMers - छात्रों और प्रशिक्षकों का समर्थन करता है - जो 2004 में अपनी स्थापना के बाद से प्रतियोगिता से गुजरे हैं। यह वैश्विक नेटवर्क क्षेत्र का नेतृत्व कर रहा है, जो उन्होंने प्रतियोगिता में सीखा है और एक बेहतर दुनिया का निर्माण जारी रखने के लिए इसका विस्तार कर रहा है।

मुकाबला

दुनिया भर से बहु-विषयक छात्र टीमें अत्याधुनिक सिंथेटिक जीव विज्ञान का उपयोग करके परियोजनाओं को डिजाइन, निर्माण और परीक्षण करके पदक और पुरस्कारों के लिए प्रतिस्पर्धा करती हैं। टीमें विकि, वीडियो और प्रस्तुतियों जैसे डिलिवरेबल्स के माध्यम से अपने काम का दस्तावेजीकरण करती हैं, और जजों के विशेषज्ञ पैनल द्वारा मूल्यांकन किया जाता है।

आईजीईएम का इतिहास

आईजीईएम जनवरी 2003 में मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) में एक स्वतंत्र अध्ययन पाठ्यक्रम के रूप में शुरू हुआ जहां छात्रों ने कोशिकाओं को पलक झपकने के लिए जैविक उपकरण विकसित किए। यह कोर्स 2004 में 5 टीमों के साथ एक ग्रीष्मकालीन प्रतियोगिता बन गया और 2005 में 13 टीमों तक बढ़ता रहा; अब 2019 में इसका विस्तार 353 टीमों तक हो गया है, जो 40 से अधिक देशों में पहुंच गया है।

5 दिलचस्प आईजीईएम परियोजनाएं

1. टीम मारबर्ग द्वारा ओपनप्लास्ट 2021 (1)

जलवायु परिवर्तन कृषि को मानवता के इतिहास में सबसे बड़ी चुनौती के रूप में प्रस्तुत करता है। उच्च तापमान, सूखा और बाढ़ और भी अधिक जटिलताएं पैदा करेंगे और हमारी खाद्य आपूर्ति श्रृंखला पर और दबाव डालेंगे।

इन चुनौतियों से निपटने के लिए हमें ऐसी फसलों की जरूरत है, जो इन सभी समस्याओं का सामना कर सकें। लेकिन वर्तमान में हम जिस एक समस्या का सामना कर रहे हैं, वह है फसल प्रजनन और सुधार में नवाचार की गति, जो बहुत धीमी है।

टीम ने प्लांट सिंथेटिक बायोलॉजी के डिजाइन-बिल्ड-टेस्ट-लर्न चक्र में तेजी लाने के लिए विभिन्न प्लांट मॉडल जीवों और औद्योगिक रूप से प्रासंगिक फसलों के लिए क्लोरोप्लास्ट के सेल-फ्री सिस्टम को सफलतापूर्वक विकसित किया है। यह तकनीक, विभिन्न पौधों की आनुवंशिक इंजीनियरिंग के लिए समय में भारी कमी प्रदान करती है।

यह तकनीक कई फायदे प्रदान करती है, जैसे कुशल समरूप पुनर्संयोजन के माध्यम से उच्च परिशुद्धता आनुवंशिक इंजीनियरिंग, ट्रांसजीन साइलेंसिंग की अनुपस्थिति, सिंथेटिक ऑपेरॉन में ट्रांसजीन स्टैकिंग की संभावना और जीन उत्पादों की उच्च-स्तरीय अभिव्यक्ति की क्षमता।

2. टीम लीडेन द्वारा रैपिडेमिक 2020 (2)

COVID-19 महामारी ने परीक्षण क्षमता के महत्व को प्रदर्शित किया, क्योंकि संक्रमित व्यक्तियों को अलग-थलग करना आबादी के बीच फैलने वाली बीमारी को प्रतिबंधित करने के लिए महत्वपूर्ण है। एक सीमित परीक्षण क्षमता के परिणामस्वरूप कई संक्रमित व्यक्ति अनियंत्रित हो सकते हैं, जिससे प्रकोप के दौरान वास्तविक संक्रमणों का गलत अनुमान लगाया जा सकता है। इससे रोग नियंत्रण को खतरा है और मामलों की संख्या बढ़ सकती है। रैपिड पॉइंट-ऑफ-केयर टेस्टिंग किट जैसे 'रैपिडेमिक' तेजी से और अधिक लगातार परीक्षण की अनुमति देगा, जो संक्रामक रोगों की रोकथाम के लिए आवश्यक है। तेजी से नैदानिक ​​प्रतिक्रिया प्रकोप को नियंत्रित करने में सहायता करेगी और मामलों की संख्या को कम करेगी।

पीसीआर जैसे न्यूक्लिक एसिड एम्प्लीफिकेशन टेस्ट का एक बड़ा दोष यह है कि इसके लिए थर्मोसायकलर्स, प्रयोगशालाओं और कुशल ऑपरेटरों जैसे महंगे उपायों की आवश्यकता होती है। दूसरी ओर एंटीजन-आधारित परीक्षण विकसित होने में लंबा समय लेते हैं, जबकि तेजी से नैदानिक ​​प्रतिक्रिया महत्वपूर्ण है। संक्रमण के शुरुआती चरणों में एंटीबॉडी परीक्षण का उपयोग नहीं किया जा सकता है।

इस परियोजना में एक लेबल-मुक्त, उपयोग में आसान डायग्नोस्टिक डिवाइस के लिए प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट का विकास शामिल है। इसकी परीक्षण विधि को रोगजनकों के डीएनए या आरएनए का पता लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिससे संक्रमण के शुरुआती चरणों में पहचान की अनुमति मिलती है। इसके अलावा, किट को प्रजाति-विशिष्ट बनाने के लिए केवल प्राइमरों को जोड़ने की आवश्यकता होती है। यह एक मॉड्यूलर डिज़ाइन बनाता है जिसे किसी भी रोगज़नक़ को फिट करने के लिए जल्दी और आसानी से समायोजित किया जा सकता है। लक्ष्य भौगोलिक स्थिति की परवाह किए बिना डिवाइस को सभी के लिए सुलभ बनाना था।

3.Elixio टीम टूलूज़ INSA-UPS 2021 (3) द्वारा

परफ्यूम हमारे दैनिक जीवन में धारणा को प्रभावित करते हैं। परफ्यूम की वास्तविकता इतनी ग्लैमरस नहीं है क्योंकि अधिकांश गैर-टिकाऊ प्रक्रियाओं से जारी की जाती हैं। यह उन सुगंधों के लिए विशेष रूप से सच है जिन्हें वायलेट जैसे तथाकथित मूक फूलों से निकालना असंभव है। Elixio प्रोजेक्ट का उद्देश्य यह प्रदर्शित करना है कि छात्रों की एक छोटी टीम द्वारा भी, सिंथेटिक जीव विज्ञान का उपयोग करके मूल्यवान सुगंधों को आसानी से बनाया जा सकता है। टीम ने एक सिंथेटिक कंसोर्टियम तैयार किया है जिसमें इंजीनियर सायनोबैक्टीरियम और यीस्ट शामिल हैं और वायुमंडलीय CO2 से वायलेट गंध अणुओं के स्थायी उत्पादन की अनुमति देता है। उन्होंने वायलेट सुगंध को फिर से बनाने के लिए आवश्यक सभी एंजाइमों को सशर्त रूप से व्यक्त करने के लिए दोनों उपभेदों को सफलतापूर्वक इंजीनियर किया है। इसके अलावा, उन्होंने अपने खमीर द्वारा आयनोन के उत्पादन का प्रदर्शन किया था जिसमें बैंगनी रंग की गंध आती है! Elixio परियोजना ने पहले ही उद्योग का ध्यान आकर्षित किया है और उन्हें निश्चित रूप से IGEM और इत्र की दुनिया के बीच नए उद्घाटन पर गर्व है।

4. एनयू कजाकिस्तान द्वारा रेमी 2021 (4)

आधुनिक दिनों में तेल और गैस उत्पादन की बढ़ती मांग उच्च उत्पादन और वितरण दरों को बढ़ावा देती है। ऐसी प्रक्रियाओं में तेल रिसाव की घटना असामान्य नहीं है और विशाल बहुमत के लिए बेहिसाब छोड़ दिया जाता है। मौजूदा उपचार विधियां दुर्घटना के तुरंत बाद स्थानीयकृत फैल के लिए ही कुशल हैं, जबकि लंबी अवधि में वे कजाकिस्तान के स्थानिक वनस्पतियों और जीवों के लिए महंगी और खतरनाक हैं। यह परियोजना कच्चे तेल के बायोरेमेडिएशन के लिए एक नया एजेंट विकसित करके इस समस्या का समाधान प्रस्तावित करती है - रेमी, डू एट!। विशेष रूप से, वे गैर-विषैले स्यूडोमोनास पुटिडा को संशोधित करते हैं, जो क्रमशः एनएडी सिंथेटेज़ और रमनोलिपिड्स के लिए कोडिंग, एनएडीई और आरएचएलए / बी जीन के ओवरएक्प्रेशन के लिए दोहरे-प्रेरक प्रणाली का उपयोग करते हैं। इलेक्ट्रोफेरमेंटेटिव परिस्थितियों में बायोफिल्म के रूप में उगाए जाने पर मेटाबॉलिक रूप से इंजीनियर बैक्टीरिया रमनोलिपिड्स की उच्च उपज प्रदर्शित करते हैं। चूंकि उत्पादित रमनोलिपिड्स बायोसर्फैक्टेंट हैं जो कच्चे तेल का पायसीकारी करते हैं, परिणामी उत्पाद का उपयोग सीधे पारिस्थितिक संवेदनशील क्षेत्रों में तेल फैल के उपचार के लिए किया जा सकता है।

5. UNILausanne 2021 (5) द्वारा अप्रीफ़्रीज़

देर से वसंत के जमने से पौधों में पाले से क्षति होती है, जिसके परिणामस्वरूप महत्वपूर्ण फसल का नुकसान होता है, विशेष रूप से स्विस क्षेत्र वैलेस में खुबानी के लिए। जब तापमान शून्य से नीचे चला जाता है, तो बर्फ के क्रिस्टल संवेदनशील पौधों के ऊतकों का निर्माण और नष्ट कर देते हैं। स्यूडोमोनास सीरिंज के कारण यह समस्या और बढ़ जाती है। सीरिंज, खुबानी के पेड़ों का एक सामान्य रोगज़नक़ है जो आइस-न्यूक्लिएशन प्रोटीन का उत्पादन करता है जो बर्फ के क्रिस्टल के निर्माण को बढ़ावा देता है। परियोजना का उद्देश्य खुबानी के पेड़ों को पाले से होने वाले नुकसान से बचाने के लिए जैविक उपचार खोजना है। इस परियोजना द्वारा तीन अलग-अलग संयोजनीय दृष्टिकोण अपनाए गए हैं। सबसे पहले, यह एस्चेरिचिया कोलाई को एंटीफ्ीज़ प्रोटीन का अधिक उत्पादन करने के लिए इंजीनियर करता है, जिसे हम शुद्ध करते हैं और पौधों पर स्प्रे करते हैं, ताकि वे बर्फ के क्रिस्टल से बंध जाएं और उनके विकास को रोक दें। दूसरे, टीम विशेष रूप से पी. सिरिंज को मारने के लिए टेलोसिन, जीवाणुनाशक प्रोटीन परिसरों का भी उत्पादन करती है। अंत में, वे एक फेज का उपयोग करते हैं जो आइस न्यूक्लीयटिंग प्रोटीन के लिए जीन कोडिंग को हटाने के लिए पौधों पर CRISPR/Cas9 और एक गाइड RNA को P. सिरिंज में वितरित करता है।

सन्दर्भ:

1. टीम: मारबर्ग - 2021.igem.org [इंटरनेट]। [उद्धृत 2022 अक्टूबर 12]। से उपलब्ध: https://2021.igem.org/Team:Marburg

2. टीम: लीडेन - 2020.igem.org [इंटरनेट]। [उद्धृत 2022 अक्टूबर 12]। से उपलब्ध: https://2020.igem.org/Team:Leiden

3. टीम: टूलूज़ INSA-UPS - 2021.igem.org [इंटरनेट]। [उद्धृत 2022 अक्टूबर 12]। से उपलब्ध: https://2021.igem.org/Team:Touluse_INSA-UPS

4. टीम: एनयू कजाकिस्तान - 2021.igem.org [इंटरनेट]। [उद्धृत 2022 अक्टूबर 12]। से उपलब्ध: https://2021.igem.org/Team:NU_Kazakhstan

5. टीम: UNILausanne - 2021.igem.org [इंटरनेट]। [उद्धृत 2022 अक्टूबर 12]। से उपलब्ध: https://2021.igem.org/Team:UNILausanne