संशोधित CRISPR प्रौद्योगिकी: dCas9

संदर्भ 

भारतीय वैज्ञानिकों द्वारा dCas9 नामक एक संशोधित CRISPR उपकरण विकसित किया गया है, जो पौधों को गर्मी एवं रोगजनक तनाव के प्रति बेहतर प्रतिक्रिया देने में मदद करेगा।

संशोधित CRISPR टूल के बारे में

• पारंपरिक CRISPR, DNA को स्थायी रूप से काटने के लिए कैंची की तरह कार्य करता है
• इस संस्करण में dCas9 नामक संशोधित CRISPR का उपयोग किया जाता है, जो DNA को नहीं काटता। इसके बजाय, यह ‘जीन स्विच’ की तरह कार्य करता है।
• यह स्विच तब तक बंद रहता है, जब तक कि पौधे को तनाव (जैसे- गर्मी या बीमारी) का अनुभव न हो, जिससे सिस्टम ऊर्जा-कुशल और स्मार्ट बन जाता है।

यह कैसे कार्य करता है?

• वैज्ञानिकों ने टमाटर में उपस्थित प्रोटीन का एक छोटा-सा हिस्सा लिया (जिसे NACMTF3 से TM डोमेन कहा जाता है), जो सामान्य परिस्थितियों में जीन को अक्रिय रखता है।
• तनाव (जैसे- उच्च तापमान या बीमारी) के तहत, यह TM डोमेन स्विच को रिलीज करता है, जिससे यह नाभिक में चला जाता है और ‘डिफेन्स जीन’ को सक्रिय करता है।

कौन-से जीन सक्रिय होते हैं?

• रोग के हमलों के दौरान (जैसे- स्यूडोमोनास सिरिंजे द्वारा जीवाणु संक्रमण):
  • ‘डिफेन्स जीन’ CBP60g और SARD1 सक्रिय हो जाते हैं।
• गर्मी के तनाव के दौरान
• • ऊष्मा सहनशीलता जीन NAC2 और HSFA6b सक्रिय हो जाते हैं।
• तनाव के दौरान समय पर सक्रियण पौधे की सहनशीलता बढ़ाकर उसके जीवित रहने की संभावना को बेहतर बनाता है।

उपकरण का महत्त्व

• तनाव के प्रति सटीक प्रतिक्रिया: केवल आवश्यकता पड़ने पर ही सुरक्षा और गर्मी-प्रतिरोधक जीन को सक्रिय करता है, जिससे हीटवेव एवं बैक्टीरिया के हमलों जैसे खतरों से समय पर सुरक्षा सुनिश्चित होती है।
• ऊर्जा दक्षता: निरंतर जीन सक्रियण से बचकर पौधों की ऊर्जा का संरक्षण करता है, जीन केवल तनाव के समय ही सक्रिय होते हैं, जिससे चयापचय भार कम होता है।
• स्मार्ट कृषि का समर्थन करता है: यह ग्लोबल वार्मिंग के मद्देनजर स्मार्ट और सतत् कृषि की दिशा में एक महत्त्वपूर्ण कदम है।
  • वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि इस उपकरण का प्रयोग बैंगन और मिर्च जैसी अन्य फसलों पर भी किया जा सकता है, जिससे स्मार्ट कृषि का मार्ग प्रशस्त होगा।

CRISPR – Cas9 के बारे में CRISPR एक जीन-एडिटिंग उपकरण है, जिसका उपयोग किसी जीन के विशिष्ट खंडों को हटाकर, जोड़कर या परिवर्तित करके DNA को सटीक रूप से संशोधित करने के लिए किया जाता है। CRISPR-Cas9 प्रणाली के दो मुख्य घटक हैं:- Cas9 एंजाइम: आणविक कैंची के रूप में कार्य करता है, जीनोम में लक्षित स्थान पर DNA के दोनों स्ट्रैंड को काटता है। गाइड RNA (gRNA): एक छोटा, पूर्व-डिजाइन किया गया RNA अनुक्रम, जो लक्षित अनुक्रम से बँधकर Cas9 को विशिष्ट DNA स्थान पर निर्देशित करता है। DNA के कटने के बाद, कोशिका की अंतर्निहित मरम्मत प्रणाली का उपयोग विशिष्ट आनुवंशिक अनुक्रमों को हटाने, सम्मिलित करने या प्रतिस्थापित करने हेतु किया जाता है, जिससे सटीक और लक्षित जीनोम एडिटिंग संभव हो पाती है।

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