पोलो में दुनिया के पहले जीन-एडिटेड घोड़े

संदर्भ

अर्जेंटीना ने विश्व के पहले CRISPR-एडिटेड घोड़े विकसित किए हैं, जिससे पोलो जैसे विशिष्ट खेलों में आनुवंशिक इंजीनियरिंग की भूमिका पर वैश्विक बहस छिड़ गई है।

मुख्य बिंदु 

• अर्जेंटीना की एक बायोटेक फर्म, खेरॉन बायोटेक ने CRISPR-Cas9 तकनीक का उपयोग करके टारगेटिड जीन एडिटिंग के साथ पाँच क्लोन किए गए घोड़े तैयार किए।
• ये घोड़े पोलो प्यूरेजा (जो एक पुरस्कार विजेता घोडा है) नामक घोड़े के क्लोन हैं, जिनमें मांसपेशियों के द्रव्यमान एवं दौड़ने की क्षमता को बढ़ाने के लिए मायोस्टैटिन जीन की एडिटिंग की गई है।

जीन-एडिटिड घोड़े

• जीनोम की सटीक रूप से एडिटिंग करने के लिए CRISPR-Cas9 तकनीक का उपयोग किया गया है। यह गति, सहनशक्ति, मांसपेशियों की वृद्धि एवं पुनर्प्राप्ति क्षमता को बढ़ाती है। क्लोनिंग के विपरीत, जीन एडिटिंग एक सटीक आनुवंशिक प्रतिलिपि बनाए बिना विशिष्ट DNA अनुक्रमों को बदल देता है।
• क्लोनिंग का अग्रवर्ती: पहले क्लोन किए गए पोलो पोनीज 2010 के दशक में तैयार किए गए थे, परंतु अब यह परिवर्तन डायरेक्ट जीनोमिक इंटरवेंशन से संबंधित है।
• पहली बार स्वीकृति: ये घोड़े अब प्रतिस्पर्द्धी पोलो सर्किट में प्रवेश कर रहे हैं, जिससे संपूर्ण विश्व में चर्चा का विषय बने हुए हैं।

जीन एडिटिंग 

• संक्षिप्त विवरण: जीन एडिटिंग एक ऐसी तकनीक है, जो DNA स्ट्रैंड में एक या एक से अधिक ‘पॉइंट’ पर DNA अनुक्रमों को बदल सकती है। इसमें एक बेस को हटाना, परिवर्तित करना या एक नया जीन सम्मिलित करना भी शामिल है।
• प्रक्रिया: इस प्रक्रिया में तीन प्रमुख चरण शामिल हैं, जिनमें इच्छित जीन का सम्मिलन (Insertion), विलोपन (Deletion) एवं संशोधन (Modification) शामिल है।

CRISPR तकनीक (क्लस्टर्ड रेगुलरली इंटरस्पेस्ड शॉर्ट पैलिंड्रोमिक रिपीट्स)

• CRISPR एक शक्तिशाली जीन-एडिटिंग उपकरण है, जो वैज्ञानिकों को DNA अनुक्रम में विशिष्ट स्थानों पर आनुवंशिक सामग्री को जोड़ने, हटाने या परिवर्तित करने की अनुमति देता है।

घटक

• Cas9 एंजाइम: एक आणविक कैंची (Molecular Scissor), जो DNA को काटती है।
• गाइड RNA (gRNA): जीनोम में सटीक स्थान पर Cas9 को काटने के लिए निर्देशित करता है।

यह कैसे कार्य करता है

• gRNA लक्ष्य DNA से जुड़ता है।
• Cas9 निर्दिष्ट स्थान पर DNA को काटता है।
• कोशिकाएँ निम्नलिखित में से किसी एक तरीके से कट किए गए स्थान को सही करती हैं:
  • विजातीय सिरे को जोड़कर (जीन को निष्क्रिय कर सकता है)।
  • होमोलॉजी-निर्देशित मरम्मत (नए जीन सम्मिलित कर सकते हैं)।

अनुप्रयोग

• चिकित्सा: जीन थेरेपी, कैंसर अनुसंधान, वंशानुगत रोग उपचार।
• कृषि: कीट-प्रतिरोधी या जलवायु-प्रतिरोधी फसलें तैयार करना।
• पशु: वांछित लक्षणों में वृद्धि (जैसे- पशुधन या घुड़दौड़ के घोड़ों में मांसपेशियों की वृद्धि)।

लाभ

• उच्च परिशुद्धता।
• लागत-प्रभावी।
• पुरानी जीन-संपादन विधियों की तुलना में तीव्र।

अन्य जीन एडिटिंग तकनीक TALENs (ट्रांसक्रिप्शन एक्टिवेटर-लाइक इफेक्टर न्यूक्लिऐज): यह तकनीक जैथोमोनस बैक्टीरिया के प्रोटीन पर आधारित है जो विशिष्ट DNA अनुक्रमों को संयुक्त करती है। क्रियाविधि: DNA-बाइंडिंग प्रोटीन (TALEs) एक FokI न्यूक्लिऐज एंजाइम के साथ संलयित होती है। यह लक्ष्य DNA को सटीक रूप से पहचानता एवं विभाजित करता है। अनुप्रयोग आनुवंशिक रोगों में सुधार। रोग-प्रतिरोधी पौधे तैयार करना। लाभ: ZFNs की तुलना में अधिक परिशुद्धता। सीमाएँ: जटिल, श्रम-गहन, एवं CRISPR की तुलना में अधिक महँगी। ZFNs (जिंक फिंगर न्यूक्लिऐज): यह सबसे प्रारंभिक जीन एडिटिंग उपकरणों में से एक है (1990 का दशक)। क्रियाविधि: कृत्रिम जिंक फिंगर प्रोटीन, विशिष्ट DNA ट्रिपलेट्स की  पहचान करते हैं। DNA को काटने के लिए एक न्यूक्लिऐज एंजाइम के साथ संलयित। अनुप्रयोग: HIV प्रतिरोध के शुरुआती परीक्षणों में उपयोग किया गया। लाभ: प्रोग्रामेबल जीन एडिटिंग में अग्रणी। सीमाएँ ZFNs का डिजाइन कठिन है। कम लचीला, कम कुशल। बेस एडिटिंग: CRISPR के परिशोधन के रूप में वर्ष 2016 में प्रस्तुत किया गया। क्रियाविधि: दोनों DNA स्ट्रैंड को नहीं काटता। इसके बजाय, एक DNA बेस को दूसरे में सीधे बदलने के लिए एंजाइम का उपयोग करता है। (उदाहरण के लिए, C→T, A→G)। अनुप्रयोग: ‘सिंगल पॉइंट’ उत्परिवर्तनों को ठीक करना (लगभग 60% आनुवंशिक रोगों का कारण)। लाभ: अधिक सटीक, डबल-स्ट्रैंड ब्रेक के जोखिम को कम करता है। सीमाएँ: केवल ‘सिंगल बेस’ परिवर्तनों के लिए कार्य करता है। प्राइम एडिटिंग: वर्ष 2019 में एक उन्नत CRISPR संस्करण के रूप में प्रस्तुत। क्रियाविधि: Cas9 (संशोधित एंजाइम) + रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेज एंजाइम को संयोजित करता है। एक “जेनेटिक वर्ड प्रोसेसर” की तरह कार्य करता है। डीएनए अनुक्रमों को खोज, प्रतिस्थापित, सम्मिलित या हटा सकता है। अनुप्रयोग जटिल आनुवंशिक विकारों (जैसे- टे-सैक (Tay-Sachs), सिकल सेल) का उपचार। लाभ: मानक CRISPR की तुलना में अत्यंत सटीक एवं सुरक्षित। सीमाएँ: अभी भी प्रायोगिक चरण में है एवं वितरण चुनौतियाँ विद्यमान है।

घोड़ों में जीन एडिटिंग की चुनौतियाँ

• नैतिक चिंताएँ: पशु कल्याण, प्रयोगों के दौरान होने वाली पीड़ा एवं दीर्घकालिक स्वास्थ्य प्रभावों पर प्रश्न उठाती हैं। “स्वाभाविकता” तथा “ईश्वर की भूमिका” संबंधी अवधारणा पर दार्शनिक बहस।
• खेलों में निष्पक्षता: जीन-एडिटिड पशु पोलो, रेसिंग आदि जैसे प्रदर्शन-आधारित खेलों में अनुचित लाभ का कारण बन सकते हैं।
  • समान खेल के मैदान एवं प्रतिस्पर्द्धा की भावना को खतरा।
• नियामक एवं कानूनी खामियाँ: अधिकांश खेल निकायों में जीन-एडिटिड पशुओं से संबंधित ढाँचे की उपस्थिति का अभाव है।
  • कोई समान अंतरराष्ट्रीय दिशा-निर्देश नहीं हैं, जिससे प्रवर्तन कठिन हो जाता है।
• जैव विविधता एवं आनुवंशिक जोखिम: इंजीनियर्ड वंशावली (Engineered lineages) पर अत्यधिक निर्भरता आनुवंशिक विविधता को कम कर सकती है। बीमारियों, जलवायु तनाव या उत्परिवर्तनों के प्रति संवेदनशीलता बढ़ सकती है।

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