जीन एडिटिंग टूल सीआरआईएसपीआर दुनिया भर में फैल रहे सबसे घातक वायरस में से एक से लड़ने में महत्वपूर्ण हो सकता है - एक ऐसा वायरस जिसने 2020 से लाखों लोगों की जान ले ली है।
निःसंदेह, यह कोविड-19 नहीं है। यह वायरस एक प्रकार का विशेष रूप से आक्रामक बर्ड फ्लू है जो दुनिया भर में मुर्गियों की आबादी को नष्ट कर देता है। हृदयविदारक बात यह है कि बीमारी को रोकने के लिए कई झुंडों को मार दिया गया है। एक दर्जन अंडों की आसमान छूती कीमतें? यह फ़्लू स्ट्रेन आंशिक रूप से दोषी है।
किराना बिल के अलावा, पोल्ट्री के बीच वायरस की जंगल की आग फैलने से यह खतरनाक संभावना भी बढ़ जाती है कि यह मनुष्यों सहित अन्य प्रजातियों में भी फैल सकता है। के अनुसार विश्व स्वास्थ्य संगठन के अनुसार, तीन महाद्वीपों के 10 देशों ने 2022 से स्तनधारियों में बर्ड फ्लू वायरस के लक्षण बताए हैं, जिससे एक और महामारी की चिंता बढ़ गई है।
कई देशों ने लॉन्च किया है टीकाकरण अभियान वायरस से लड़ने के लिए. लेकिन यह एक दुर्जेय शत्रु है. मानव फ्लू के प्रकारों की तरह, वायरस तेजी से उत्परिवर्तित होता है और समय के साथ टीकों को कम प्रभावी बना देता है।
लेकिन क्या होगा अगर हम संक्रमण को शुरुआत में ही ख़त्म कर सकें?
इस हफ्ते, एक टीम यूके से इंजीनियर्ड "सुपर मुर्गियां" आम बर्ड फ्लू के प्रति प्रतिरोधी हैं। चिकन प्राइमर्डियल जर्म कोशिकाओं में - जो शुक्राणु और अंडे में विकसित होते हैं - उन्होंने वायरस प्रजनन के लिए महत्वपूर्ण एक जीन को संशोधित करने के लिए CRISPR-Cas9 का उपयोग किया।
संपादित मुर्गियाँ बढ़ीं और अपने गैर-संपादित "नियंत्रण" साथियों की तरह व्यवहार किया। वे स्वस्थ थे, सामान्य संख्या में अंडे देते थे और अपने बाड़ों में ख़ुशी से अंडे देते थे। लेकिन उनकी आनुवंशिक वृद्धि तब चमकी जब उन्हें फ्लू की वास्तविक जीवन की खुराक के साथ चुनौती दी गई, जो एक संक्रमित कॉप में प्रसारित हो सकती है। संपादित मुर्गियों ने वायरस से लड़ाई की। सभी नियंत्रण पक्षियों को फ्लू हो गया।
परिणाम "एक लंबे समय से प्रतीक्षित उपलब्धि हैं," चेक एकेडमी ऑफ साइंसेज के इंस्टीट्यूट ऑफ मॉलिक्यूलर जेनेटिक्स के डॉ. जिरी हेजनार, जो अध्ययन में शामिल नहीं थे, बोला था विज्ञान. 2020 में वापस, हेजनार ने CRISPR का उपयोग किया कैंसर पैदा करने वाले वायरस के प्रति प्रतिरोधी मुर्गियों को इंजीनियर करना, पक्षियों में कुशल जीन संपादन का मार्ग प्रशस्त करना।
प्रौद्योगिकी को अभी भी रास्ता तय करना है। आनुवांशिक वृद्धि के बावजूद, वायरस की बड़ी खुराक से चुनौती मिलने पर आधे संपादित पक्षी बीमार हो गए। प्रयोग के इस भाग ने एक लाल झंडा भी उठाया: वायरस तेजी से उत्परिवर्तन के साथ जीन संपादन के लिए अनुकूलित हो गया जिसने इसे एक बेहतर प्रसारक बना दिया - न केवल पक्षियों के बीच, बल्कि ऐसे उत्परिवर्तन भी प्राप्त कर रहा था जो मनुष्यों में प्रवेश कर सकते थे।
इंपीरियल कॉलेज लंदन में अध्ययन लेखक डॉ. वेंडी बार्कले ने एक संवाददाता सम्मेलन में कहा, "इससे हमें इस अवधारणा का प्रमाण मिला कि हम मुर्गियों को वायरस के प्रति प्रतिरोधी बनाने की दिशा में आगे बढ़ सकते हैं।" "लेकिन हम अभी तक वहां नहीं हैं।"
निशाना
2016 में, बार्कले ने एक चिकन जीन की खोज की जिसका उपयोग बर्ड फ्लू वायरस चिकन कोशिकाओं के अंदर संक्रमित करने और बढ़ने के लिए करते हैं। ANP32A कहा जाता है, यह जीन परिवार का हिस्सा है जो प्रोटीन बनाने के लिए डीएनए जानकारी को अन्य जैव रासायनिक दूतों में अनुवादित करता है। एक बार पक्षी कोशिका के अंदर, फ्लू वायरस अपनी अधिक प्रतियां बनाने और आस-पास की कोशिकाओं में फैलने के लिए जीन के उत्पादों को सहयोजित कर सकता है।
ANP32A कोशिकाओं और वायरस के बीच एकमात्र आनुवंशिक लिंक नहीं है। बाद में एक अध्ययन एक दूसरा "सुरक्षात्मक" जीन मिला जो फ़्लू वायरस को कोशिकाओं में बढ़ने से रोकता है। जीन ANP32A के समान है, लेकिन दो बड़े बदलावों के साथ वायरस का कोशिका से कनेक्शन टूट जाता है जैसे दरवाजा बंद करना। चूँकि वायरस को पुनरुत्पादन के लिए एक मेजबान की आवश्यकता होती है, इसलिए बाधा अनिवार्य रूप से उनकी जीवन रेखा को काट देती है।
बार्कले ने कहा, "यदि आप किसी तरह से उस [जीन-वायरस] इंटरैक्शन को बाधित कर सकते हैं...शायद इस जीन संपादन द्वारा, तो वायरस दोहराने में सक्षम नहीं होगा।"
नए अध्ययन ने इसी विचारधारा का अनुसरण किया। सीआरआईएसपीआर का उपयोग करते हुए, उन्होंने सुरक्षात्मक जीन में देखे गए दो आनुवंशिक परिवर्तनों को जोड़कर चिकन प्राइमर्डियल जर्म कोशिकाओं में एएनपी32ए को बदल दिया। जब कोशिकाओं को मुर्गी के भ्रूण में इंजेक्ट किया गया, तो वे स्वस्थ परिपक्व मुर्गियों में संपादित शुक्राणु और अंडे में विकसित हुईं, जिनसे संपादित ANP32A जीन के साथ चूजे पैदा हुए।
यह प्रक्रिया तकनीकी लगती है, लेकिन यह मूल रूप से 21वीं सदी की प्राचीन कृषि तकनीक की गति है: वांछित गुणों को संरक्षित करने के लिए जानवरों को प्रजनन करना - इस मामले में, वायरस के खिलाफ प्रतिरोध।
खड़े हो जाओ
टीम ने संपादित मुर्गियों का कई वायरस चुनौतियों के साथ परीक्षण किया।
एक में, उन्होंने दो सप्ताह के 20 चूजों की नाक में बर्ड फ्लू वायरस की एक खुराक डाली - जिनमें से आधे आनुवंशिक रूप से संशोधित थे, बाकी सामान्य रूप से प्रजनन किए गए थे। प्रक्रिया तीव्र लगती है, लेकिन वायरस की मात्रा को सावधानी से एक संक्रमित कॉप में मौजूद सामान्य रूप से तैयार किया गया था।
सभी 10 नियंत्रण पक्षी बीमार हो गये। इसके विपरीत, संपादित मुर्गियों में से केवल एक ही संक्रमित था। और फिर भी, इसने वायरस को अन्य संपादित पक्षियों तक नहीं पहुँचाया।
दूसरे परीक्षण में, टीम ने खुराक को मूल नाक स्प्रे से लगभग 1,000 गुना अधिक बढ़ा दिया। हर एक पक्षी, अपनी आनुवंशिक संरचना की परवाह किए बिना, वायरस की चपेट में आ गया। हालाँकि, संपादित पक्षियों में फ्लू के लक्षण विकसित होने में अधिक समय लगा। उनमें वायरस का स्तर भी कम था और आनुवंशिक संरचना की परवाह किए बिना, उनके अपने घर में अन्य लोगों तक इसे प्रसारित करने की संभावना कम थी।
पहली नज़र में, परिणाम आशाजनक लगते हैं। लेकिन उन्होंने लाल झंडा भी लहराया. उनके सुरक्षात्मक "सुपर जीन" के बावजूद वायरस ने संपादित मुर्गियों को संक्रमित करने का कारण यह था कि बगर्स तेजी से आनुवंशिक संपादन के लिए अनुकूलित हो गए थे। दूसरे शब्दों में, पशुधन की रक्षा के लिए जीन स्वैप, विडंबना यह है कि वायरस को और अधिक तेज़ी से विकसित करने के लिए प्रेरित कर सकता है।
गोल्डन ट्रायो
ऐसा क्यों होगा? कई परीक्षणों में पाया गया कि वायरल जीनोम में उत्परिवर्तन ने वायरस को ANP32A परिवार के अन्य सदस्यों पर कब्ज़ा करने की अनुमति दी है। ये प्रोटीन आम तौर पर फ्लू के वायरल आक्रमण के दौरान बेंच पर बैठे रहते हैं और चुपचाप वायरल प्रतिकृति का विरोध करते हैं। लेकिन समय के साथ, वायरस ने अपने प्रजनन को बढ़ावा देने के लिए प्रत्येक जीन के साथ काम करना सीख लिया।
टीम अच्छी तरह से जानती है कि इसी तरह के बदलाव से वायरस मनुष्यों सहित अन्य प्रजातियों को संक्रमित कर सकता है। बार्कले ने कहा, "हमने जो उत्परिवर्तन देखे, उससे हम चिंतित नहीं थे, लेकिन तथ्य यह है कि हमें [संक्रमण] में सफलता मिली, इसका मतलब है कि हमें आगे बढ़ने के लिए और अधिक कठोर संपादन की आवश्यकता है।"
इरास्मस यूनिवर्सिटी मेडिकल सेंटर में डॉ. सैंडर हर्फस्ट, जो पढ़ाई करते हैं स्तनधारियों में बर्ड फ्लू का आक्रमण, इससे सहमत। "एक जल-तंग प्रणाली आवश्यक है जहां मुर्गियों में और अधिक [वायरल] प्रतिकृति न हो," उन्होंने बताया विज्ञान.
एक संभावित समाधान अधिक जीन संपादन है। ANP32A उन तीन जीन सदस्यों में से केवल एक है जो वायरस को पनपने में मदद करते हैं। प्रारंभिक परीक्षण में, टीम ने पेट्री डिश में कोशिकाओं में सभी तीन जीनों को निष्क्रिय कर दिया। संपादित कोशिकाओं ने फ्लू वायरस के अत्यधिक खतरनाक तनाव का प्रतिरोध किया।
लेकिन यह अभी भी एक सही समाधान नहीं है. ये जीन मल्टीटास्कर हैं जो स्वास्थ्य और प्रजनन क्षमता को नियंत्रित करते हैं। इन तीनों को संपादित करने से मुर्गे के स्वास्थ्य और प्रजनन की क्षमता को नुकसान हो सकता है। अब चुनौती उन जीन संपादनों को ढूंढना है जो वायरस को दूर करते हैं लेकिन फिर भी सामान्य कार्य को बनाए रखते हैं।
जैव प्रौद्योगिकी के अलावा, नियम और जनमत भी जीन-संपादन की दुनिया में कदम रखने के लिए संघर्ष कर रहे हैं। क्रिस्परेड जानवरों को वर्तमान में आनुवंशिक रूप से संशोधित जीव (जीएमओ) माना जाता है यूरोपीय संघ कानूनों के तहत, एक पदनाम जो विनियामक बोझ और सार्वजनिक धारणा संबंधी परेशानियों के भार के साथ आता है। हालाँकि, क्योंकि अध्ययन में जीन संपादन उन लोगों की नकल करते हैं जो प्रकृति में स्वाभाविक रूप से हो सकते हैं - एक जीव से दूसरे जीव में जीन को जोड़ने के बजाय - कुछ CRISPRed जानवर उपभोक्ताओं के लिए अधिक स्वीकार्य हो सकते हैं।
"मुझे लगता है दुनिया बदल रही है," कहा अध्ययन की लेखिका डॉ. हेलेन सांग, एक विशेषज्ञ हैं जिन्होंने तीन दशकों तक फ्लू-प्रतिरोधी पक्षियों पर काम किया है। भोजन के लिए जीन-संपादित जानवरों पर विनियमन संभवतः प्रौद्योगिकी के परिपक्व होने के साथ बदल जाएगा - लेकिन अंत में, जो स्वीकार्य है वह बहुसांस्कृतिक विचारों पर निर्भर करेगा।
छवि क्रेडिट: टोनी कुएनका / Unsplash
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- स्रोत: https://singularityhub.com/2023/10/12/crispr-engineered-super-chickens-are-resistant-to-bird-flu/
