ગરોળીમાં આનુવંશિક મેનીપ્યુલેશનના આ પ્રથમ કિસ્સાએ એક મોડેલ જીવ બનાવ્યું છે જે સરિસૃપના ઉત્ક્રાંતિ અને વિકાસની વધુ સમજ મેળવવામાં મદદ કરી શકે છે.
CRISPR-Cas9 અથવા સરળ રીતે CRISPR એક અનન્ય, ઝડપી અને સસ્તું છે જનીન સંપાદન સાધન જે જીનોમને કાઢી નાખીને, ઉમેરીને અથવા બદલીને સંપાદનને સક્ષમ કરે છે ડીએનએ. CRISPR ટૂંકું નામ 'ક્લસ્ટર્ડ રેગ્યુલરલી ઇન્ટર-સ્પેસ્ડ પેલિન્ડ્રોમિક રિપીટ્સ' માટે વપરાય છે. આ સાધન સંપાદન માટે ઉપયોગમાં લેવાતી અગાઉની પદ્ધતિઓ કરતાં સરળ અને વધુ ચોક્કસ છે ડીએનએ.
CRISPR-Cas9 ટૂલ ઝાયગોટ (એક-કોષ) તબક્કામાં સજીવોને (a) Cas9 એન્ઝાઇમથી બનેલા ડીએનએ રચના સાથે ઇન્જેક્ટ કરે છે જે 'કાતર' તરીકે કામ કરે છે અને ડીએનએના ભાગને કાપી અથવા કાઢી શકે છે, (b) માર્ગદર્શિકા RNA - એક ક્રમ જે લક્ષ્ય જનીન સાથે મેળ ખાય છે અને આમ Cas9 એન્ઝાઇમને લક્ષ્ય સ્થાન પર માર્ગદર્શન આપે છે. એકવાર ડીએનએનો લક્ષ્યાંક વિભાગ કાપવામાં આવે તે પછી, કોષની ડીએનએ રિપેર મશીનરી બાકીના સ્ટ્રાન્ડમાં ફરીથી જોડાશે અને, પ્રક્રિયામાં, લક્ષિત જનીનને શાંત કરશે. અથવા હોમોલોજી નિર્દેશિત સમારકામ તરીકે ઓળખાતી પ્રક્રિયામાં નવા સંશોધિત ડીએનએ ટેમ્પલેટનો ઉપયોગ કરીને જનીનને 'સુધારો' કરી શકાય છે. આમ, CRISPR-Cas9 ટૂલ ઇન્જેક્શન દ્વારા આનુવંશિક ફેરફારો માટે પરવાનગી આપે છે જનીન-સંપાદન એક કોષી ફળદ્રુપ ઇંડામાં ઉકેલો. આ પ્રક્રિયા અનુગામી તમામ કોષોમાં આનુવંશિક પરિવર્તન (પરિવર્તન) નું કારણ બને છે જે ઉત્પન્ન થાય છે આમ જનીન કાર્યને અસર કરે છે.
જો કે CRISPR-Cas9 નો નિયમિત રીતે માછલી, પક્ષીઓ અને સસ્તન પ્રાણીઓ સહિતની ઘણી પ્રજાતિઓમાં ઉપયોગ થાય છે, તેમ છતાં તે અત્યાર સુધી સરિસૃપને આનુવંશિક રીતે ચાલાકી કરવામાં સફળ રહ્યું નથી. આ મુખ્યત્વે બે અવરોધોને કારણે છે. પ્રથમ, માદા સરિસૃપ તેમના અંડાશયમાં લાંબા સમય સુધી શુક્રાણુઓનો સંગ્રહ કરે છે, જેના કારણે ગર્ભાધાનનો ચોક્કસ સમય નક્કી કરવાનું મુશ્કેલ બને છે. બીજું, સરિસૃપના ઈંડાની ફિઝિયોલોજીમાં ઘણી બધી વિશેષતાઓ છે જેમ કે નમ્ર ઈંડાના છીપ, અંદર હવાની જગ્યા વગરની નાજુકતા તે ભંગાણ કે નુકસાન પહોંચાડ્યા વિના ભ્રૂણની હેરફેર કરવી પડકારજનક બનાવે છે.
પર અપલોડ કરેલા લેખમાં bioRxiv 31 માર્ચ, 2019 ના રોજ સંશોધકોએ CRISPR-Cas9 નો ઉપયોગ કરવાની રીતના વિકાસ અને પરીક્ષણની જાણ કરી છે. જનીન સંપાદન પ્રથમ વખત સરિસૃપમાં. અભ્યાસમાં પસંદ કરાયેલી સરિસૃપ પ્રજાતિઓ ઉષ્ણકટિબંધીય હતી ગરોળી કહેવાય એનાલિસ સાગરેઈ અથવા વધુ સામાન્ય રીતે બ્રાઉન એનોલ જે કેરેબિયનમાં વ્યાપક છે. અભ્યાસમાં ગરોળીને અમેરિકાના ફ્લોરિડામાં એક જંગલી વિસ્તારમાંથી એકત્રિત કરવામાં આવી હતી. આ પ્રજાતિ તેના લઘુચિત્ર કદ, લાંબી સંવર્ધન મોસમ અને બે પેઢીઓ વચ્ચે પ્રમાણમાં ટૂંકા સરેરાશ સમયને કારણે અભ્યાસ માટે આદર્શ રીતે અનુકૂળ છે.
સરિસૃપ સાથે હાલમાં જે મર્યાદાઓનો સામનો કરવો પડે છે તેને દૂર કરવા માટે, સંશોધકોએ CRISPR ઘટકોને અપરિપક્વ બિનફળદ્રુપ ઇંડામાં માઇક્રોઇન્જેક્ટ કર્યા જ્યારે ઇંડા ગર્ભાધાન પહેલા માદા ગરોળીના અંડાશયમાં હતા. તેઓએ ટાયરોસિનેઝ જનીનને લક્ષ્ય બનાવ્યું જે એક એન્ઝાઇમ ઉત્પન્ન કરે છે જે ગરોળીમાં ત્વચાના રંગદ્રવ્યને નિયંત્રિત કરે છે અને જો આ જનીનને દૂર કરવામાં આવે તો ગરોળી અલ્બીનો જન્મશે. આ સ્પષ્ટ પિગમેન્ટેશન ફેનોટાઇપ ટાયરોસિનેઝ જનીન પસંદ કરવાનું કારણ હતું. માઇક્રોઇન્જેક્ટેડ ઇંડા પછી માદાની અંદર પરિપક્વ થાય છે અને ત્યારબાદ પરિચયિત પુરુષ અથવા સંગ્રહિત શુક્રાણુ સાથે કુદરતી રીતે ફળદ્રુપ થાય છે.
પરિણામે, ચાર આલ્બિનો ગરોળીનો જન્મ થોડા અઠવાડિયા પછી થયો હતો જે પુષ્ટિ કરે છે કે જનીન ટાયરોસિનેઝ નિષ્ક્રિય થઈ ગયું હતું અને જનીન સંપાદન પ્રક્રિયા સફળ રહી. સંતાનમાં માતા-પિતા બંને તરફથી સંપાદિત જનીન હોવાથી તે સ્પષ્ટ હતું કે CRISPR ઘટકો માતાના અપરિપક્વ ઓસાઇટમાં લાંબા સમય સુધી સક્રિય રહે છે અને ગર્ભાધાન પછી તે પિતૃના જનીનોમાં પરિવર્તન લાવે છે. આમ, મ્યુટન્ટ આલ્બિનો ગરોળીએ માતા અને પિતા બંને પાસેથી વારસામાં મળેલા જનીનોમાં હેરફેર કરેલ ટાયરોસિનેઝનું પ્રદર્શન કર્યું કારણ કે આલ્બિનિઝમ બંને માતાપિતા પાસેથી વારસામાં મળેલ લક્ષણ છે.
આનુવંશિક રીતે સંશોધિત સરિસૃપનું અસરકારક રીતે ઉત્પાદન કરવા માટેનો આ પ્રથમ અભ્યાસ છે. આ સંશોધન સાપ જેવી અન્ય ગરોળી પ્રજાતિઓમાં સમાન રીતે કામ કરી શકે છે જેના માટે વર્તમાન અભિગમો અત્યાર સુધી અસફળ રહ્યા છે. આ કાર્ય સરિસૃપના ઉત્ક્રાંતિ અને વિકાસની વધુ સમજ મેળવવામાં મદદ કરી શકે છે.
***
{આ અભ્યાસ હાલમાં પીઅર સમીક્ષા માટે સબમિટ કરવામાં આવ્યો છે. તમે ટાંકેલા સ્ત્રોત(ઓ)ની સૂચિમાં નીચે આપેલ DOI લિંક પર ક્લિક કરીને પ્રીપ્રિન્ટ સંસ્કરણ વાંચી શકો છો}
સ્રોત (ઓ)
Rasys AM એટ અલ. 2019. પ્રીપ્રિન્ટ. CRISPR-Cas9 જનીન સંપાદન ગરોળીમાં અનફર્ટિલાઇઝ્ડ ઓસાઇટ્સના માઇક્રોઇન્જેક્શન દ્વારા. bioRxiv. https://doi.org/10.1101/591446
