एक प्राकृतिक जीन ड्राइव द्वीपों पर विलुप्त होने के लिए आक्रामक कृन्तकों को चला सकती है

जनता से रिश्ता वेबडेस्क। द्वीपों पर आक्रामक हाउस माउस के खिलाफ लड़ाई में, वैज्ञानिक इसके खिलाफ रोडेंट के अपने जीन का उपयोग कर रहे हैं।

सही ट्वीक के साथ, कुछ सौ आनुवंशिक रूप से परिवर्तित चूहों को पेश करने से द्वीप की आक्रामक माउस आबादी लगभग 25 वर्षों में विलुप्त हो सकती है, शोधकर्ताओं ने नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज की 15 नवंबर की कार्यवाही में रिपोर्ट दी है। चाल माउस डीएनए के एक हिस्से में परिवर्तन जोड़ रही है जो इसे जितनी बार चाहिए उससे कहीं अधिक बार विरासत में मिलती है।

प्रयोगशाला में वैज्ञानिक इसी तरह के अतिरिक्त-विरासत योग्य जीन - जीन ड्राइव कहलाते रहे हैं। चूजों को सामान्य आधे के बजाय किसी जानवर की अधिकांश या सभी संतानों को पारित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और उन संतानों को सौदेबाजी में बांझ बना देता है। वैज्ञानिकों ने मच्छरों और फलों की मक्खियों की आबादी को कम करने के लिए जीन ड्राइव का इस्तेमाल किया है (एसएन: 12/17/18)।

लेकिन स्तनधारी एक अलग कहानी हैं। वैज्ञानिकों ने पहले एक जीन ड्राइव को संश्लेषित किया है जो चूहों में लगभग 80 प्रतिशत समय (एसएन: 1/23/19) में पारित हो जाता है। लेकिन ड्राइव इतनी मजबूत नहीं है कि आबादी को जल्दी से रोक सके।

सौभाग्य से, प्रकृति ने इसे संभाला है। एक हैप्लोटाइप जीन का एक स्वाभाविक रूप से होने वाला समूह है जो प्रतिकृति के दौरान एक इकाई के रूप में पारित हो जाता है। हाउस माउस (Mus musculus) के जीनोम में एक विशेष हैप्लोटाइप होता है, जिसे टी हैप्लोटाइप कहा जाता है, जो सामान्य 50 प्रतिशत के बजाय 95 प्रतिशत से अधिक समय तक संतानों को दिया जाता है।

इस प्राकृतिक जीन ड्राइव के लाभ हैं, ज्यूरिख विश्वविद्यालय के एक जीवविज्ञानी अन्ना लिंडहोम कहते हैं, जो अध्ययन में शामिल नहीं थे। वह "स्वाभाविक रूप से विकसित हुई और जंगली में मौजूद रही, और हमें अभी तक जंगली आबादी में इसका प्रतिरोध नहीं मिला है," वह कहती हैं। यह एम। मस्कुलस के अलावा प्रजातियों में भी नहीं पाया जाता है, जिसका अर्थ है कि यह संभवतः अन्य गैर-आक्रामक चूहों में नहीं फैलेगा।

आणविक जीवविज्ञानी पॉल थॉमस और उनके सहयोगियों ने CRISPR/Cas9 (SN: 8/24/16) नामक कट-एंड-पेस्ट आणविक उपकरण के साथ टी हैप्लोटाइप को लक्षित करने का निर्णय लिया। उन्होंने CRISPR टूल के लिए जीन अनुक्रम को t हैप्लोटाइप में सम्मिलित करने के लिए CRISPR का उपयोग किया। जब परिवर्तित टी हैप्लोटाइप वाला नर चूहा मादा के साथ सहवास करता है, तो CRISPR टूल के लिए डाला गया जीन सक्रिय हो जाता है। यह हार्मोन प्रोलैक्टिन के लिए जीन को लक्षित और निष्क्रिय करने के लिए एक विशेष अनुवांशिक मार्गदर्शिका का उपयोग करता है - किसी भी शिशु मादा चूहों को बांझ बना देता है।

ऑस्ट्रेलिया में एडीलेड विश्वविद्यालय के थॉमस कहते हैं, सबसे अच्छी बात यह है कि प्राकृतिक टी हैप्लोटाइप भी पुरुषों को बंध्याकरण कर सकता है। दो प्रतियों वाले नर - सजातीय नर - बिल्कुल भी प्रजनन नहीं करेंगे।

"यदि आप एक आबादी के माध्यम से फैलने के लिए एक टी प्राप्त कर सकते हैं, तो आप सजातीय पुरुषों को बाँझ बना सकते हैं," वे कहते हैं। "और उसके ऊपर CRISPR तत्व के जुड़ने से, हमें समरूप मादाएं मिलती हैं जो बाँझ भी होती हैं।"

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यह पता लगाने के लिए कि टी हैप्लोटाइप चूहे एक द्वीप पर कितना अच्छा करते हैं जहां चूहे जैव विविधता पर कहर बरपा रहे हैं, वैज्ञानिकों ने 200,000 चूहों वाले एक द्वीप के कंप्यूटर सिमुलेशन का उपयोग किया। टीम ने पाया कि CRISPR-परिवर्तित टी हैप्लोटाइप के साथ सिर्फ 256 चूहों को जोड़ने से लगभग 25 वर्षों में माउस की आबादी को सफलतापूर्वक शून्य कर दिया जा सकता है। CRISPR के बिना भी, सामान्य टी हैप्लोटाइप वाले चूहों को जोड़ने से लगभग 43 वर्षों में जनसंख्या कम हो सकती है।

लेकिन मॉडल चूहे नहीं हैं। अंतिम परीक्षण में, थॉमस और उनके सहयोगियों ने मॉडल को वास्तविकता बना दिया। टीम ने प्रयोगशाला में चूहों के एक छोटे समूह में टी हैप्लोटाइप को बदल दिया और आनुवंशिक परीक्षणों का उपयोग यह दिखाने के लिए किया कि वे चूहे 95 प्रतिशत समय में अपने नए आनुवंशिकी से गुजरेंगे।

लिंडहोम कहते हैं, "यह एक चतुर विचार है, टी हैप्लोटाइप प्राकृतिक ड्राइव सिस्टम पर निर्माण करने और सीआरआईएसपीआर का उपयोग करने के लिए, निर्माण को फैलाने के लिए नहीं, बल्कि महिला प्रजनन क्षमता के लिए जरूरी जीन को नुकसान पहुंचाने के लिए।" "आक्रामक माउस आबादी को नियंत्रित करने के लिए नए उपकरणों के विकास में यह एक बड़ी प्रगति है।"

अगला कदम, थॉमस कहते हैं, चूहों की वास्तविक आबादी में सुरक्षित बाड़ों में प्रभावों का परीक्षण करना होगा, यह पता लगाने के लिए कि आनुवंशिक रूप से ट्वीक टी चूहों को पुनरुत्पादन से रोक सकता है या नहीं। वैज्ञानिक यह भी सुनिश्चित करना चाहते हैं कि जंगल में छोड़े गए किसी भी इंजीनियर चूहों में कुछ सुरक्षा तंत्र हो, ताकि अन्य चूहे अप्रभावित रहें।

थॉमस सुझाव देते हैं कि अंतिम संस्करण छोटे उत्परिवर्तन को लक्षित कर सकता है जो केवल एक द्वीप पर होता है जहां कीट आबादी अलग होती है। यदि चूहा मुख्य भूमि पर भाग गया, तो उसके परिवर्तित जीन का स्थानीय चूहों पर कोई प्रभाव नहीं पड़ेगा। वैज्ञानिक उस क्षेत्र में रहने वाले लोगों के साथ भी परामर्श करना चाहते हैं, जैसा कि अधिकारियों ने तब किया था जब फ्लोरिडा में आनुवंशिक रूप से संशोधित मच्छरों को छोड़ा गया था (एसएन: 5/14/21)।

अंत में, उन्होंने नोट किया, 25 साल कुछ लुप्तप्राय द्वीप आबादी के लिए एक लंबा इंतजार है। "हम CRISPR को तेजी से काम करते हुए देखना पसंद करेंगे," वे कहते हैं। "यह अभी भी प्रगति पर है।"