सदस्य:2240652nikithapinto/प्रयोगपृष्ठ
परिचय: संपादित करें
आधुनिक विज्ञान के क्षेत्र में, विभिन्न क्षेत्रों में अभूतपूर्व और प्रभावी तकनीकी प्रगति सामने आई है। ऐसा ही एक महत्वपूर्ण और दिलचस्प नवाचार 'CRISPR-Cas9' तकनीक है, जिसने जीन संपादन के क्षेत्र में एक नए युग की सफलतापूर्वक शुरुआत की है।CRISPR के लिए एक सरल लेकिन शक्तिशाली तकनीक है। यह तकनीक वर्तमान में किसी जीव के आनुवंशिक संशोधन की सबसे सरल, सबसे बहुमुखी और सटीक विधि है और इसलिए यह विज्ञान की दुनिया में चर्चा का विषय बनी हुई है। CRISPR-Cas9 प्रणाली आनुवंशिक अनुक्रमों को संशोधित करने की क्षमता वाली एक जैविक तकनीक है। यह क्रांतिकारी तकनीक डीएनए के भीतर जीनों के सटीक परिवर्तन की अनुमति देती है, जो आनुवंशिक इंजीनियरिंग में एक सफलता प्रस्तुत करती है। शब्द "सीआरआईएसपीआर" का अर्थ क्लस्टर्ड रेगुलरली इंटरस्पेस्ड शॉर्ट पैलिन्ड्रोमिक रिपीट है, और "कैस9" का तात्पर्य सीआरआईएसपीआर-संबद्ध प्रोटीन 9 से है।
जीन संपादन और उनका महत्व: संपादित करें
जीन संपादन, किसी जीवित जीव के डीएनए अनुक्रम में अत्यधिक विशिष्ट परिवर्तन करने की क्षमता, अनिवार्य रूप से इसकी आनुवंशिक संरचना को अनुकूलित करना। जीन संपादन एंजाइमों का उपयोग करके किया जाता है, विशेष रूप से न्यूक्लियस जिन्हें एक विशिष्ट डीएनए अनुक्रम को लक्षित करने के लिए इंजीनियर किया गया है, जहां वे डीएनए स्ट्रैंड में कटौती करते हैं, जिससे मौजूदा डीएनए को हटाने और प्रतिस्थापन डीएनए को सम्मिलित करने में सक्षम बनाया जाता है। जीन-संपादन प्रौद्योगिकियों में प्रमुख आणविक उपकरण CRISPR-Cas9 है। यह एक शक्तिशाली तकनीक है जिसे 2012 में अमेरिकी वैज्ञानिक जेनिफर डौडना, फ्रांसीसी वैज्ञानिक इमैनुएल चार्पेंटियर और उनके सहयोगियों द्वारा खोजा गया था और अमेरिकी वैज्ञानिक फेंग झांग और उनके सहयोगियों द्वारा परिष्कृत किया गया था।जीन-संपादन उपकरणों में महत्वपूर्ण छलांग ने मनुष्यों की आनुवंशिक इंजीनियरिंग के आसपास के नैतिक और सामाजिक प्रभावों के बारे में लंबे समय से चली आ रही चर्चा में नई तात्कालिकता ला दी है।[1]
CRISPR-Cas9 कैसे काम करता है? संपादित करें
CRISPR-Cas9 प्रणाली के दो मुख्य घटक हैं जिनके बारे में हमने आपको पहले बताया था, CRISPR CRISPR और एंजाइम Cas9-इस तकनीक में Cas9 एक्सोम शामिल है जो 'आण्विक कैंची' की एक जोड़ी के रूप में कार्य करता है जो स्ट्रैंड में एक विशिष्ट स्थान पर डीएनए के दो स्ट्रैंड को फिर से काट सकता है ताकि डीएनए के टुकड़े बरकरार रहें। जोड़ा या हटाया जा सकता है I
यह एक जीन संपादन तकनीक है, जिसकी मदद से शोधकर्ता वायरस के हमलों से लड़ने के लिए बैक्टीरिया में प्राकृतिक रक्षा तंत्र को दोहराने के लिए Cas9 नामक एक विशेष प्रोटीन का उपयोग करते हैं। CRISPR/Cas9 डीएनए को सटीक रूप से काटकर जीन को संपादित करता है और फिर प्राकृतिक डीएनए मरम्मत प्रक्रियाओं को अपना काम करने की अनुमति देता है। इस प्रणाली में दो भाग होते हैं: Cas9 एंजाइम और एक गाइड राइबोन्यूक्लिक एसिड (RNA)।
- Cas9: CRISPR-संबद्ध (Cas) एंडोन्यूक्लाइज या एंजाइम, जो एक गाइड आरएनए के माध्यम से एक निर्दिष्ट स्थान पर डीएनए को काटने के लिए "आणविक कैंची (आनुवंशिक कैंची)" के रूप में कार्य करता है।
- गाइड आरएनए (जीआरएनए): आरएनए एटी का एक रूप है जो Cas9 से जुड़ता है और Cas9 gRNA के विनियमन के आधार पर उस स्थान को इंगित करता है जहां डीएनए काटा जाएगा।
CRISPR-Cas9 तकनीक को अक्सर 'आनुवंशिक कैंची' के रूप में वर्णित किया जाता है।इस तकनीक की तुलना अक्सर सामान्य कंप्यूटर प्रोग्रामों की 'कट-कॉपी-पेस्ट' या फाइंड-रिप्लेस कार्यप्रणाली से की जाती है। डीएनए अनुक्रम में जो त्रुटि बीमारी या विकार का कारण बनती है उसे काट दिया जाता है और फिर उसे 'सही' अनुक्रम से बदल दिया जाता है। यह तकनीक एक प्राकृतिक रक्षा तंत्र के समान है जिसका उपयोग कुछ बैक्टीरिया खुद को वायरस के हमलों से बचाने के लिए करते हैं।[2]
अनुप्रयोग और लाभ: संपादित करें
CRISPR-Cas9 के अनुप्रयोग विशाल और प्रभावशाली हैं। मानव स्वास्थ्य के क्षेत्र में, इसने जीन थेरेपी का मार्ग प्रशस्त किया है, जिससे आनुवंशिक विकारों का इलाज संभव हो सका है। शोधकर्ता और वैज्ञानिक विभिन्न बीमारियों के लिए नवीन उपचार विकसित करने में सक्रिय रूप से इसकी क्षमता तलाश रहे हैं। इसके अलावा, CRISPR-Cas9 ने कृषि में अनुप्रयोग पाया है, जो फसल सुधार और कीट नियंत्रण में योगदान दे रहा है। पौधों के जीन को सटीक रूप से संशोधित करके, यह फसल की उपज, लचीलापन और पोषण सामग्री को बढ़ाता है। इस तकनीक के जरिए वैज्ञानिक आने वाले बच्चों को इस तरह के विकसित कर सकते हैं कि उन्हें जन्म संबधी बीमारी और कैंसर जैसे रोग कभी ना हों, चीन में तो इस तकनीक से एक बच्चे को HIV से रहित पैदा किया गया है, अब इस बच्चे को कभी ये रोग नहीं हो सकता है। इस तकनीक से आने वाले समय में हम ऐसी नस्लें पैदा कर पाने में सक्षम होंगे जो कि हमसे कई गुना बेहतर और बुद्धिमान हों, साथ में फसल और दूसरे जीवों को भी इस तरह बदलाब करके उन्हें अच्छा बना सकते हैं। हालांकि इस तकनीक के कई फायदे हैं पर इसका विरोध भी हो रहा है, कुछ संस्थाओं के अनुसार ये प्रकृति के साथ छेड़छाड है, जिससे हम कुछ नहीं अपना नुकसान कर देंगे।
रोचक तथ्य: संपादित करें
CRISPR-Cas9 ने विज्ञान की दुनिया में तहलका मचा दिया है, और इसके बारे में कुछ रोचक कहानियां भी हैं:
- दही से लेकर जीन सम्पादन तक: माना या ना माना, CRISPR की उत्पत्ति बैक्टीरिया से हुई है और यह इस बात से जुड़ी है कि वे वायरस से कैसे लड़ते हैं। दही बनाने वाले बैक्टीरिया का अध्ययन करने वाले वैज्ञानिकों ने देखा कि बैक्टीरिया खुद को संक्रमण से कैसे बचाते हैं, जिससे CRISPR-Cas9 की खोज हुई [3].
- जीन सम्पादन की दौड़: CRISPR-Cas9 को जीन-एडिटिंग टूल के रूप में विकसित करना एक तूफानी घटना थी। जेनिफर डौडना और इमानुएल चारपेंटियर ने 2012 में अपना शोध प्रकाशित किया, और इस तकनीक को पेटेंट कराने के लिए एक दौड़ शुरू हो गई, जो इसकी क्षमता को उजागर करती है [2].
- एचआईवी जोखिम को एडिट करना (विवाद सहित): 2018 में, चीन के एक वैज्ञानिक ने दावा किया कि उन्होंने जुड़वां लड़कियों के जीनों को एडिट करने के लिए CRISPR का इस्तेमाल किया है ताकि उन्हें एचआईवी के लिए प्रतिरोधी बनाया जा सके। यह पहली बार था जब CRISPR का उपयोग व्यवहार्य मानव भ्रूणों में किया गया था और इस तरह की प्रक्रियाओं की倫理 (倫理 - rinri - ethics) को लेकर एक बड़ी बहस छिड़ गई [1].
- CRISPR फसलें: CRISPR सिर्फ दवा के लिए नहीं है। वैज्ञानिक इस उपकरण का उपयोग ऐसे फसलों को विकसित करने के लिए कर रहे हैं जो बीमारी और सूखे के लिए अधिक प्रतिरोधी हैं, जो संभावित रूप से अधिक टिकाऊ खाद्य आपूर्ति की ओर ले जाता है [2].
CRISPR-Cas9 का भविष्य और इसके नैतिक विचार: संपादित करें
अभी ये तकनीक एक दम नई है जिसे भविष्य में आम होने में कई साल लगने वाले हैं, अभी इसपर कई शोध और कार्य हो रहे हैं जिसके द्वारा इसके अच्छे और बुरे परिणामों पर अध्ययन किया जा रहा है। जानवरों और इंसानी सैल्स में अभी उपयोग हेतु इस पर बहुत काम करने की जरूरत है, अभी हम उस दौर में नहीं पहुँचे है कि इसके उपयोग से हम पूरा रोग मुक्त जीव विकसित कर पायें, अभी हमारे लिए रोग मुक्त जीव और फसल करना ही जिम्मेदारी होगी। अभी हाल में ही फरवरी 2019 में चीन के वैज्ञानिकों ने इस तकनीक का उपयोग करके ये दावा किया है कि वे इससे आगे आने वाले बच्चों को ज्यादा बुद्धिमान और तेज बनाने वाले हैं, जो आम लोगों से ज्यादा तेज सोच और समझ पायेंगे।[3]
आनुवंशिक विकारों के इलाज में क्रिस्प्र-कैस9 का उपयोग: संपादित करें
1. लक्षित जीन संपादन: CRISPR-Cas9 को आनुवंशिक विकारों से जुड़े विशिष्ट जीन को लक्षित करने के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है। सटीक स्थानों पर डीएनए में डबल-स्ट्रैंडेड ब्रेक शुरू करके, यह विकार पैदा करने के लिए जिम्मेदार उत्परिवर्तन के सुधार की अनुमति देता है।
2. जीन थेरेपी: CRISPR-Cas9 का उपयोग जीन थेरेपी में दोषपूर्ण जीन को बदलने या मरम्मत करने के लिए किया जा सकता है। यह प्रभावित जीन के सामान्य कार्य को बहाल करके आनुवंशिक विकारों को संभावित रूप से ठीक कर सकता है।
3. वंशानुगत विकार: कई आनुवंशिक विकार एक या दोनों माता-पिता से विरासत में मिलते हैं। CRISPR-Cas9 जर्मलाइन कोशिकाओं (शुक्राणु या अंडाणु कोशिकाओं) को संपादित करने की संभावना प्रदान करता है, जो न केवल व्यक्ति का इलाज करेगा बल्कि विकार को भविष्य की पीढ़ियों तक फैलने से भी रोकेगा।
4. एक्स विवो और इन विवो दृष्टिकोण: CRISPR-Cas9 को एक्स विवो में लागू किया जा सकता है, जहां कोशिकाओं को पुन: प्रस्तुत करने से पहले शरीर के बाहर संपादित किया जाता है, या विवो में, जहां संपादन सीधे शरीर के अंदर होता है। दोनों दृष्टिकोणों ने प्रीक्लिनिकल अध्ययन और प्रारंभिक चरण के नैदानिक परीक्षणों में वादा दिखाया है।
5. निजीकृत चिकित्सा: CRISPR-Cas9 को प्रत्येक रोगी के लिए अद्वितीय विशिष्ट आनुवंशिक उत्परिवर्तन को लक्षित करने के लिए तैयार किया जा सकता है। यह वैयक्तिकृत दृष्टिकोण लक्ष्य से परे प्रभावों को कम करते हुए उपचार की सटीकता और प्रभावकारिता को बढ़ाता है।
6. रोग तंत्र को समझने के लिए अनुसंधान उपकरण: CRISPR-Cas9 न केवल एक संभावित चिकित्सीय उपकरण है, बल्कि आनुवंशिक विकारों के अंतर्निहित तंत्र का अध्ययन करने के लिए एक मूल्यवान अनुसंधान उपकरण भी है। सेलुलर और पशु मॉडल में सटीक आनुवंशिक संशोधन करके, शोधकर्ता रोग के मार्गों को बेहतर ढंग से समझ सकते हैं और अधिक प्रभावी उपचार विकसित कर सकते हैं।
7. चुनौतियाँ और नैतिक विचार: अपनी क्षमता के बावजूद, CRISPR-Cas9 चुनौतियाँ और नैतिक विचार भी प्रस्तुत करता है। इनमें ऑफ-टार्गेट प्रभाव, वितरण विधियां, जर्मलाइन संपादन के अनपेक्षित परिणाम और कठोर सुरक्षा और प्रभावकारिता आकलन की आवश्यकता शामिल है।
संक्षेप में, CRISPR-Cas9 सटीक और कुशल जीनोम संपादन को सक्षम करके आनुवंशिक विकारों की एक विस्तृत श्रृंखला के इलाज में महान वादा रखता है। हालाँकि, नैदानिक सेटिंग्स में इसकी पूर्ण क्षमता का एहसास करने के लिए आगे के शोध, नैदानिक परीक्षण और नैतिक निहितार्थों पर सावधानीपूर्वक विचार आवश्यक है।