CRISPR प्रौद्योगिकी का उपयोग करके छिपकली में पहला सफल जीन संपादन

छिपकली में अनुवांशिक हेरफेर के इस पहले मामले ने एक मॉडल जीव बनाया है जो सरीसृप विकास और विकास की और समझ हासिल करने में मदद कर सकता है

CRISPR-Cas9 या बस CRISPR एक अद्वितीय, तेज और सस्ता है जीन संपादन उपकरण जो जीनोम को हटाने, जोड़ने या बदलने के द्वारा संपादन को सक्षम बनाता है डीएनए. CRISPR का संक्षिप्त नाम 'क्लस्टर्ड रेगुलरली इंटर-स्पेस्ड पैलिंड्रोमिक रिपीट्स' है। संपादन के लिए उपयोग की जाने वाली पिछली विधियों की तुलना में यह उपकरण सरल और अधिक सटीक है डीएनए.

CRISPR-Cas9 टूल जीवों को जाइगोट (एक-कोशिका) चरण में एक डीएनए निर्माण के साथ इंजेक्ट करता है जो (ए) कैस9 एंजाइम से बना होता है जो 'कैंची' के रूप में कार्य करता है और डीएनए के एक हिस्से को काट या हटा सकता है, (बी) आरएनए को निर्देशित करता है - एक अनुक्रम जो लक्ष्य जीन से मेल खाता है और इस प्रकार लक्ष्य स्थान पर Cas9 एंजाइम का मार्गदर्शन करता है। एक बार डीएनए का लक्ष्य खंड कट जाने के बाद, सेल की डीएनए मरम्मत मशीनरी शेष स्ट्रैंड में फिर से जुड़ जाएगी और इस प्रक्रिया में लक्षित जीन को चुप करा देगी। या होमोलॉजी निर्देशित मरम्मत नामक प्रक्रिया में एक नए संशोधित डीएनए टेम्पलेट का उपयोग करके जीन को 'सही' किया जा सकता है। इस प्रकार, CRISPR-Cas9 उपकरण इंजेक्शन द्वारा आनुवंशिक संशोधनों की अनुमति देता है जीन संपादन एकल-कोशिका वाले निषेचित अंडे में समाधान। यह प्रक्रिया बाद की सभी कोशिकाओं में एक आनुवंशिक परिवर्तन (उत्परिवर्तन) का कारण बनती है जो इस प्रकार उत्पन्न होती है जो जीन कार्य को प्रभावित करती है।

हालांकि CRISPR-Cas9 मछली, पक्षियों और स्तनधारियों सहित कई प्रजातियों में नियमित रूप से उपयोग किया जाता है, अब तक यह सरीसृपों को आनुवंशिक रूप से हेरफेर करने में सफल नहीं रहा है। यह मुख्य रूप से दो बाधाओं के कारण है। सबसे पहले, मादा सरीसृप शुक्राणु को अपने डिंबवाहिनी में लंबे समय तक संग्रहीत करती है जिससे निषेचन का सही समय निर्धारित करना मुश्किल हो जाता है। दूसरा, सरीसृपों के अंडों के शरीर विज्ञान में कई विशेषताएं हैं जैसे कि लचीला अंडे के छिलके, नाजुकता जिसमें कोई हवा की जगह नहीं होती है, जिससे भ्रूण को बिना किसी क्षति या क्षति के हेरफेर करना चुनौतीपूर्ण हो जाता है।

पर अपलोड किए गए एक लेख में bioRxiv 31 मार्च, 2019 को शोधकर्ताओं ने पहली बार सरीसृपों में CRISPR-Cas9 जीन संपादन का उपयोग करने के तरीके के विकास और परीक्षण की सूचना दी है। अध्ययन में चुनी गई सरीसृप प्रजाति एक उष्णकटिबंधीय थी छिपकली बुलाया एनीलस सगार्इ या अधिक सामान्यतः ब्राउन एनोल जो कैरेबियन में व्यापक है। अध्ययन में छिपकलियों को फ्लोरिडा, संयुक्त राज्य अमेरिका के एक जंगली क्षेत्र से एकत्र किया गया था। यह प्रजाति अपने लघु आकार, लंबे प्रजनन काल और दो पीढ़ियों के बीच अपेक्षाकृत कम औसत समय के कारण अध्ययन के लिए आदर्श रूप से उपयुक्त है।

वर्तमान में सरीसृपों के साथ सामना की जाने वाली सीमाओं को दूर करने के लिए, शोधकर्ताओं ने सीआरआईएसपीआर घटकों को अपरिपक्व असुरक्षित अंडों में सूक्ष्म इंजेक्शन दिया, जबकि अंडे निषेचन से पहले मादा छिपकलियों के अंडाशय में थे। उन्होंने टायरोसिनेस जीन को लक्षित किया जो एक एंजाइम पैदा करता है जो छिपकलियों में त्वचा की रंजकता को नियंत्रित करता है और यदि इस जीन को हटा दिया जाता है तो छिपकली एक अल्बिनो पैदा होगी। यह स्पष्ट रंजकता फेनोटाइप टायरोसिनेस जीन को चुनने का कारण था। माइक्रोइंजेक्ट किए गए अंडे तब मादा के अंदर परिपक्व होते हैं और बाद में एक पेश किए गए पुरुष या संग्रहीत शुक्राणु के साथ स्वाभाविक रूप से निषेचित होते हैं।

नतीजतन, चार अल्बिनो छिपकलियों का जन्म कुछ हफ्ते बाद हुआ था, यह पुष्टि करते हुए कि जीन टाइरोसिनेस को निष्क्रिय कर दिया गया था और जीन संपादन प्रक्रिया सफल रही थी। चूंकि संतान में माता-पिता दोनों से संपादित जीन होता है, इसलिए यह स्पष्ट था कि सीआरआईएसपीआर घटक मां के अपरिपक्व डिंब में अधिक लंबे समय तक सक्रिय रहे और निषेचन के बाद इसने पैतृक जीन को उत्परिवर्तित किया। इस प्रकार, उत्परिवर्ती अल्बिनो छिपकलियों ने माता और पिता दोनों से विरासत में मिले जीनों में हेरफेर किए गए टायरोसिनेस का प्रदर्शन किया क्योंकि ऐल्बिनिज़म माता-पिता दोनों से विरासत में मिला एक लक्षण है।

आनुवंशिक रूप से संशोधित सरीसृपों को प्रभावी ढंग से उत्पन्न करने वाला यह पहला अध्ययन है। अनुसंधान अन्य छिपकली प्रजातियों जैसे सांपों में समान तरीके से काम कर सकता है, जिसके लिए वर्तमान दृष्टिकोण अब तक असफल रहे हैं। यह काम सरीसृप विकास और विकास की और समझ हासिल करने में मदद कर सकता है।

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स्रोत (रों)

रैसिस एएम एट अल। 2019 प्रीप्रिंट। CRISPR-Cas9 जीन एडिटिंग इन लिजर्ड्स थ्रू माइक्रोइंजेक्शन ऑफ अनफर्टिलाइज्ड ओसाइट्स। बायोरेक्सिव। https://doi.org/10.1101/591446