SSLC-BIOLOGY CHAPTER-1-EXTRA READING

ജീവന്റെ അടിസ്ഥാനഘടകങ്ങളാണ് ജീനുകൾ, ഈ രംഗത്ത് വർഷങ്ങളായി നടത്തിവരുന്ന ഗവേഷണങ്ങളുടെ ഫലമായി ലഭിച്ച ഒട്ടേറെ കണ്ടെത്തലുകൾ ശാസ്ത്രലോകത്തിന് വഴിത്തിരിവായിത്തീർന്നിട്ടുണ്ട്. അതിന്റെ ആധുനിക രൂപമാണ് ജീൻ എഡിറ്റിങ്.

ജീനുകൾ

1909-ലാണ് ഡാനിഷ് ശാസ്ത്രജ്ഞനായ വില്യം ലുഡ്വിഗ് ജോഹാൻസൻ അദ്ദേഹത്തിന്റെ എലമെന്റ്സ് ഓഫ് ദി എക്സാക്ട് തിയറി ഓഫ് ഹെറെഡിറ്റി

(Elements of the Exact Theory of Heredity) എന്ന പുസ്തകത്തിലൂടെ, പാരമ്പര്യ

ഗുണങ്ങൾ നിയന്ത്രിക്കുന്ന അടിസ്ഥാനഘടക വില്യം ലുഡ്വിഗ് ത്തിന് ജീൻ എന്ന പദം നിർദേശിക്കുന്നത്.

ജോഹാൻസൻ

ജീവൻ നിലനിർത്തുന്നതിനാവശ്യമായ പ്രോട്ടീനുകൾ നിർമിക്കുന്നതിനുള്ള നിർദേശങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന ഡിഎൻഎയിലെ നിശ്ചിത ന്യൂക്ലിയോടൈഡുകളുടെ ശ്രേണിക ളെയാണ് ജീൻ എന്ന് വിളിക്കുന്നത്. അച്ഛനമ്മമാരിൽനിന്ന് മക്കളിലേക്ക് കൈമാറപ്പെടുന്ന ജീനുകൾ കണ്ണുകളുടെ നിറംമുതൽ സങ്കീർണമായ സ്വഭാവവിശേഷങ്ങൾവരെ എല്ലാറ്റിനെയും സ്വാധീനിക്കുന്നു. ജീനുകളിൽ സംഭവി ക്കുന്ന ചെറിയ മാറ്റങ്ങൾപോലും വലിയ രോഗങ്ങൾക്ക് കാരണമാകാം.

CRISPR എന്ന കത്രിക

CRISPR എന്നത് ക്ലസ്റ്റേഡ് റെഗുലർലി ഇന്റർസ്പെയ്സ്ഡ് ഷോർട്ട് പാലിൻഡ്രോമിക് റിപ്പീറ്റ്സ് (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) apm തിന്റെ ചുരുക്കരൂപമാണ്, ബാക്ടീരി യങ്ങളിലെ പ്രതിരോധസംവിധാന ത്തിൽനിന്ന് വികസിപ്പിച്ചെടുത്തതാണ് CRISPR-Cas9 uoca.oka.nilay

ജീൻ എഡിറ്റിങ് എന്നാൽ ജിനുകളിൽ മാറ്റങ്ങൾ നടപ്പിലാക്കാൻ കഴിയുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യ യാണ് ജീൻ എഡിറ്റിങ്. ഡിഎൻഎ യിലെ ഭാഗങ്ങൾ മാറ്റിയെടുക്കാനും പുതിയത് ചേർക്കാനും ഈ സാങ്കേ തികവിദ്യ വഴിയൊരുക്കുന്നു. ഇതിനുമുൻപും വിവിധ മാർഗങ്ങളിലൂടെ ജനിതക എൻജിനീയറിങ് നടപ്പാക്കാൻ ശ്രമിച്ചിരുന്നുവെങ്കിലും അതിൽ കൃത്യതയുണ്ടായിരുന്നില്ല. ഈ പരിമിതിയെ മറികടന്നാണ് CRISPR-Cas9 ജീൻ എഡിറ്റിങ് എന്ന സാങ്കേതികവിദ്യ രംഗത്തെ ത്തിയത്. ഇതുപയോഗിച്ച് അത്യന്തം കൃത്യതയോടെയും വേഗത്തിലും ജീനുകളിൽ മാറ്റം വരുത്താൻ സാധിക്കും.

നൊബേൽ നേടിയ വനിതകൾ 

2020-ൽ CRISPR-Cas9 ജീൻ എഡിറ്റിങ് എന്ന വിപ്ലവകരമായ കണ്ടുപിടിത്ത ത്തിന് എമ്മാനുവേൽ കാർപെന്റിയർ, ജെന്നിഫർ എ. ഡൗഡ്ന എന്നീ രണ്ട്

ശാസ്ത്രജ്ഞകൾ രസതന്ത്ര നൊബേൽ സമ്മാനത്തിന് അർഹരായി. ചരിത്രത്തിൽ   ആദ്യമായാണ് രണ്ട് ശാസ്ത്രജ്ഞകൾ എമ്മാനുവേൽ കാർപെന്റിയർ ഒരുമിച്ച് നൊബേൽ പങ്കിടുന്നത്.

സാധ്യതകൾ പലവിധം

കാൻസർ പോലുള്ള സങ്കീർണമായ അസുഖങ്ങളുടെ ചികിത്സയ്ക്കും ജനിത കരോഗങ്ങൾക്കുള്ള പരിഹാരം കണ്ടെത്താനും പുതിയ ചികിത്സാപദ്ധതികൾ വികസിപ്പിക്കാനും ജീൻ എഡിറ്റിങ്ങിലൂടെ സാധിക്കും. കൂടാതെ, രോഗപ്രതി രോധശേഷിയും ഗുണമേന്മയും ഉയർന്ന വിളവുമുള്ള സസ്യങ്ങൾ വികസിപ്പി ക്കാനും ജീൻ എഡിറ്റിങ് സഹായിക്കുന്നു.

മൺമറഞ്ഞവർ മടങ്ങിവരുമോ?

ജീൻ എഡിറ്റിങ്ങിന്റെ കൗതുകമുണർത്തുന്നതും അദ്ഭുത പ്പെടുത്തുന്നതും ശാസ്ത്രലോകം ഉറ്റുനോക്കുന്നതുമായ മറ്റൊരു സാധ്യതയാണ് ഡി-എക്സ്റ്റിങ്ഷൻ (De-extinction). വളി മാമത്ത്, ഡൈനസോറുകൾ, ടാസ്മാനിയൻ ടൈഗർ, പാസഞ്ചർ പീജിയൻ, ഡോഡോ പക്ഷി എന്നിങ്ങനെ അനേകം ജീവികൾ മനുഷ്യൻ കാരണമായോ അല്ലാതെയോ ഈ ഭൂമിയിൽനിന്ന് അപ്രത്യക്ഷരായിട്ടുണ്ട്. വംശനാശം സംഭവിച്ച ജീവികളെ തിരിച്ചുകൊണ്ടുവരിക എന്നതാണ് ഡി-എക്സ്റ്റിങ്ഷൻ (De-extinction) .

ബാക്ടീരിയയുടെ വിദ്യയിൽനിന്ന്...

ബാക്ടീരിയയെ ബാധിക്കുന്ന ഒരുതരം വൈറസുകളാണ് ബാക്ടീരിയോഫേജുകൾ. ഇവയുടെ ആക്രമണരീതി എങ്ങ നെയാണെന്ന് നോക്കാം. ബാക്ടീരിയയിലേക്ക് തങ്ങളുടെ സ്വന്തം ഡിഎൻഎ കയറ്റിവിട്ട്, ബാക്ടീരിയയുടെ ഊർജവും സംവിധാനവും ഉപയോഗിച്ച് ആ ഡിഎൻഎയുടെ അനേകം പകർപ്പുകൾ ഉണ്ടാക്കും, പിന്നീട്, ബാക്ടീരിയയെ നശിപ്പിച്ച് പുതിയ വൈറസുകൾ പുറത്തുവരും.

തങ്ങളെ ആക്രമിച്ച് കൊന്നൊടുക്കുന്ന ബാക്ടീരിയോഫേ ജുകളിൽനിന്ന് രക്ഷപ്പെടാനാണ് ബാക്ടീരിയ CRISPR Cas 9 ഉപയോഗിച്ചത്. ബാക്ടീരിയോഫേജ് ആക്രമണത്തിൽ നി ന്ന് രക്ഷപ്പെട്ട ചില ബാക്ടീരിയങ്ങൾ, അതിനെ ആക്രമിച്ച വൈറസിന്റെ ഡിഎൻഎയുടെ ചെറിയ ഭാഗം മുറിച്ച് സ്വന്തം ജീനോമിലെ CRISPR എന്ന ഭാഗത്ത് സംഭരിക്കു

പിന്നീട് വീണ്ടും അതേ ബാക്ടീരിയയെ ബാക്ടീരിയോഫേ ജുകൾ ആക്രമിക്കുമ്പോൾ, മുൻപ് സൂക്ഷിച്ചുവെച്ചിരിക്കുന്ന ബാക്ടീരിയോഫേജുകളുടെ ഡിഎൻഎയുടെ അടിസ്ഥാ നത്തിൽ ആർഎൻഎ തന്മാത്രകൾ നിർമിക്കുന്നു. ഇവ Cas9 എന്ന എൻസൈമുമായി കൂട്ടുചേർന്ന് പുതിയതായി എത്തിയ വൈറൽ ഡിഎൻഎയെ തിരിച്ചറിഞ്ഞ് അതിനെ മുറിച്ച്, സ്വന്തം ഡിഎൻഎ, റിപ്പയർ സംവിധാനത്തിലൂടെ

പുനർനിർമിക്കുന്നു. ഈ വിദ്യ ജീനുകൾ എഡിറ്റുചെയ്യുന്ന തിനായി വികസിപ്പിക്കപ്പെട്ടു. CRISPR-Cas9 സാങ്കേതികവിദ്യക്ക് പ്രധാനമായും രണ്ട് ഘടകങ്ങളുണ്ട്: മുറിക്കേണ്ട ലക്ഷ്യഡിഎൻഎ ഭാഗം തിരിച്ചറിയുന്നതിനായി രൂപകല്പന ചെയ്ത ഗൈഡ് ആർഎൻഎ (guide RNA). രണ്ടാമതായി, മോളിക്യുലാർ കത്തിപോലെ പ്രവർത്തിച്ച് DNA-യെ കൃത്യമായ സ്ഥാ നങ്ങളിൽ മുറിക്കുന്ന Cas9 എന്ന എൻസൈം, ഇവ ഉപയോഗിച്ച് ജീനുകളിൽ മാറ്റങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കാനും പുതിയ ജീനുകൾ ചേർക്കാനും ആവശ്യമില്ലാത്തവ ഒഴിവാക്കാനും സാധിക്കുന്നു. ഇങ്ങുവാ.

വീണ്ടും ജനിച്ച ചെന്നായകൾ 

പന്ത്രണ്ടായിരം വർഷം മുൻപ് മൺമറ ഞ്ഞുപോയ ഒരുകൂട്ടം ചെന്നായ്ക്കളാണ് ഡയർ വൂൾഫുകൾ (Dire Wolves),

വംശനാശം സംഭവിച്ച ഇവയുടെ ഫോസി ലുകളിൽനിന്ന് ഡിഎൻഎ കണ്ടെത്തി, ജീൻ എഡിറ്റിങ്ങിലൂടെ ഇവയെ വീണ്ടും കൊണ്ടുവരാൻ കൊളോസൽ ബയോസ യൻസസ് (Colossal Biosciences) എന്ന കമ്പനി അവരുടെ ഡി-എക്സ്റ്റി ങ്ഷൻ പദ്ധതിയുടെ ഭാഗമായി 

ശ്രമിച്ചു. ഫോസിലുകളിൽനിന്ന് ലഭിച്ച ഡിഎൻഎ ഉപയോഗിച്ച് ഡയർ വൂൾഫ് ജീനോം പൂർണമായും ക്രമീ കരിക്കുക എന്നതായിരുന്നു ആദ്യപടി. അതിനുശേഷം, ചെന്നായ വർഗത്തിൽ പ്പെടുന്ന മറ്റൊരു സ്പീഷീസായ

ഗ്രേ വൂൾഫുകളുമായി (Gray wolf) ഡയർ വുൾഫിന്റെ ഡിഎൻഎ താര തമ്യം ചെയ്ത്, ഗ്രേ വൂൾഫിൽനിന്ന് ഡയർ വുൾഫിനെ വ്യത്യസ്തമാക്കുന്ന ജീനുകളെ ശാസ്ത്രജ്ഞർ കണ്ടെത്തി.

ശേഷം CRISPR-Cas9 ജീൻ എഡിറ്റിങ് ഉപയോഗിച്ച്, ഗ്രേ വുൾഫിന്റെ ഡിഎൻഎ യിൽ ഡയർ വുൾഫ് ഡിഎൻഎയോട് സമാനമായ മാറ്റങ്ങൾ വരുത്തി. ജനിതകമാറ്റങ്ങൾ വരുത്തിയ ഭ്രൂണ ങ്ങളെ വളർത്തുനായകളിൽ ഇംപ്ലാന്റ് ചെയ്ത് വളർത്തിയപ്പോൾ, ജനിച്ച മൂന്ന് കുഞ്ഞുങ്ങൾക്കും (Romulus, Remus, and Khaleesi) ഡയർ വുൾഫിന്റെ സാദൃശ്യവും സ്വഭാവസവിശേഷതകളും ഉണ്ടായിരുന്നു.