તબીબી વિજ્ઞાનનું ક્ષેત્ર વર્ષોથી ઝડપથી વિકસ્યું છે. નવી તબીબી દવાઓ વિકસાવવામાં પ્રગતિથી લઈને આરોગ્ય દેખરેખ ઉપકરણોમાં નેનોટેકનોલોજીનો અમલ કરવા સુધી, અમે એક પ્રજાતિ તરીકે ખૂબ આગળ નીકળી ગયા છીએ.
આવી જ એક ઉન્નતિ એ છે કે માણસના જીનોમમાં ફેરફાર કરીને તેની શારીરિક અને શારીરિક લાક્ષણિકતાઓને સમજવાની અને બદલવાની ક્ષમતા!
લેખ વાચકને જીનેટિક્સના ક્ષેત્રનો પરિચય પૂરો પાડે છે, માનવ જીનોમ અને જનીન સંપાદન અને સીઆરઆઈએસપીઆર ટેક્નોલૉજીની એપ્લિકેશનો પર જાય છે.
માનવ જીનોમ
જૈવિક રીતે કહીએ તો, મનુષ્ય એક જટિલ માળખું છે જેમાં સંખ્યાબંધ લાક્ષણિકતાઓ છે. આ લાક્ષણિકતાઓ, જેમ કે ઊંચાઈ, વાળનો રંગ, આંખનો રંગ, ચહેરાના લક્ષણો વગેરે, તેમના ડીએનએનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરી શકાય છે.
ડીએનએ
ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લીક એસિડ (ડીએનએ) એ મૂળભૂત રાસાયણિક તત્વો (ખાંડ, ફોસ્ફેટ અને પાયા) થી બનેલી સામગ્રી છે જે જીવંત વસ્તુ કેવી દેખાશે અને કેવી રીતે કાર્ય કરશે તે વિશેની તમામ માહિતી ધરાવે છે.
જીવવિજ્ઞાનીઓ અને તબીબી વ્યાવસાયિકો ડીએનએની પેટર્નનો અભ્યાસ કરીને, દરેક માટે અનન્ય, માહિતીને ડીકોડ કરી શકે છે.
જેન્સ
જનીન એ ડીએનએનો ચોક્કસ ભાગ છે જે એક પ્રોટીન માટે કોડ કરે છે. તે જનીનો દ્વારા ઉત્પાદિત પ્રોટીન છે જે ડીએનએના કાર્યો હાથ ધરવાનું કામ કરે છે.
જનીનો આનુવંશિકતાના એકમો તરીકે કામ કરે છે અને માતાપિતા પાસેથી તેમના સંતાનોમાં ચોક્કસ લક્ષણો પસાર કરવા માટે જવાબદાર છે.
જીવતંત્રના જનીનો અને આનુવંશિક સામગ્રીના કુલ સરવાળાને તેનો જીનોમ કહેવામાં આવે છે. માનવ જીનોમને સમજવાથી વૈજ્ઞાનિકોને માનવજાતને પીડિત હજારો રોગોની સારવાર, ઉપચાર અથવા તો અટકાવવા માટે નવી રીતો વિકસાવવાની મંજૂરી મળી છે.
આ તે છે જ્યાં જનીન સંપાદન આવે છે.
જનીન સંપાદન
જીનોમ અથવા જનીન સંપાદન એ તકનીકોનો સમૂહ છે જે વૈજ્ઞાનિકોને સજીવના ડીએનએમાં ફેરફાર કરવાની મંજૂરી આપે છે. આ તકનીકો જીનોમમાં ચોક્કસ સ્થાનો પર આનુવંશિક સામગ્રી ઉમેરવા, દૂર કરવા અથવા બદલવાનું શક્ય બનાવે છે.
અન્ય આનુવંશિક ઇજનેરી તકનીકોથી વિપરીત જે યજમાન જીનોમમાં આનુવંશિક સામગ્રીને રેન્ડમ રીતે દાખલ કરે છે, આ તકનીકો અત્યંત વિશિષ્ટ સ્થાનો પર નિવેશને લક્ષ્ય બનાવે છે.
તે કેવી રીતે કામ કરે છે?
જનીન સંપાદનમાં ઉત્સેચકોનો સમાવેશ થાય છે. ઉત્સેચકો એ પ્રોટીન છે જે રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓને સક્ષમ અથવા ઝડપી બનાવે છે. જનીન સંપાદનમાં ઉપયોગમાં લેવાતા એન્જીનિયર એન્ઝાઇમને ન્યુક્લીઝ કહેવામાં આવે છે અને તેઓ ડીએનએને કાપી શકે છે.
ન્યુક્લિઝને અન્ય રસાયણ સાથે એન્જીનિયર કરવામાં આવે છે જે તેમને ડીએનએ સ્ટ્રેન્ડ્સ માટે માર્ગદર્શન આપે છે જે તેમને કાપવાના છે. આ કટ ડીએનએ સેર પુનઃજન્મ કરી શકે છે, પરંતુ આ વખતે તેઓને ઇચ્છિત ડીએનએ સેરમાં પરિવર્તિત કરવા માટે ઇચ્છિત માહિતી આપવામાં આવે છે.
નવી સેર, એટલે નવા જનીનો અને નવા જનીનો એટલે નવી લાક્ષણિકતાઓ.
વૈજ્ઞાનિકો જનીન સંપાદનનો ઉપયોગ મનુષ્યોને અસર કરતા વિવિધ રોગોની તપાસ કરવા માટે કરે છે.
તેઓ ઉંદર અને માછલી જેવા પ્રાણીઓના જીનોમને સંપાદિત કરે છે અને અવલોકન કરે છે કે આ ફેરફારો તેમના સ્વાસ્થ્ય પર કેવી અસર કરે છે. ત્યારબાદ તેઓએ તેમના તારણોનો ઉપયોગ માનવ જીનોમમાં સમાન ફેરફારો માનવ સ્વાસ્થ્યને કેવી રીતે અસર કરી શકે છે તેની આગાહી કરવા માટે કર્યો.
વધુમાં, વૈજ્ઞાનિકો જનીન ઉપચાર વિકસાવી રહ્યા છે. આ સારવારોમાં જનીન સંપાદનનો ઉપયોગ કરીને મનુષ્યોમાં રોગો અટકાવવા અને સારવારનો સમાવેશ થાય છે.
CRISPR ટેકનોલોજી
જનીન સંપાદન તકનીકમાં એક મોટી સફળતા એ ક્લસ્ટર્ડ રેગ્યુલરલી ઇન્ટરસ્પર્સ્ડ શોર્ટ પેલિન્ડ્રોમિક રિપીટ્સ (CRISPR) ની રજૂઆત છે.
CRISPR એ સંરક્ષણ પ્રણાલી પર આધારિત છે જે કેટલાક બેક્ટેરિયામાં કુદરતી રીતે થાય છે. આવા બેક્ટેરિયામાંના ડીએનએમાં ઘણા ટૂંકા પેલિન્ડ્રોમિક સિક્વન્સ હોય છે (શબ્દો જે આગળ અને પાછળ સમાન હોય છે, જેમ કે RAAR).
બેક્ટેરિયા આ પેલિન્ડ્રોમિક સિક્વન્સની અંદર તેઓ લડેલા વાયરસના ટુકડાને સંગ્રહિત કરશે.
તે કેવી રીતે કામ કરે છે?
CRISPR માં વપરાતા એન્ઝાઇમને Cas9 કહેવામાં આવે છે. આ એન્ઝાઇમ પોતાને ચેપગ્રસ્ત પેલિન્ડ્રોમિક ક્રમ સાથે જોડે છે અને ડીએનએને ટુકડાઓમાં કાપી નાખે છે, વાયરસ વિશેની માહિતી જાળવી રાખે છે.
આર્મ્ડ Cas પ્રોટીન વાયરલ ડીએનએને ઓળખશે અને જો બેક્ટેરિયમ ફરીથી એ જ વાયરસથી ચેપ લાગ્યો હોય તો તરત જ તેનો નાશ કરશે.
CRISPR ની અરજીઓ
CRISPR નો ઉપયોગ સંશોધન, આરોગ્યસંભાળ, પાલતુ સંવર્ધન, ખાદ્ય ઉત્પાદન, ગ્રીન ઈંધણ અને ઘણું બધું સહિત વિવિધ રીતે કરવામાં આવે છે.
1. સંશોધન
પ્રાણીઓમાં આનુવંશિક વિકૃતિઓને દૂર કરવા સંબંધિત અભ્યાસોમાં CRISPR સિસ્ટમ્સ લાગુ કરવામાં આવી રહી છે અને માનવ આંખ અને લોહીના રોગોની સારવાર માટે ક્લિનિકમાં ટૂંક સમયમાં કાર્યરત થવાની સંભાવના છે.
ચીન અને યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સે લક્ષિત કેન્સર ઉપચારો માટે CRISPR-Cas9 નો ઉપયોગ કરીને બે ક્લિનિકલ ટ્રાયલને મંજૂરી આપી છે.
બાયોમેડિકલ એપ્લિકેશન્સ ઉપરાંત, આ સાધનોનો ઉપયોગ હવે અભ્યાસમાં પાક અને પશુધનના સંવર્ધનને ઝડપી બનાવવા, નવા એન્ટિમાઇક્રોબાયલ એન્જિનિયર કરવા અને જનીન ડ્રાઇવ સાથે રોગ વહન કરતા જંતુઓને નિયંત્રિત કરવા માટે કરવામાં આવે છે.
2. સ્વાસ્થ્ય કાળજી
વૈજ્ઞાનિકો CRISPR-Cas9 ટેક્નોલોજી વડે બેક્ટેરિયા-કિલિંગ વાઈરસ (બેક્ટેરિયોફેજ)ના જીનોમમાં ફેરફાર કરીને એન્ટિબાયોટિક-પ્રતિરોધક બેક્ટેરિયાનો નાશ કરવાની પદ્ધતિઓ વિકસાવવામાં સફળ થયા છે.
આ પ્રણાલીઓ માનવ રોગ માટે પ્રાણી મોડેલ બનાવવા અને ચેપગ્રસ્ત કોષોમાંથી એચઆઈવીને દૂર કરવામાં પણ સક્ષમ બનાવે છે.
માનવ રોગના માઉસ મોડેલમાં, CRISPR એ આનુવંશિક ભૂલ સુધારી, જેના પરિણામે રોગગ્રસ્ત ઉંદરનો ક્લિનિકલ બચાવ થયો.
3. પાલતુ સંવર્ધન
આનુવંશિક રીતે સંશોધિત સજીવો બનાવવા માટે પ્રારંભિક ભ્રૂણમાં CRISPR લાગુ કરવામાં આવ્યું છે, અને તેમના પેશીઓમાં નોંધપાત્ર જનીન સંપાદન પ્રાપ્ત કરવા માટે પ્રયોગશાળા પ્રાણીઓમાં ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવ્યું છે.
CRISPR પર આધારિત અભિગમોનો ઉપયોગ ઉંદર, ઉંદરો અને અન્ય બિન-માનવ પ્રાઈમેટ સહિતના પ્રાણીઓના જીનોમમાં ફેરફાર કરવા માટે કરવામાં આવ્યો છે. આ અભિગમોને ઉત્પાદકતા વધારવા, રોગ પ્રતિકારક શક્તિ વધારવા અને પાલતુ પ્રાણીઓમાં શોધાયેલ લક્ષણો/સુવિધાઓને સક્રિય કરવા માટે ઉપયોગમાં લઈ શકાય છે.
CRISPR નો ઉપયોગ કરીને, અમે નવલકથા પ્રાણી મોડલની પેઢીનો પરિચય કરાવવામાં પણ સક્ષમ થઈ શકીએ છીએ.
4. ખાદ્ય ઉત્પાદન
CRISPR જનીન સંપાદન ટેકનોલોજી પાકની ઉપજ અને ગુણવત્તા સુધારી શકે છે; છોડનો દુષ્કાળ પ્રતિકાર, હર્બિસાઇડ અને જંતુનાશક પ્રતિકાર, ખોરાકની સલામતી અને સુરક્ષામાં વધારો.
તે એન્ટિબાયોટિક પ્રતિકારને દૂર કરવામાં, ઉત્પાદનની શેલ્ફ લાઇફને સુધારવામાં અને છોડના પાળવાની પ્રક્રિયાને વેગ આપવામાં પણ મદદ કરી શકે છે.
બહેતર ગુણવત્તાવાળા છોડનો અર્થ છે પ્રાણીઓ માટે સારી ગુણવત્તાનો ચારો, આમ તેમના સ્વાસ્થ્યમાં વધારો થાય છે. છોડ અને પ્રાણીઓ આપણી ખાદ્ય શૃંખલાનો આધાર બનાવે છે, તેથી આપણે ખોરાકની ગુણવત્તા અને ઉત્પાદનો વધુ સારી રીતે મેળવી શકીએ છીએ.
5. લીલા બળતણ
લીલું બળતણ એ બળતણ છે જે કાર્બનિક સ્ત્રોતોમાંથી ઉત્પન્ન થાય છે અને તે પર્યાવરણને અનુકૂળ છે.
CRISPR એ ફોટોટ્રોપિક શેવાળમાંથી બમણી માત્રામાં બાયોડીઝલ (લીલા બળતણનું સ્વરૂપ) ઉત્પન્ન કરવાનું શક્ય બનાવ્યું છે.
આ બળતણ શેવાળમાં લિપિડનું ઉત્પાદન બમણું કરીને, CRISPR નો ઉપયોગ કરીને જનીનોમાં ફેરફાર કરીને મેળવવામાં આવે છે. લિપિડ્સ જ્વલનશીલ છે અને આવશ્યકપણે બાયોડીઝલ બનાવે છે.
પરંતુ શું જનીન સંપાદન નૈતિક છે?
ક્રિયાના કુદરતી માર્ગમાં ફેરફાર એ નૈતિક ચિંતાઓને આમંત્રિત કરવાની ખાતરી છે. CRISPR જેવી જનીન સંપાદન તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને માનવ આનુવંશિકતામાં ફેરફાર કરો, તેને સ્પષ્ટ સમર્થન મળ્યું નથી. આ એટલા માટે છે કારણ કે ઇંડા અને શુક્રાણુ કોશિકાઓના જનીનમાં થયેલા ફેરફારો ભવિષ્યની પેઢીઓને પસાર કરી શકાય છે.
આ ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ સામાન્ય માનવીય લક્ષણો (જેમ કે બુદ્ધિમત્તા કે ઊંચાઈ) વધારવા માટે થવો જોઈએ કે કેમ તે અંગે ભારે ચર્ચા ચાલી રહી છે.
આ ટેક્નોલૉજીનો ઉપયોગ કરતી વખતે સલામતીની ચિંતાઓ પણ ઊભી થાય છે કારણ કે લક્ષ્ય વિનાની અસરો (ખોટી જગ્યાએ સંપાદન) અને મોઝેકિઝમ (જ્યારે કેટલાક કોષો સંપાદન કરે છે પરંતુ અન્ય કરતા નથી) થવાની સંભાવના હંમેશા રહે છે.
નૈતિકતા અને સલામતી અંગેની ચિંતાઓના આધારે, પ્રજનન કોષોનું જીનોમ સંપાદન હાલમાં ઘણા દેશોમાં ગેરકાયદેસર છે.
ઉપસંહાર
માનવ જીનોમને સમજવાથી અમને નેનોસ્કેલ પર હેલ્થકેર ટેક્નોલોજીમાં ક્રાંતિ લાવવાની મંજૂરી મળી છે.
જનીન સંપાદન અને CRISPR ટેક્નોલોજી કે જેણે રોગને નાબૂદ કરવા અને માનવીય અપૂર્ણતાને સુધારવાની દ્રષ્ટિએ ગ્રાઉન્ડબ્રેકિંગ એપ્લિકેશન્સ પ્રદાન કરી છે.
વૈજ્ઞાનિકો આગાહી કરે છે કે આ તકનીકો સંપૂર્ણ લાક્ષણિકતાઓ સાથે હોમો સેપિયન્સની રોગ-મુક્ત પેઢી બનાવવાની ચાવી છે.
જનીન સંપાદન પર તમારા મંતવ્યો શું છે? અમને ટિપ્પણીઓમાં જણાવો.
એક જવાબ છોડો