वैद्यकीय विज्ञानाचे क्षेत्र गेल्या काही वर्षांत झपाट्याने विकसित झाले आहे. नवीन वैद्यकीय औषधे विकसित करण्यापासून ते आरोग्य निरीक्षण उपकरणांमध्ये नॅनोटेक्नॉलॉजी लागू करण्यापर्यंत, आम्ही एक प्रजाती म्हणून खूप पुढे आलो आहोत.
अशीच एक प्रगती म्हणजे माणसाच्या जीनोममध्ये बदल करून त्यांची शारीरिक आणि शारीरिक वैशिष्ट्ये समजून घेण्याची आणि बदलण्याची क्षमता!
लेख वाचकांना अनुवांशिक क्षेत्राची ओळख करून देतो, मानवी जीनोम आणि जनुक संपादन आणि CRISPR तंत्रज्ञानाच्या अनुप्रयोगांवर जातो.
मानवी जीनोम
जीवशास्त्रीयदृष्ट्या, मनुष्य ही एक गुंतागुंतीची रचना आहे ज्यामध्ये अनेक वैशिष्ट्ये आहेत. ही वैशिष्ट्ये, जसे की उंची, केसांचा रंग, डोळ्यांचा रंग, चेहर्यावरील वैशिष्ट्ये, आणि इतर, त्यांच्या डीएनए वापरून निर्धारित केले जाऊ शकतात.
डीएनए
Deoxyribonucleic acid (DNA) ही मूलभूत रासायनिक घटक (साखर, फॉस्फेट आणि बेस) पासून बनलेली एक सामग्री आहे जी सजीव वस्तू कशी दिसेल आणि कार्य करेल याबद्दल सर्व माहिती असते.
जीवशास्त्रज्ञ आणि वैद्यकीय व्यावसायिक डीएनएच्या पॅटर्नचा अभ्यास करून, प्रत्येकासाठी अद्वितीय असलेली माहिती डीकोड करू शकतात.
जीन्स
जनुक हा डीएनएचा एक विशिष्ट भाग आहे जो एका प्रथिनासाठी कोड असतो. जीन्सद्वारे तयार केलेली प्रथिने ही डीएनएची कार्ये पार पाडण्याचे काम करतात.
जनुके आनुवंशिकतेचे एकक म्हणून काम करतात आणि पालकांकडून त्यांच्या संततीपर्यंत विशिष्ट वैशिष्ट्ये प्रसारित करण्यासाठी जबाबदार असतात.
एखाद्या जीवाच्या जनुकांच्या आणि अनुवांशिक सामग्रीच्या एकूण बेरीजला त्याचे जीनोम म्हणतात. मानवी जीनोम समजून घेतल्याने शास्त्रज्ञांना मानवजातीला त्रास देणार्या हजारो रोगांवर उपचार, उपचार किंवा प्रतिबंध करण्याचे नवीन मार्ग विकसित करण्याची परवानगी मिळाली आहे.
इथेच जीन एडिटिंग येते.
जीन संपादन
जीनोम किंवा जीन संपादन हे तंत्रज्ञानाचा एक समूह आहे जे शास्त्रज्ञांना एखाद्या जीवाच्या डीएनएमध्ये बदल करण्याची परवानगी देतात. या तंत्रज्ञानामुळे जीनोममधील विशिष्ट ठिकाणी अनुवांशिक सामग्री जोडणे, काढून टाकणे किंवा बदलणे शक्य होते.
यजमान जीनोममध्ये अनुवांशिक सामग्री यादृच्छिकपणे समाविष्ट करणार्या इतर अनुवांशिक अभियांत्रिकी तंत्रांच्या विपरीत, ही तंत्रे अत्यंत विशिष्ट ठिकाणी अंतर्भूत करण्याचे लक्ष्य करतात.
हे कस काम करत?
जीन संपादनामध्ये एन्झाइम्सचा समावेश होतो. एन्झाईम्स ही प्रथिने आहेत जी रासायनिक प्रक्रिया सक्षम करतात किंवा वेगवान करतात. जीन एडिटिंगमध्ये वापरल्या जाणार्या इंजिनीयर एन्झाईम्सना न्यूक्लिझ म्हणतात आणि ते डीएनए कट करू शकतात.
न्यूक्लिझला आणखी एका रसायनाने इंजिनियर केले जाते जे त्यांना कापायचे असलेल्या डीएनए स्ट्रँडकडे मार्गदर्शन करते. हे कापलेले डीएनए स्ट्रँड पुन्हा निर्माण होऊ शकतात, परंतु यावेळी त्यांना इच्छित डीएनए स्ट्रँडमध्ये उत्परिवर्तन करण्यासाठी इच्छित माहिती दिली जाते.
नवीन स्ट्रँड, म्हणजे नवीन जीन्स आणि नवीन जीन्स म्हणजे नवीन वैशिष्ट्ये.
शास्त्रज्ञ जीन एडिटिंगचा वापर करून मानवांवर परिणाम करणाऱ्या विविध रोगांची तपासणी करतात.
ते उंदीर आणि मासे यांसारख्या प्राण्यांचे जीनोम संपादित करतात आणि हे बदल त्यांच्या आरोग्यावर कसा परिणाम करतात ते पहा. त्यानंतर मानवी जीनोममधील समान बदल मानवी आरोग्यावर कसा परिणाम करू शकतात याचा अंदाज लावण्यासाठी त्यांनी त्यांचे निष्कर्ष वापरले.
शिवाय, शास्त्रज्ञ जीन थेरपी विकसित करत आहेत. या उपचारांमध्ये जीन एडिटिंगचा वापर करून मानवांमधील रोग रोखणे आणि त्यावर उपचार करणे समाविष्ट आहे.
CRISPR तंत्रज्ञान
जीन एडिटिंग तंत्रज्ञानातील एक मोठी प्रगती म्हणजे क्लस्टरड रेग्युलरली इंटरस्पर्स्ड शॉर्ट पॅलिंड्रोमिक रिपीट्स (CRISPR) ची ओळख.
CRISPR काही जीवाणूंमध्ये नैसर्गिकरित्या आढळणाऱ्या संरक्षण प्रणालीवर आधारित आहे. अशा बॅक्टेरियामधील डीएनएमध्ये अनेक लहान पॅलिंड्रोमिक अनुक्रम असतात (शब्द जे पुढे आणि मागे दोन्ही समान असतात, जसे की RAAR).
जीवाणू या पॅलिंड्रोमिक अनुक्रमांमध्ये त्यांनी लढलेल्या व्हायरसचे तुकडे साठवून ठेवतील.
हे कस काम करत?
CRISPR मध्ये वापरल्या जाणाऱ्या एन्झाइमला Cas9 म्हणतात. हे एंझाइम स्वतःला संक्रमित पॅलिंड्रोमिक अनुक्रमाशी जोडते आणि डीएनएचे तुकडे करते, व्हायरसबद्दल माहिती राखून ठेवते.
सशस्त्र Cas प्रथिने विषाणूचा डीएनए ओळखेल आणि त्याच विषाणूने जीवाणू पुन्हा संक्रमित झाल्यास तो त्वरित नष्ट करेल.
CRISPR चे अर्ज
CRISPR चा वापर संशोधन, आरोग्यसेवा, पाळीव प्राणी प्रजनन, अन्न उत्पादन, हरित इंधन आणि बरेच काही यासह विविध मार्गांनी केला जातो.
1 संशोधन
प्राण्यांमधील अनुवांशिक विकार दूर करण्याच्या अभ्यासात CRISPR प्रणाली कार्यान्वित केली जात आहे आणि मानवी डोळ्यांच्या आणि रक्ताच्या आजारांवर उपचार करण्यासाठी लवकरच क्लिनिकमध्ये नियुक्त केले जाण्याची शक्यता आहे.
चीन आणि युनायटेड स्टेट्सने लक्ष्यित कर्करोग उपचारांसाठी CRISPR-Cas9 वापरून दोन क्लिनिकल चाचण्या मंजूर केल्या आहेत.
बायोमेडिकल अॅप्लिकेशन्सच्या पलीकडे, ही साधने आता पीक आणि पशुधन प्रजननाला गती देण्यासाठी, नवीन प्रतिजैविक अभियंता बनवण्यासाठी आणि जीन ड्राइव्हसह रोग वाहून नेणाऱ्या कीटकांवर नियंत्रण ठेवण्यासाठी अभ्यासात वापरली जात आहेत.
2. आरोग्य
CRISPR-Cas9 तंत्रज्ञानाने जीवाणू मारणाऱ्या विषाणूंच्या (बॅक्टेरियोफेजेस) जीनोममध्ये बदल करून प्रतिजैविक-प्रतिरोधक जीवाणू नष्ट करण्याच्या पद्धती विकसित करण्यात वैज्ञानिकांना यश आले आहे.
या प्रणाली मानवी रोगांसाठी प्राणी मॉडेल तयार करण्यास आणि संक्रमित पेशींमधून एचआयव्ही काढून टाकण्यास सक्षम करतात.
मानवी रोगाच्या माऊस मॉडेलमध्ये, CRISPR ने अनुवांशिक त्रुटी सुधारली, परिणामी रोगग्रस्त उंदरांचा क्लिनिकल बचाव झाला.
3. पाळीव प्राणी पैदास
अनुवांशिकदृष्ट्या सुधारित जीव तयार करण्यासाठी सुरुवातीच्या भ्रूणांवर CRISPR लागू केले गेले आहे आणि त्यांच्या ऊतींमध्ये लक्षणीय जीन संपादन करण्यासाठी प्रयोगशाळेतील प्राण्यांमध्ये इंजेक्शन दिले गेले आहे.
CRISPR वर आधारित दृष्टीकोनांचा वापर उंदीर, उंदीर आणि इतर गैर-मानवी प्राइमेट्ससह प्राण्यांच्या जीनोममध्ये बदल करण्यासाठी केला गेला आहे. उत्पादकता वाढवण्यासाठी, रोग प्रतिकारशक्ती वाढवण्यासाठी आणि पाळीव प्राण्यांमध्ये शोधलेले गुण/वैशिष्ट्ये सक्रिय करण्यासाठी या पद्धतींचा वापर केला जाऊ शकतो.
CRISPR वापरून, आम्ही कदाचित नवीन प्राणी मॉडेल्सची एक पिढी सादर करू शकू.
4. अन्न उत्पादन
CRISPR जनुक संपादन तंत्रज्ञान पीक उत्पादन आणि गुणवत्ता सुधारू शकते; वनस्पती दुष्काळ प्रतिकार, तणनाशक आणि कीटकनाशक प्रतिकार, अन्न सुरक्षा आणि सुरक्षा वाढवणे.
हे प्रतिजैविक प्रतिकार काढून टाकण्यास, उत्पादनाचे शेल्फ लाइफ सुधारण्यास आणि वनस्पतींचे पालन करण्याच्या प्रक्रियेस गती देण्यास मदत करू शकते.
उत्तम दर्जाची झाडे म्हणजे जनावरांसाठी उत्तम दर्जाचा चारा, त्यामुळे त्यांचे आरोग्य सुधारते. वनस्पती आणि प्राणी हे आपल्या अन्नसाखळीचा आधार बनत असल्याने, आपल्याकडे अन्नाचा दर्जा आणि उत्पादने चांगली असू शकतात.
5. हिरवे इंधन
हिरवे इंधन हे सेंद्रिय स्त्रोतांपासून तयार केलेले इंधन आहे आणि ते पर्यावरणास अनुकूल आहे.
CRISPR ने फोटोट्रॉपिक शैवालपासून दुप्पट बायोडिझेल (हिरव्या इंधनाचा एक प्रकार) तयार करणे शक्य केले आहे.
हे इंधन एकपेशीय वनस्पतींमध्ये लिपिड उत्पादन दुप्पट करून, CRISPR वापरून जनुकांना चिमटा देऊन मिळवले जाते. लिपिड्स ज्वलनशील असतात आणि मूलत: बायोडिझेल बनवतात.
पण जनुक संपादन नैतिक आहे का?
कृतीचा नैसर्गिक मार्ग बदलणे नैतिक चिंतांना आमंत्रण देणारे आहे. CRISPR सारख्या जनुक संपादन तंत्रज्ञानाचा वापर करून मानवी आनुवंशिकता बदलणे, याला स्पष्ट समर्थन मिळालेले नाही. कारण अंडी आणि शुक्राणू पेशींच्या जनुकांमध्ये झालेले बदल भविष्यातील पिढ्यांपर्यंत पोहोचवले जाऊ शकतात.
या तंत्रज्ञानाचा वापर सामान्य मानवी गुणधर्म (जसे की बुद्धिमत्ता किंवा उंची) वाढविण्यासाठी केला जावा की नाही यावर मोठा वाद आहे.
हे तंत्रज्ञान वापरताना सुरक्षेची चिंता देखील उद्भवते कारण लक्ष्य नसलेले परिणाम (चुकीच्या ठिकाणी संपादने) आणि मोझॅकिझम (जेव्हा काही पेशी संपादन करतात परंतु इतर करत नाहीत) होण्याची शक्यता असते.
नैतिकता आणि सुरक्षिततेच्या चिंतेवर आधारित, पुनरुत्पादक पेशींचे जीनोम संपादन सध्या अनेक देशांमध्ये बेकायदेशीर आहे.
निष्कर्ष
मानवी जीनोम समजून घेतल्याने आम्हाला नॅनोस्केलवर आरोग्य सेवा तंत्रज्ञानामध्ये क्रांती करण्याची परवानगी मिळाली आहे.
जीन एडिटिंग आणि सीआरआयएसपीआर तंत्रज्ञान ज्याने रोग निर्मूलन आणि मानवी अपूर्णता दुरुस्त करण्याच्या दृष्टीने महत्त्वपूर्ण अनुप्रयोग प्रदान केले आहेत.
शास्त्रज्ञांचा असा अंदाज आहे की परिपूर्ण वैशिष्ट्यांसह होमो सेपियन्सची रोगमुक्त पिढी तयार करण्यासाठी या तंत्रज्ञानाची गुरुकिल्ली आहे.
जनुक संपादनाबद्दल तुमची मते काय आहेत? आम्हाला टिप्पण्यांमध्ये कळवा.
प्रत्युत्तर द्या