छेपारोमा आनुवंशिक हेरफेरको यो पहिलो केसले एक नमूना जीव सिर्जना गरेको छ जसले सरीसृपको विकास र विकासको थप समझ प्राप्त गर्न मद्दत गर्न सक्छ।
CRISPR-Cas9 वा सरल CRISPR एक अद्वितीय, छिटो र सस्तो छ जीन सम्पादन उपकरण जसले जीनोमलाई मेटाउने, थपेर वा परिवर्तन गरेर सम्पादन गर्न सक्षम बनाउँछ डीएनए। CRISPR संक्षिप्त नाम 'Clustered Regularly Inter-Spaced Palindromic Repeats' हो। यो उपकरण सम्पादन गर्न प्रयोग गरिने अघिल्लो विधिहरू भन्दा सरल र अधिक सटीक छ डीएनए.
CRISPR-Cas9 उपकरणले zygote (एक-कोशिका) चरणमा जीवहरूलाई इन्जेक्सन गर्दछ DNA बाट बनेको DNA निर्माणको साथ (a) Cas9 इन्जाइम जसले 'कैंची' को रूपमा काम गर्दछ र DNA को एक भाग काट्न वा मेटाउन सक्छ, (b) गाइड RNA - एक अनुक्रम। लक्षित जीनसँग मेल खान्छ र यसरी Cas9 इन्जाइमलाई लक्षित स्थानमा मार्गदर्शन गर्दछ। एक पटक DNA को लक्षित खण्ड काटिसकेपछि, सेलको DNA मर्मत मेसिनरी बाँकी स्ट्र्यान्डमा पुन: जोडिनेछ र, प्रक्रियामा, लक्षित जीनलाई मौन बनाउनेछ। वा जीनलाई होमोलोजी निर्देशित मर्मत भनिने प्रक्रियामा नयाँ परिमार्जित डीएनए टेम्प्लेट प्रयोग गरेर 'सच्याउन' सकिन्छ। यसरी, CRISPR-Cas9 उपकरणले सुई लगाएर आनुवंशिक परिमार्जन गर्न अनुमति दिन्छ जीन सम्पादन एकल-कोशिका निषेचित अन्डामा समाधान। यस प्रक्रियाले सबै पछिल्ला कोशिकाहरूमा आनुवंशिक परिवर्तन (उत्परिवर्तन) निम्त्याउँछ जुन यसरी जीन कार्यलाई असर गर्छ।
यद्यपि CRISPR-Cas9 माछा, चरा र स्तनपायीहरू लगायत धेरै प्रजातिहरूमा नियमित रूपमा प्रयोग गरिन्छ, तर अहिलेसम्म यसले सरीसृपहरूलाई आनुवंशिक रूपमा हेरफेर गर्न सफल भएको छैन। यो मुख्यतया दुई अवरोधहरूको कारण हो। पहिलो, महिला सरीसृपहरूले आफ्नो ओभिडक्टमा लामो समयसम्म शुक्रकीट भण्डारण गर्छन् जसले गर्दा निषेचनको सही समय निर्धारण गर्न गाह्रो हुन्छ। दोस्रो, सरीसृपको अण्डाको फिजियोलोजीमा धेरै विशेषताहरू छन् जस्तै लचिलो अण्डाको गोला, भित्री हावा नभएको नाजुकताले भ्रूणलाई फुट्न वा क्षति नगरी हेरफेर गर्न चुनौतीपूर्ण बनाउँछ।
मा अपलोड गरिएको लेखमा bioRxiv मार्च 31, 2019 मा शोधकर्ताहरूले CRISPR-Cas9 प्रयोग गर्ने तरिकाको विकास र परीक्षण रिपोर्ट गरेका छन्। जीन सम्पादन पहिलो पटक सरीसृपमा। अध्ययनमा छनोट गरिएका सरीसृप प्रजातिहरू उष्णकटिबंधीय थिए छेउमा भनिन्छ एनोलिस सग्रेई वा अधिक सामान्य रूपमा खैरो anole जो क्यारिबियन मा व्यापक छ। अध्ययनमा छेपारोलाई अमेरिकाको फ्लोरिडाको जंगली क्षेत्रबाट संकलन गरिएको थियो । यो प्रजाति यसको लघु आकार, लामो प्रजनन मौसम र दुई पुस्ता बीचको तुलनात्मक रूपमा छोटो औसत समयको कारणले अध्ययनको लागि उपयुक्त छ।
हाल सरीसृपहरूले सामना गरिरहेका सीमितताहरू पार गर्न, अन्वेषकहरूले CRISPR कम्पोनेन्टहरूलाई अपरिपक्व निषेचित अण्डाहरूमा माइक्रोइन्जेक्ट गरे जबकि अण्डाहरू निषेचन हुनु अघि पोथी छेपारोको अण्डाशयमा थिए। तिनीहरूले टायरोसिनेज जीनलाई लक्षित गरे जसले छेपारोमा छालाको पिग्मेन्टेसन नियन्त्रण गर्ने इन्जाइम उत्पादन गर्छ र यदि यो जीन हटाइयो भने छेपारो अल्बिनो जन्मन्छ। यो स्पष्ट पिग्मेन्टेशन फेनोटाइप टायरोसिनेज जीन छनौट गर्ने कारण थियो। माइक्रोइन्जेक्टेड अण्डाहरू त्यसपछि महिला भित्र परिपक्व हुन्छन् र पछि परिचय गरिएको पुरुष वा भण्डार गरिएको शुक्राणुसँग प्राकृतिक रूपमा निषेचित हुन्छन्।
नतिजाको रूपमा, चारवटा अल्बिनो छेपारोहरू केही हप्ता पछि जन्मेका थिए कि टायरोसिनेज जीन निष्क्रिय भएको पुष्टि भयो र जीन सम्पादन प्रक्रिया सफल भयो। सन्तानमा आमाबाबु दुवैबाट सम्पादित जीन भएकोले यो स्पष्ट थियो कि CRISPR कम्पोनेन्टहरू आमाको अपरिपक्व oocyte मा धेरै लामो समयसम्म सक्रिय रहन्छन् र निषेचन पछि यसले पैतृक जीनलाई परिवर्तन गर्यो। यसरी, उत्परिवर्ती अल्बिनो छेपारोले आमा र बुबा दुबैबाट वंशानुगत जीनमा हेरफेर गरिएको टाइरोसिनेज प्रदर्शन गर्यो किनभने अल्बिनिजम दुबै आमाबाबुबाट वंशानुगत विशेषता हो।
आनुवंशिक रूपमा परिमार्जित सरीसृपहरू प्रभावकारी रूपमा उत्पादन गर्ने यो पहिलो अध्ययन हो। अनुसन्धानले अन्य छेपारो प्रजातिहरू जस्तै सर्पहरूमा पनि समान रूपमा काम गर्न सक्छ जसको लागि हालको दृष्टिकोणहरू अहिलेसम्म असफल भएका छन्। यस कार्यले सरीसृपको विकास र विकासको थप समझ प्राप्त गर्न मद्दत गर्न सक्छ।
***
{यो अध्ययन हाल सहकर्मी समीक्षाको लागि पेश गरिएको छ। तपाईंले उद्धृत स्रोत(हरू) को सूचीमा दिइएको DOI लिङ्कमा क्लिक गरेर प्रिप्रिन्ट संस्करण पढ्न सक्नुहुन्छ}
स्रोत (हरू)
Rasys AM et al। 2019। प्रिप्रिन्ट। CRISPR-Cas9 जीन सम्पादन गर्दै छेपारोमा अनफर्टिलाइज्ड ओसाइट्सको माइक्रोइन्जेक्शन मार्फत। bioRxiv। https://doi.org/10.1101/591446
