फर्न जीनोम डिकोड गरिएको: वातावरणीय स्थिरताको लागि आशा

फर्नको आनुवंशिक जानकारी अनलक गर्नाले हामीलाई हाम्रो सामना गर्ने धेरै समस्याहरूको सम्भावित समाधान प्रदान गर्न सक्छ ग्रह आज।

In जीनोम अनुक्रम, डीएनए प्रत्येक विशिष्ट डीएनए अणुमा न्यूक्लियोटाइडहरूको क्रम निर्धारण गर्न अनुक्रम निर्धारण गरिन्छ। यो सही क्रम DNA मा लिइएको आनुवंशिक जानकारी को प्रकार बुझ्न सक्षम हुन मूल्यवान छ। प्रोटिनका लागि जीनले एन्कोड गर्ने भएकाले शरीरका अधिकांश कार्यहरूका लागि जिम्मेवार हुन्छन्, यस जानकारीले शरीरमा तिनीहरूको कार्यको प्रभाव बुझ्न मद्दत गर्न सक्छ। अनुक्रम पूरा भयो जीनोम कुनै जीवको अर्थात् यसको सबै DNA एक जटिल र चुनौतीपूर्ण कार्य हो र DNA लाई स-साना टुक्राहरूमा तोडेर, तिनीहरूलाई क्रमबद्ध गरेर र त्यसपछि सबैलाई एकसाथ राख्नु पर्छ। उदाहरणका लागि, पूर्ण मानव जीनोम 2003 मा क्रमबद्ध भएको थियो 13 वर्ष र USD 3 बिलियन को कुल लागत। प्रविधिको विकाससँगै जीनोमहरू सेङ्गर सिक्वेन्सिङ र नेक्स्ट जेनेरेसन सिक्वेन्सिङ जस्ता विधिहरू प्रयोग गरेर तुलनात्मक रूपमा छिटो र कम लागतमा क्रमबद्ध गर्न सकिन्छ। एक पटक जीनोमलाई क्रमबद्ध र डिकोड गरिसकेपछि, जैविक अनुसन्धानका सम्भावित क्षेत्रहरू पहिचान गर्न र लक्षित अनुप्रयोग विकासतर्फ प्रगति गर्न असीमित सम्भावनाहरू खुल्छन्।

कर्नेल विश्वविद्यालय र विश्वभरका 40 शोधकर्ताहरूको टोलीले पूर्ण अनुक्रम बनाएको छ जीनोम एक पानी को fern Azolla filiculoides भनिन्छ^1,2। यो फर्न सामान्यतया तातो तापक्रम र विश्वको उष्णकटिबंधीय क्षेत्रहरूमा बढेको देखिन्छ। फर्नको जीनोमिक रहस्यहरू खोल्ने परियोजना केही समयको लागि पाइपलाइनमा छ र एक्सपेरिमेन्ट डट कम नामक क्राउडफन्डिङ साइट मार्फत १२३ समर्थकहरूबाट USD 22,160 को कोषद्वारा समर्थित थियो। अन्वेषकहरूले अन्ततः बेइजिङ जेनोमिक्स इन्स्टिच्युटबाट युट्रेच युनिभर्सिटीसँगको सहकार्यमा क्रमबद्ध गर्न कोष प्राप्त गरे। यो सानो तैरिरहेको फर्न प्रजाति जुन औंलाको नङमा फिट हुन्छ जसको जीनोम साइज .123 गिगाबेस (वा अरब आधार जोडी) हुन्छ। फर्नहरू ठूला हुन जान्छन् जीनोमहरू, आकारमा 12 गिगाबेसको औसत, तर कुनै पनि ठूला फर्न जीनोमहरू अहिलेसम्म डिकोड गरिएको छैन। यस्तो विस्तृत परियोजना यस फर्नको सम्भाव्यता के हुन सक्छ भन्ने सुराग प्रदान गर्ने उद्देश्यले थियो।

यसमा फर्न एजोलाका धेरै रोचक पक्षहरू उजागर भएका छन् जीनोम मा प्रकाशित अनुक्रम अध्ययन प्रकृति प्लान्टहरू र यो फर्न लाभदायक हुन सक्ने सम्भावित क्षेत्रहरूमा भविष्यको अनुसन्धानको लागि दिशा प्रदान गरेको छ। फर्न अजोला लगभग 50 मिलियन वर्ष पहिले यस मा व्यापक र बढ्दै थियो ग्रह आर्कटिक महासागर वरपर। त्यस समयमा पृथ्वी पनि हालको अवस्थाको तुलनामा न्यानो थियो र यो फर्नले यसलाई राख्न महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्ने मानिन्छ ग्रह १ मिलियन वर्षको अवधिमा वायुमण्डलबाट करिब १० ट्रिलियन टन कार्बन डाइअक्साइड कब्जा गरेर कूलर। यहाँ हामी हाम्रो लडाई र सुरक्षा मा यो फर्न को लागि एक सम्भावित भूमिका देख्छौं ग्रह जलवायु परिवर्तनको कारण ग्लोबल वार्मिंगबाट।

फर्नले नाइट्रोजन फिक्सेसनमा पनि महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्ने विचार गरिन्छ, एक प्रक्रिया जसले वायुमण्डलमा मुक्त नाइट्रोजन (N2) को संयोजन गर्छ - एक अक्रिय ग्यास हावामा प्रशस्त मात्रामा उपलब्ध हुन्छ - अन्य रासायनिक तत्वहरूसँग थप प्रतिक्रियाशील नाइट्रोजन-आधारित यौगिकहरू जस्तै अमोनिया, नाइट्रेट आदि जुन कृषि उद्देश्यका लागि मल जस्ता विभिन्न अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। जीनोम डेटाले नोस्टोक एजोला नामक साइनोब्याक्टेरियासँग यो फर्नको सिम्बायोटिक सम्बन्ध (पारस्परिक लाभ) बारे बताउँछ। फर्न पातले यी साइनोब्याक्टेरियालाई सानो प्वालमा राख्छ र यी ब्याक्टेरियाले नाइट्रोजन उत्पादन गर्छ। ओक्सीजन जुन फर्न र वरपरका बिरुवाहरूले प्रयोग गर्न सक्छन्। बारीमा, cyano ब्याक्टेरिया फर्नले इन्धन प्रदान गर्दा बिरुवाको प्रकाश संश्लेषण मार्फत ऊर्जा सङ्कलन गर्नुहोस्। तसर्थ, यो फर्न सम्भवतः प्राकृतिक हरियो मलको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ र सम्भवतः अधिक दिगो कृषि अभ्यासहरू प्रचार गर्ने नाइट्रोजन मलको प्रयोगलाई हटाउन सकिन्छ। दुवै भएको लेखकहरू बताउँछन् जीनोमहरू साइनोब्याक्टेरिया र अब फर्नको, अनुसन्धानलाई विकास र त्यस्ता दिगो अभ्यासहरू अपनाउनमा केन्द्रित गर्न सकिन्छ। चाखलाग्दो कुरा के छ भने, फर्न अजोला धानको धानमा 1000 वर्षभन्दा बढी समयदेखि एशियाली किसानहरूले हरियो मलको रूपमा थपेका छन्।

अन्वेषकहरूले फर्नमा एउटा महत्त्वपूर्ण प्राकृतिक रूपमा परिमार्जित (कीटनाशक) जीन पनि पहिचान गरेका छन् जसमा कीट प्रतिरोधी क्षमता प्रदान गर्ने क्षमता भएको देखिन्छ। कपासको बोटमा स्थानान्तरण गर्दा यो जीनले कीराहरूबाट ठूलो सुरक्षा प्रदान गर्दछ। यो 'कीटनाशक' जीन ब्याक्टेरियाबाट फर्नमा स्थानान्तरण वा 'उपहार' मानिन्छ र यो फर्नको वंशको एक धेरै विशिष्ट भागको रूपमा देखिन्छ अर्थात यो सफलतापूर्वक पुस्ता देखि अर्को पुस्तामा हस्तान्तरण गरिएको छ। कीराहरूबाट सम्भावित सुरक्षाको खोजले कृषि अभ्यासहरूमा बलियो प्रभाव पार्ने निश्चित छ।

यस अध्ययनले देखाउँछ कि फर्नबाट पहिलो पटक जीनोमिक जानकारी खोल्ने 'शुद्ध विज्ञान' महत्त्वपूर्ण वनस्पति जीनहरू पत्ता लगाउन र बुझ्ने दिशामा एक प्रमुख कदम हो। यसले फर्नको विकासवादी इतिहास अर्थात् तिनीहरूका विशेषताहरू पुस्ताहरूमा कसरी विकसित भएका छन् भन्ने कुरालाई अझ राम्ररी बुझ्न मद्दत गर्छ। वनस्पति र जीवजन्तुहरू हाम्रो जीवनमा कसरी सँगै छन् भनी अन्वेषण गर्न र बुझ्नको लागि वनस्पतिहरूको बुझाइ धेरै महत्त्वपूर्ण छ। ग्रह र त्यस्ता अनुसन्धानलाई पर्याप्त महत्त्वपूर्ण नभएको कुराको रूपमा लेबल गर्नुको सट्टा महत्त्व दिनुपर्छ। Azolla filiculoides र Salvinia cucullata को क्रमबद्ध गरेपछि, 10 भन्दा बढी फर्न प्रजातिहरू थप अनुसन्धानको लागि पाइपलाइनमा छन्।

***

{तपाइँले उद्धृत स्रोत(हरू) को सूचीमा दिइएको DOI लिङ्कमा क्लिक गरेर मूल अनुसन्धान पत्र पढ्न सक्नुहुन्छ}

स्रोत (हरू)

1. फे-वेई एल एट अल। 2018. फर्न जीनोमहरू जमिनको बिरुवाको विकास र साइनोब्याक्टेरियल सिम्बियोजहरू स्पष्ट गर्नुहोस्। प्रकृति प्लान्टहरू। ५(१०) https://doi.org/10.1038/s41477-018-0188-8

2. फर्नबेस https://www.fernbase.org/। [जुलाई 18 2018 पहुँच गरिएको]।

***