“CRISPR” तकनीक और इसके नवीनतमअनुप्रयोग

“CRISPR” तकनीक और इसके नवीनतमअनुप्रयोग

GS-3: जैव प्रौद्योगिकी (विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी)

(यूपीएससी/राज्य पीएससी)

प्रीलिम्स के लिए महत्वपूर्ण

CRISPR तकनीक, जीन एडिटिंग (Gene Editing), जीन एडिटिंग तकनीकियां, डीएनए, आरएनए।

मेन्स के लिए महत्वपूर्ण

जीन एडिटिंग(Gene Editing) के बारे में,  जीन एडिटिंग तकनीकियां, CRISPR तकनीक और इसके अनुप्रयोग, जीन एडिटिंग का महत्व, इससे जुड़ी चिंताएं, निष्कर्ष।

14 फरवरी, 2024

ख़बरों में क्यों:

हाल ही में यह वैज्ञानिकों द्वारा देखा गया है कि अत्यधिक लक्षित CRISPR तकनीक जीवित जानवरों में जीन एडिटिंग (Gene Editing) को अग्रसर करती है।

• हाल ही में, यूएस एफडीए (US FDA) ने 12 वर्ष और उससे अधिक उम्र के लोगों के लिए Casgevi (Vertex Pharmaceuticals और CRISPR Therapeutics द्वारा विकसित), और Lifegenia (Bluebird Bio द्वारा विकसित) को मंजूरी दी है।

जीन एडिटिंग(Gene Editing) के बारे में:

• यह एक ऐसी तकनीक जिसके अंतर्गत जीनोम में विशेष स्थानों पर आनुवंशिक सामग्री को जोड़कर, हटाकर या बदलकर किसी जीव के डीएनए में परिवर्तन किया जाता है।
• जीन एडिटिंग(Gene Editing) में जिंक फिंगर न्यूक्लीज (Zinc Finger Nucleases), ट्रांसक्रिप्शन एक्टिवेटर-लाइक इफ़ेक्टर न्यूक्लीज़ (TALENS), CRISPR-Cas9 एडिटर्स और प्राइम एडिटर्स जैसी तकनीकें शामिल हैं। इन सभी तकनीकों का उपयोग वांछित जीनोटाइप प्राप्त करने के लिए जीन की मरम्मत, मॉड्यूलेशन, प्रतिस्थापन या जोड़ने के लिए किया जा सकता है।
• अनुप्रयोग: आनुवंशिक दोषों को ठीक करना, बीमारियों का इलाज करना और उन्हें फैलने से रोकना और कृषि फसलों में सुधार करना आदि।

जीन एडिटिंग का महत्व:

• बीमारियों से निपटना और उन्हें हराना: दुनिया में अधिकांश घातक और गंभीर बीमारियों ने विनाश का विरोध किया है। मनुष्यों द्वारा झेले जाने वाले कई आनुवंशिक उत्परिवर्तन तभी समाप्त होंगे जब हम सक्रिय रूप से हस्तक्षेप करेंगे और अगली पीढ़ी को आनुवंशिक रूप से इंजीनियर करेंगे।
• जीवनकाल बढ़ाएँ: जीनोम संपादन मानव जीवनकाल बढ़ा सकता है। मानव जीवन काल पहले ही कई वर्षों तक बढ़ चुका है, और हम पहले से ही लंबे समय तक जीवित रह रहे हैं।
• खाद्य उत्पादन और उसकी गुणवत्ता में वृद्धि: जेनेटिक इंजीनियरिंग ऐसे खाद्य पदार्थों को डिज़ाइन कर सकती है जो कठोर तापमान का सामना कर सकते हैं और सभी सही पोषक तत्वों से भरे हुए हैं।
• कीट प्रतिरोधी फसलें: जीनोम संपादन कृषि के सामने आने वाली कीट और पोषण चुनौतियों का समाधान कर सकता है। ढेर सारे कीटनाशकों और कीटनाशकों का उपयोग करने के बजाय, हम अपने पौधे की स्वस्थ तरीके से रक्षा कर सकते हैं।

CRISPR तकनीक के बारे में:

• CRISPR तकनीक का फुल फार्म: क्लस्टर्ड रेगुलरली इंटरस्पेस्ड शॉर्ट पैलिंड्रोमिक रिपीट (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) है। इसे वर्ष 2012 में विकसित किया गया था।
• यह जीवाणु प्रतिरक्षा प्रणाली का एक घटक है जो डीएनए को काट सकता है, और इसे जीन एडिटिंग उपकरण के रूप में पुन: उपयोग किया गया है।
• यह आणविक कैंची की एक सटीक जोड़ी के रूप में कार्य करता है जो एक अनुकूलन योग्य गाइड द्वारा निर्देशित लक्ष्य डीएनए अनुक्रम को काट सकता है।

CRISPR-Cas9 के बारे में:

• क्लस्टर्ड रेगुलरली इंटरस्पेस्ड शॉर्ट पैलिंड्रोमिक रिपीट्स (सीआरआईएसपीआर) एक डीएनए अनुक्रम है जो बैक्टीरिया रक्षा प्रणाली का हिस्सा है।
• Cas9 (CRISPR-संबद्ध) उस प्रोटीन का नाम है जो प्रतिरोध को स्थानांतरित करता है।
• यह एक एंजाइम है जो आणविक कैंची की एक जोड़ी की तरह काम करता है, जो डीएनए के तारों को काटने में सक्षम है।
• यह शोधकर्ताओं को डीएनए अनुक्रमों को आसानी से बदलने और जीन फ़ंक्शन को संशोधित करने की अनुमति देता है।
• उदाहरण के लिए, सिकल सेल एनीमिया और कृषि जैसी बीमारियों के इलाज में दवा में क्रांति लाने के लिए CRISPR-Cas9 तकनीक स्थापित की गई थी।

CRISPR-Cas9 के अनुप्रयोग:

• जीन ड्राइव वंशानुक्रम: CRISPR-Cas9 तकनीक का उपयोग करके, शोधकर्ताओं ने संशोधित और जंगली मच्छरों की संतानों को उनके मलेरिया-रोधी जीन को पारित करने में सफलता प्राप्त की, जिससे प्रयोगशाला में पूरी आबादी में प्रतिरोध फैल गया।
• पशु मॉडल: विशिष्ट ऊतकों में CRISPR-Cas9 जीनोम संपादन: शोधकर्ता हाइड्रोडायनामिक इंजेक्शन और एडेनो-जुड़े वायरस का उपयोग करके यकृत और मस्तिष्क के ऊतकों जैसे विशिष्ट ऊतकों के जीनोम को संशोधित करने में सक्षम हुए हैं।
• इसका उपयोग मानव रोगों की नकल करने के लिए पशु मॉडल बनाने और जीन को उत्परिवर्तन या मौन करके रोग के विकास को समझने के लिए किया जा सकता है।
• एकाधिक जीन उत्परिवर्तन: CRISPR-Cas9 का उपयोग लक्ष्य जीन के लिए उत्परिवर्ती उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है।
• रोगों का उपचार: CRISPR-Cas9 को विवो या पूर्व विवो में कोशिकाओं पर लागू किया जा सकता है। इन विवो दृष्टिकोण में, CRISPR-Cas9 को वायरल या गैर-वायरल तरीकों का उपयोग करके सीधे शरीर की कोशिकाओं में स्थानांतरित किया जाता है। पूर्व विवो दृष्टिकोण में, पहले कोशिकाओं को शरीर से हटा दिया जाता है; फिर CRISPR को कोशिकाओं पर लगाया जाता है और उन्हें वापस शरीर में स्थानांतरित कर दिया जाता है।
• आरएनए एडिटिंग: सिंगल-स्ट्रैंडेड आरएनए (एसएसआरएनए) अनुक्रमों को सीआरआईएसपीआर-कैस9 द्वारा भी संपादित किया जा सकता है।

जीन एडिटिंग से जुड़ी चिंताएं: 

• नैतिक दुविधा: जीन एडिटिंग पूरी तरह अप्राकृतिक है और भगवान की भूमिका निभाने के समान है।
• सुरक्षा संबंधी चिंताएँ: छोटे स्तर पर किए गए थोड़े से बदलाव से अप्रत्याशित परिणाम हो सकते हैं।
• जैव विविधता: जानवरों की सभी प्रजातियों में विविधता पृथ्वी पर विकास की कुंजी है। आनुवंशिक रूप से इंजीनियरिंग करने से हमारी प्रजातियों का हमारी आनुवंशिक विविधता पर हानिकारक प्रभाव पड़ेगा - जैसा कि क्लोनिंग जैसी किसी चीज़ में होता है।
• अमीर लोगों का उपकरण: जीन थेरेपी अत्यधिक महंगी है जिसे सामान्य लोगों द्वारा वहन नहीं जा सकता।

निष्कर्ष:

• जीन एडिटिंग बेहतर परिणामों को साकार करने वाली एक जैव तकनीकी है। उचित कानून और इसके उपयोग पर नियंत्रण के साथ, भविष्य में यह निश्चित रूप से मानव जाति के लिए एक बड़ा उपहार सिद्ध होगी।

स्रोत: द हिंदू

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मुख्य प्रश्न:

CRISPR तकनीक और इसके नवीनतम अनुप्रयोगों पर संक्षिप्त टिप्पणी लिखिए।

CRISPR तकनीक क्या है? इसके महत्त्व एवं चिंताओं पर प्रकाश डालिए।