ज़ेब्राफ़िश, मेडका और फ़िरोज़ा किलिफ़िश मानव न्यूरोडीजेनेरेटिव/न्यूरोडेवलपमेंटल विकारों को समझने के लिए भाग 3

3.2. छोटी मछलियों से जीन संपादन में आसानी

यह अनुमान लगाया गया है कि लगभग 71% मानव जीन में कम से कम एक ज़ेब्राफ़िश जीन ऑर्थोलॉग होता है [31]।

मानव जीन और स्मृति के बीच संबंध हमेशा से ही बहुत चिंता का विषय रहा है। वैज्ञानिक शोध से पता चलता है कि मानव जीन का हमारी स्मृति पर बहुत महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। जीन मानव शरीर में स्वाभाविक रूप से विरासत में मिली जानकारी है और विरासत के माध्यम से भावी पीढ़ियों को हस्तांतरित की जाती है। इस प्रक्रिया में, जीन हमारी शारीरिक विशेषताओं और कार्यों को प्रभावित करते हैं, जिसमें हमारी स्मृति भी शामिल है।

सबसे पहले, वैज्ञानिकों ने कुछ जीन और स्मृति के बीच संबंध की पुष्टि की है। उदाहरण के लिए, कुछ जीन पर शोध से पता चलता है कि वे लोगों के मस्तिष्क में सीखने और स्मृति को प्रभावित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ये जीन मस्तिष्क में न्यूरॉन्स के बीच संचार के साथ-साथ मस्तिष्क की संरचना और कार्य को भी प्रभावित कर सकते हैं।

इसके अलावा, शोध से यह भी पता चलता है कि जीन भी स्मृति के विकास से संबंधित हो सकते हैं। इसका मतलब है कि कुछ लोगों की याददाश्त दूसरों की तुलना में बेहतर होती है, और यह उन अच्छे जीन के कारण हो सकता है जो उन्हें विरासत में मिले हैं।

हालाँकि जीन स्मृति को प्रभावित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, लेकिन वे एकमात्र कारक नहीं हैं। हमारा वातावरण और अनुभव भी हमारी स्मृति को प्रभावित कर सकते हैं। हमारा मस्तिष्क निरंतर सीखने और प्रशिक्षण के माध्यम से स्मृति में सुधार कर सकता है, जो हमारे मस्तिष्क की गतिविधि और स्वास्थ्य के लिए भी बहुत फायदेमंद है।

इसलिए, हमें सकारात्मक दृष्टिकोण बनाए रखना चाहिए और अपनी याददाश्त को बेहतर बनाने के लिए प्रभावी व्यायाम और अध्ययन में संलग्न होना चाहिए। साथ ही, हम अपने जीवन और काम की बेहतर योजना बनाने के लिए अपनी ताकत और कमजोरियों को समझने के लिए अपने जीन का भी संदर्भ ले सकते हैं। सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि हमें आशावादी रवैया बनाए रखना चाहिए और हमेशा विश्वास रखना चाहिए कि हमारी याददाश्त बेहतर हो सकती है, जो हमें अपने लक्ष्यों और इच्छाओं को बेहतर ढंग से प्राप्त करने में मदद करेगी।

संक्षेप में, मानव जीन और स्मृति के बीच का संबंध बहुत जटिल है। जबकि जीन स्मृति को प्रभावित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, हमारा पर्यावरण और अनुभव भी उतना ही महत्वपूर्ण है। आइए हम सक्रिय रूप से व्यायाम और सीखने में भाग लें, अपनी क्षमता को उजागर करें, और अपनी स्मृति चमत्कार बनाएं। यह देखा जा सकता है कि हमें याददाश्त में सुधार करने की आवश्यकता है, और सिस्टांचे डेजर्टिकोला स्मृति में काफी सुधार कर सकता है क्योंकि सिस्टांचे डेजर्टिकोला एक पारंपरिक चीनी औषधीय सामग्री है जिसके कई अनोखे प्रभाव हैं, जिनमें से एक स्मृति में सुधार करना है। सिस्टांचे डेजर्टिकोला की प्रभावकारिता इसमें मौजूद कई सक्रिय तत्वों से आती है, जिसमें टैनिक एसिड, पॉलीसेकेराइड, फ्लेवोनोइड ग्लाइकोसाइड आदि शामिल हैं। ये तत्व विभिन्न मार्गों के माध्यम से मस्तिष्क के स्वास्थ्य को बढ़ावा दे सकते हैं।

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इसके अलावा, मानव रोगों से जुड़े ज्ञात जीनों में से लगभग 84% जीन ज़ेब्राफ़िश जीनोम में ऑर्थोलॉग्स हैं [32]।

छोटी मछलियों में जीन संपादन के लिए सरल प्रक्रियाओं का लाभ होता है। कुशल जीनोम इंजीनियरिंग को विभिन्न मॉडल जीवों में जिंक-फिंगर न्यूक्लिअस (ZFNs) या ट्रांसक्रिप्शन एक्टिवेटर-लाइक इफेक्टर्स (TALENs) द्वारा प्राप्त किया जा सकता है, जिसमें ज़ेब्राफ़िश और मेडाका [33–36] शामिल हैं, और CRISPR-Cas9 तकनीक के उद्भव ने हाल के वर्षों में विशिष्ट जीन को खत्म करना या संपादित करना बहुत आसान बना दिया है [37–39]।

छोटी मछलियों में, अंडे देने और निषेचन माता-पिता के शरीर के बाहर होता है, और जीन संपादन कारकों को माइक्रोइंजेक्शन द्वारा निषेचित अंडों में पेश किया जाता है, जो तब पेट्री डिश में हैच कर सकते हैं [40]।

उदाहरण के लिए, भ्रूण में GFP mRNA इंजेक्ट करके, इंजेक्शन के अगले दिन ही परिणाम देखना संभव है, बिना दिनों या महीनों तक इंतजार किए [41]। जीन संपादन के लिए बेहतर और उन्नत तकनीकों की अब तक रिपोर्ट की गई है, और अत्यधिक उत्परिवर्तजन CRISPR-Cas9 विधि शून्य उत्परिवर्ती की नकल करते हुए F0 भ्रूणों के इंजेक्शन को भी सक्षम बनाती है, जिससे उत्परिवर्तन का प्रेरण त्वरित और कुशल हो जाता है [42]।

मॉर्फोलिनो एंटीसेंस ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड-आधारित लक्ष्य जीन का नॉकडाउन अक्सर छोटी मछलियों में किया जाता है, लेकिन मॉर्फोलिनो और नॉकआउट फेनोटाइप के बीच फेनोटाइपिक विसंगतियां हो सकती हैं [43]। यह मॉर्फोलिनो-प्रेरित ऑफ-टारगेट प्रभावों की उपस्थिति या नॉकआउट व्यक्तियों में बकवास-मध्यस्थ mRNA क्षय और संबंधित आनुवंशिक क्षतिपूर्ति की उपस्थिति के कारण हो सकता है [44]।

ज़ेब्राफ़िश में जीन फ़ंक्शन के विश्लेषण में, एंटीसेन्स मॉर्फोलिनो ऑलिगोन्युक्लियोटाइड्स का उपयोग करने के बजाय म्यूटेंट उत्पन्न करने और उनके फेनोटाइप का विश्लेषण करने की दृढ़ता से अनुशंसा की जाती है। CRISPR-Cas9 प्रणाली होमोलॉजी-निर्देशित मरम्मत (HDR) या अन्य तंत्रों का उपयोग करके लक्ष्य जीन या विशिष्ट जीनवेरिएंट के नॉक-इन को भी सक्षम बनाती है [45–50]।

ज़ेब्राफ़िश जीनोम में बहिर्जात डीएनए का स्थिर परिचय 1988 में पहले ही हासिल किया जा चुका था [51]। प्रतिबंध साइटों को ले जाने वाले ट्रांसजेनिक वेक्टर के साथ I-SceI मेगान्यूक्लिअस एंजाइम का सह-इंजेक्शन [52] या सिस-नियामक दोहराव से घिरे ट्रांसजेनिक कैसेट को ले जाने वाले ट्रांसजेनिक वेक्टर के साथ टोल2 या स्लीपिंग ब्यूटी ट्रांसपोज़ेज़ का सह-इंजेक्शन [53,54] ट्रांसजीन के जर्मलाइन ट्रांसमिशन को बहुत प्रभावी ढंग से सुविधाजनक बनाता है।

जीनोम इंजीनियरिंग की ये तकनीकें ज़ेब्राफ़िश, मेडाका और फ़िरोज़ी किलिफ़िश पर लागू होती हैं, लेकिन हमें लगता है कि फ़िरोज़ी किलिफ़िश के अंडों में माइक्रोइंजेक्शन करना मुश्किल है। ऐसा इसलिए है क्योंकि ज़ेब्राफ़िश और मेडाका की तुलना में फ़िरोज़ी किलिफ़िश का कोरियोन अपेक्षाकृत कठोर होता है, और कृपया फ़िरोज़ी किलिफ़िश की जीनोम इंजीनियरिंग के बारे में उत्कृष्ट प्रकाशन देखें [55,56]।

यदि यही कार्य चूहे के साथ किया जाए, तो भ्रूण का जीन संपादन एक जटिल ऑपरेशन होगा, जिसके लिए संभोगरत मादा चूहे के शरीर से निषेचित अंडों को एकत्रित करना होगा, स्वच्छ ऑपरेशन के तहत अंडों में जीनोम-इंजीनियरिंग घोल का सूक्ष्म इंजेक्शन लगाना होगा, तथा इंजेक्ट किए गए अंडों को अप्स्यूडोप्रेग्नेंट चूहे की फैलोपियन ट्यूब में प्रत्यारोपित करना होगा, जो तकनीकी रूप से बहुत अधिक कठिन और महंगा होगा।

ज़ेब्राफ़िश प्रति अंडप्रत्यावयन 100 से ज़्यादा अंडे दे सकती है, जिससे वांछित जीन संपादन वाले व्यक्तियों को चुनना आसान हो जाता है। ज़ेब्राफ़िश 3 महीने में वयस्क हो जाएगी, जिससे अगली पीढ़ी का प्रजनन संभव हो सकेगा।

मेडाका और टर्कुओजेकिलिफिश के मामले में, प्रति अंडप्रत्यावर्तन अंडों की संख्या ज़ेब्राफिश की तुलना में कम प्रतीत होती है, लेकिन यदि वयस्क मछली और मछलीघर की स्थिति आदर्श है, तो वे हर दिन अंडे देते हैं।

मेडका और फ़िरोज़ा किलिफ़िश क्रमशः लगभग 2-3 महीने और 1 महीने में यौन परिपक्वता दिखा सकती हैं। चूहों की तुलना में, बाद के प्रबंधन की लागत भी बहुत कम हो सकती है। जैसा कि ऊपर वर्णित है, ज़ेब्राफ़िश और मेडका आनुवंशिक हेरफेर के लिए मुख्यधारा के मॉडल हैं, जबकि फ़िरोज़ा किलिफ़िश उम्र बढ़ने और उम्र से संबंधित विकारों के अध्ययन के लिए एक उत्कृष्ट मॉडल प्रदान करती है (चित्र 1)।

अगले अध्याय में फ़िरोज़ी किलिफ़िश की उम्र बढ़ने का वर्णन किया गया है। छोटी मछलियों का उपयोग करके आनुवंशिक अध्ययन तैयार करते समय, कई आनुवंशिक विशेषताओं के प्रति सचेत रहना आवश्यक है।

ज़ेब्राफ़िश 25 गुणसूत्रों (25 × 2n) के साथ द्विगुणित होती हैं और मनुष्यों के करीब होती हैं, लेकिन उनके सेक्स गुणसूत्रों की पहचान नहीं की गई है। लिंग निर्धारण का तंत्र अभी भी पूरी तरह से उजागर नहीं हुआ है, लेकिन यह पाया गया है कि ज़ेब्राफ़िश का लिंग पर्यावरणीय कारकों से प्रभावित हो सकता है [57-59]। इसके विपरीत, मेडाका या फ़िरोज़ा किलिफ़िश का लिंग XX/XY सेक्स गुणसूत्रों द्वारा निर्धारित किया जाता है [60-62]।

मनुष्यों सहित कशेरुकियों ने पूरे जीनोम दोहराव का अनुभव किया जिसमें लगभग 500 मिलियन वर्ष पहले हमारे पूर्वजों में जीनोम दोगुना हो गया था। इसके अलावा, ज़ेब्राफ़िश, मेडाका और फ़िरोज़ा किलिफ़िश सहित टेलियोस्ट ने पूरे जीनोम दोहराव का एक और दौर अनुभव किया [63–65]।

इसलिए, कुछ जीनों में, मनुष्यों और ज़ेब्राफ़िश के बीच कोई 1:1 पत्राचार नहीं है, और दो ऑर्थोलॉगस जीन हो सकते हैं। तथ्य यह है कि दो ऑर्थोलॉग हैं, इसका मतलब है कि भले ही ऑर्थोलॉग में से एक को बाहर निकाल दिया जाए, दूसरा पैरालॉग अपने कार्य की भरपाई करने में सक्षम हो सकता है।

यह भी बताया गया है कि इन जीनों के पैरालॉग्स के बीच संरचना, कार्य और अभिव्यक्ति पैटर्न में अंतर हैं, जो यह सुझाव दे सकता है कि प्रत्येक जीन का अपना महत्व है [66]।

कुछ मामलों में, मानव रोगों या विकारों में देखे जाने वाले प्रत्याशित फेनोटाइप के साथ एक नॉकआउट लाइन स्थापित करने के लिए उन दो ऑर्थोलॉगस जीनों का डबल नॉकआउट आवश्यक हो सकता है। यह भी जांचना आवश्यक है कि रुचि के जीन का ऑर्थोलॉग मौजूद है या नहीं (उदाहरण के लिए, एसएनसीए का ऑर्थोलॉग मेडाका में मौजूद है लेकिन ज़ेब्राफ़िश में नहीं)।

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