9 शांत आनुवंशिक उपकरण जो जैव विविधता को बचा सकते हैं

क्लोनिंग गंभीर रूप से लुप्तप्राय उत्तरी सफेद गैंडे के लिए आशा प्रदान कर सकता है। चित्र: REUTERS / क्रिश्चियन हार्टमैन

मॉरीशस की सरकार के निशान डेगनारायण राष्ट्रीय महासागर परिषद

रयान फेलन सह-संस्थापक और कार्यकारी निदेशक, पुनर्जीवित और पुनर्स्थापित करें

थॉमस मैलोनी निदेशक संरक्षण विज्ञान, पुनर्जीवित और पुनर्स्थापित करें

यह लेख वर्ल्ड इकोनॉमिक फोरम की वार्षिक बैठक का हिस्सा है

हम एक वैश्विक जैव विविधता संकट का सामना कर रहे हैं। हर साल हजारों जानवरों की प्रजातियां विलुप्त हो रही हैं, वैज्ञानिकों का अनुमान है। लिविंग प्लेनेट इंडेक्स के अनुसार, 1970 के दशक के बाद से दुनिया की लगभग आधी जैव विविधता गायब हो गई है।

ये परेशान करने वाले रुझान धीमा होने का कोई संकेत नहीं दिखाते हैं। दरअसल, जनसंख्या और आर्थिक वृद्धि, व्यापक निवास स्थान विनाश, आक्रामक प्रजातियां, वन्यजीव रोग और जलवायु परिवर्तन दबाव बढ़ाते हैं।

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हमारे ग्रह की जैव विविधता की रक्षा के लिए, हमें नए नए दृष्टिकोणों की आवश्यकता है। सौभाग्य से, जैव प्रौद्योगिकी पकड़ में चौथी औद्योगिक क्रांति की तीव्र प्रगति का वादा है। नए आनुवंशिक और जैव प्रौद्योगिकी उपकरण पहले से ही चिकित्सा और कृषि प्रणालियों में उपयोग किए जा रहे हैं, खासकर फसलों और घरेलू जानवरों में। मूर के कानून की तुलना में बायोटेक्नोलॉजी और भी तेज दर से आगे बढ़ रहा है, जिसमें हर दो साल में माइक्रोचिप प्रसंस्करण शक्ति दोगुनी देखी गई, जबकि लागत आधे से गिर गई।

जैसा कि कार्लसन के ऊपर दिखाया गया है, 2001 में जीनोम अनुक्रमण की लागत 100 मिलियन डॉलर से गिरकर आज $ 1000 से नीचे आ गई है। अब हम न केवल जैविक कोड को तेजी से पढ़ सकते हैं, बल्कि इसे नए तरीकों से लिखने और डिजाइन करने में भी सक्षम हैं।

यहां नौ नए या उभरते जैव प्रौद्योगिकी हैं जो प्रकृति की सुरक्षा में मदद कर सकते हैं।

1. बायोबैंकिंग और क्रायो-संरक्षण

जैव विविधता अनुसंधान के लिए जैविक नमूनों को संग्रहीत करती है और आनुवंशिक विविधता को संरक्षित करने के लिए एक बैक-अप संसाधन के रूप में। उदाहरणों में सैन डिएगो फ्रोजन जू, फ्रोजन आर्क परियोजनाएं और कई बीज बैंक शामिल हैं। नमूने ऊतकों, सेल लाइनों और आनुवंशिक जानकारी प्रदान करते हैं जो लुप्तप्राय वन्यजीवों को बहाल करने और ठीक करने का आधार बन सकते हैं। इसे सक्षम करने के लिए, विलुप्त होने का सामना कर रही प्रजातियों से जैविक नमूनों का चल रहा संग्रह होना चाहिए।

2. प्राचीन डी.एन.ए.

प्राचीन डीएनए (aDNA) डीएनए है जिसे हजारों साल पुराने संग्रहालय के नमूनों या पुरातात्विक स्थलों से निकाला गया है। डीएनए का तेजी से क्षरण होता है, इसलिए अधिकांश एएनएएनए 50,000 साल से कम उम्र के नमूनों से आता है, और ठंडे मौसम से। पुनर्प्राप्ति योग्य डीएनए के साथ दर्ज किया गया सबसे पुराना नमूना कनाडा के युकोन में जमे हुए मैदान से एक घोड़ा है। यह 560,000 से 780,000 वर्ष के बीच की आयु का है।

संरक्षण उद्देश्यों के लिए, एएनएएनए विकास और जनसंख्या आनुवांशिकी में अंतर्दृष्टि दे सकता है, और समय के साथ विकसित हुए विकृति को प्रकट कर सकता है। यह हमें मूल्यवान "विलुप्त एलील्स" को पुनर्प्राप्त करने की अनुमति भी दे सकता है, जो कि आनुवंशिक रूप से छोटी या खंडित आबादी द्वारा नष्ट हो चुकी प्रजातियों को पूर्ण आनुवंशिक विविधता वापस करने के लिए है। यहां तक ​​कि विलुप्त प्रजातियों को जीवन में वापस लाने और जंगली में अपनी पुरानी पारिस्थितिक भूमिकाओं की संभावना है।

(पुनश्च। क्षमा करें, कोई डायनासोर नहीं। "आप पत्थर से क्लोन नहीं कर सकते।")

3. जीनोम अनुक्रमण

उच्च-थ्रूपुट जीनोम अनुक्रमण एक संदर्भ जीनोम बनाता है जो किसी प्रजाति को आनुवंशिक रूप से समझने के लिए आधार प्रदान कर सकता है, और भविष्य में आनुवंशिक इंजीनियरिंग के लिए बिल्डिंग ब्लॉक्स के रूप में कार्य कर सकता है। पृथ्वी पर जीवन की अनुक्रमण पर कई पहलें केंद्रित हैं, जो जीवन की आनुवंशिक विविधता को पकड़ने के लिए एक बेजोड़ संसाधन बनाती हैं। जीनोम 10K, फिश-T1K (1,000 मछलियों के ट्रांसक्रिपटम्स) और एवियन जीनोम्स प्रोजेक्ट उल्लेखनीय उदाहरण हैं।

रैपिड अनुक्रमण उपकरण, संदर्भ जीनोम की तुलना में कम कवरेज के साथ, आबादी की लागत प्रभावी ढंग से अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। वे संरक्षण योजना के लिए अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकते हैं, मत्स्य पालन और वन्यजीव विनियमन में सुधार कर सकते हैं और पुनर्स्थापना परिणामों को बढ़ा सकते हैं।

उन्नत जीनोम अनुक्रमण शोधकर्ताओं को आनुवांशिक मार्करों की पहचान करने में सक्षम बनाता है जो रोग, या अनुकूली फिटनेस के अन्य तत्वों से प्रतिरोध व्यक्त करते हैं।

4. जैव सूचना विज्ञान

जैव सूचना विज्ञान - डाटा प्रोसेसिंग, बड़े डेटा, कृत्रिम बुद्धिमत्ता और जीव विज्ञान के विलय - संरक्षण प्रयासों पर नए दृष्टिकोण लाता है। यह जीनोमिक्स, प्रोटिओमिक्स और ट्रांसस्क्रिप्टोमिक्स को सक्षम बनाता है - क्रमशः जीनोम, प्रोटीन और आरएनए टेप का विज्ञान। कंप्यूटिंग शक्ति बढ़ाने से आनुवंशिक अग्रदूतों का तेजी से विश्लेषण, अनुकूलन, पर्यावरण परिवर्तन और जंगली प्रजातियों में संबंधितता के लिए लचीलापन सक्षम होता है।

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5. जीनोम संपादन

CRISPR जैसे अग्रिमों ने पिछले पांच वर्षों में जीनोम संपादन को अधिक सटीक और सुलभ बनाया है। वन्यजीव प्रबंधकों के पास अब रोग प्रतिरोधक क्षमता को सक्रिय करने का एक लक्षित तरीका है जो निष्क्रिय हो सकता है। एक अन्य प्रजाति से आनुवंशिक लक्षणों में "दस्तक" करना भी संभव है, जो नई बीमारियों के प्रतिरोध को सक्षम करता है। इसके अलावा, जीनोम संपादन नाजुक और लुप्तप्राय प्रवाल भित्तियों के विकास को तेज कर सकता है, जिससे वे गर्म और अधिक अम्लीय समुद्रों के लिए अधिक लचीला हो सकते हैं।

6. जीन ड्राइव

गैर-देशी कीट प्रजातियों, जैसे कि कृन्तकों, जंगली सुअर और कीटों का आक्रमण, जैव विविधता के लिए एक महत्वपूर्ण वैश्विक खतरा है, खासकर जैव विविधता से समृद्ध छोटे द्वीपों पर। ऐसी प्रजातियों के उन्मूलन के लिए पारंपरिक दृष्टिकोणों में आमतौर पर शक्तिशाली बायोकेड्स शामिल होते हैं जो हानिकारक ऑफ-टारगेट प्रभाव डाल सकते हैं। नए आनुवंशिक उपकरण मदद कर सकते हैं।

जीन ड्राइव एक ऐसी प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक विशेष जीन या जीन संस्करण को उच्च आवृत्ति पर विरासत में मिला है। उदाहरण के लिए, आक्रामक कृन्तकों की समस्या को दूर करने के लिए, चूहों की एक द्वीप आबादी के लिंग अनुपात को बदलने के लिए एक जीन ड्राइव लागू किया जा सकता है ताकि वे सभी पुरुष बन जाएं, और प्रजनन करने में विफल रहें। इस तकनीक में प्रगति ऐसे लक्षणों को समायोज्य, क्षेत्रीय और प्रतिवर्ती होने की अनुमति दे सकती है।

जीन ड्राइव तकनीक बीमारी को मिटा सकती है। मलेरिया, जीका और डेंगू बुखार जैसे मानव रोगों को ले जाने के साथ-साथ एवियन मलेरिया जैसे वन्यजीवों की बीमारी को भी खत्म करने की मच्छर को खत्म करना संभव है।

यदि जिम्मेदारी से लागू किया जाता है, तो जीन ड्राइव एक संभावित परिवर्तनकारी नए उपकरण का प्रतिनिधित्व करते हैं। हालांकि, ड्राइव का उच्च वंशानुक्रम जीन ड्राइव तकनीक के क्षेत्र अनुप्रयोग को काफी विवादास्पद बनाता है। सौभाग्य से, संरक्षण के लिए कई अलग-अलग प्रकार के जीन ड्राइव विकास में हैं, लक्ष्य आबादी से परे ड्राइव के प्रसार से बचने के लिए विभिन्न तरीकों को तैनात करना।

7. उन्नत प्रजनन तकनीकें

जीनोमिक्स, उन्नत प्रजनन तकनीक और क्लोनिंग पशुपालन क्षेत्र में व्यापक रूप से लागू हो रहे हैं, विशेष रूप से पशु प्रजनन के लिए बैल के उत्पादन में और पोलो और शेजम्पिंग में शीर्ष प्रदर्शन करने वाले बराबर एथलीटों के लिए। जब क्रायोप्रेज़र्व्ड टिश्यू होते हैं, तो क्लोनिंग क्रिटिकली प्राइम्ड प्रजाति में नई जेनेटिक विविधता ला सकती है, साथ ही उन लोगों के लिए भी जो एक अड़चन के माध्यम से पीड़ित हैं। क्लोनिंग स्तनधारियों की कई प्रजातियों के लिए नई उम्मीद प्रदान करता है, जिसमें उत्तरी अमेरिका में काले पैर वाले बुर्ज, यूरोप में बुकार्डो और अफ्रीका में उत्तरी सफेद गैंडे शामिल हैं।

8. डबल-असहाय आरएनए

वैश्विक व्यापार और यात्रा अनजाने में फफूंद रोगों को उन परिदृश्यों और प्रजातियों से जोड़ते हैं जिनमें एक विकसित बचाव की कमी होती है। नई जीनोमिक प्रौद्योगिकियां रोग प्रतिरोधक क्षमता को व्यक्त करने और संक्रमण के प्रभाव को कम करने के लिए संभावित साधनों का एक सूट प्रदान करती हैं। विशेष रूप से, लघु, डबल-असहाय आरएनए (dsRNAs) एक शक्तिशाली रोग प्रबंधन उपकरण के रूप में उभर रहे हैं।

कृषि उत्पादन को खतरा पैदा करने वाले विभिन्न फंगल रोगों के नियंत्रण के लिए इस तकनीक को विकसित करने के लिए महत्वपूर्ण व्यावसायिक निवेश किया गया है। dsRNAs कुछ ऑफ-लक्ष्य प्रभावों के साथ विशिष्ट रोगजनक प्रजातियों को नियंत्रित करने के लिए एक प्रभावी, पर्यावरण के अनुकूल तरीका प्रदान करते हैं। उत्तरी अमेरिका में चमगादड़ की आबादी सफेद-नाक सिंड्रोम के रूप में जाने वाले एक कवक रोगज़नक़ के कारण दुर्घटनाग्रस्त हो गई है। यह तकनीक इन चमगादड़ों को जीवित और ठीक करने में सक्षम बना सकती है।

9. वन्यजीव उत्पादों के लिए सिंथेटिक विकल्प

बायोमेडिकल और उपभोक्ता उपयोग के लिए प्राकृतिक उत्पादों का अत्यधिक उपयोग विलुप्त होने का कारण या खतरा बना रहता है। सिंथेटिक जीवविज्ञान वन्यजीव उत्पादों की मांग को दबाने के लिए नए विनिर्माण तरीके प्रदान करता है। उदाहरण के लिए, घोड़े की नाल केकड़े, जो इंजेक्शन वाली दवाओं और टीकों के सुरक्षा परीक्षण में इस्तेमाल किए जाने वाले एक अद्वितीय प्रोटीन के लिए काटा जाता है और ब्लीच किया जाता है, एक सिंथेटिक विकल्प द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है।

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चौथी औद्योगिक क्रांति में जैव विविधता

एक नई सार्वजनिक-निजी साझेदारी, निजी क्षेत्र के नवाचार, सार्वजनिक क्षेत्र के नेतृत्व, और कई नई तकनीकों का उपयोग जैव विविधता संरक्षण टूलबॉक्स को आधुनिक बनाने में मदद कर सकता है। ध्यान भी संरक्षण के लिए जैव प्रौद्योगिकी की वैधता पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए, और इसके उपयोग के बारे में आम सहमति विकसित करना।

सही आनुवंशिक उपकरण और साझेदारी के साथ, हम ज्वार को विलुप्त करने में सक्षम हो सकते हैं।

मूल रूप से www.weforum.org पर प्रकाशित।