Gene Editing और Genetic Modification: CRISPR, Germline की सीमाएँ और भारत के नियम

एक गाइड आरएनए जीनोम में एक पता ढूंढता है। Cas9 नामक एंजाइम उस पते पर डीएनए को काटता है। फिर कोशिका टूटन की मरम्मत करती है और मरम्मत में जीन बदल जाता है। वह जीन संपादनहै, और इसके द्वारा जीव विज्ञान को बदलने का कारण यह है कि वही तीन चरण एक जीवाणु, एक चावल के पौधे और एक मानव कोशिका में काम करते हैं।

कैसगेवी, एक CRISPR-आधारित थेरेपी, पात्र रोगियों में सिकल सेल रोग और बीटा-थैलेसीमिया के लिए पहले से ही अनुमोदित है। प्रौद्योगिकी उस बिंदु से आगे निकल चुकी है जहां इस पर भविष्य की संभावना के रूप में चर्चा की जा सकती है।

CRISPR-Cas9 कैसे काम करता है

1. लक्ष्य पहचान। वैज्ञानिक उस विशिष्ट डीएनए अनुक्रम की पहचान करते हैं जिसे संपादित करने की आवश्यकता है।
2. गाइड आरएनए डिज़ाइन। उस अनुक्रम का पूरक एक गाइड आरएनए डिज़ाइन किया गया है, जो Cas9 को स्थान पर निर्देशित करेगा।
3. लक्ष्य पहचान और बाइंडिंग। गाइड आरएनए लक्ष्य डीएनए को बांधता है, कैस9 प्रोटीन को सटीक साइट पर लाता है।
4. डीएनए दरार। Cas9 एक आणविक कैंची के रूप में कार्य करता है, जो एक डबल-स्ट्रैंडेड ब्रेक बनाता है।
5. मरम्मत एवं संपादन। कोशिका के प्राकृतिक मरम्मत तंत्र दरार को ठीक करते हैं, और ऐसा करने से जीन व्यवधान या विलोपन, जीन सम्मिलन, या विशिष्ट न्यूक्लियोटाइड पर जीन सुधार की अनुमति मिलती है।

लालित्य चरण 2 में है। पहले संपादन टूल के लिए प्रत्येक लक्ष्य के लिए एक नए प्रोटीन की इंजीनियरिंग की आवश्यकता होती थी। सीआरआईएसपीआर को केवल आरएनए के एक नए स्ट्रैंड को डिजाइन करने की आवश्यकता है, यही कारण है कि जीनोम संपादन की लागत और समय कम हो गया है।

चिकित्सा अनुप्रयोग

• आनुवंशिक रोग। सिकल सेल रोग, बीटा-थैलेसीमिया, सिस्टिक फाइब्रोसिस और हीमोफिलिया जैसे एकल-जीन विकारों में सबसे मजबूत क्षमता के साथ रोग पैदा करने वाले जीन को ठीक करना या अक्षम करना। कैसगेवी अवधारणा का प्रमाण है।
• कैंसर और इम्यूनोथेरेपी। कैंसर कोशिकाओं को अधिक प्रभावी ढंग से पहचानने और उन पर हमला करने के लिए प्रतिरक्षा कोशिकाओं की इंजीनियरिंग, बड़े पैमाने पर अभी भी नैदानिक ​​​​परीक्षणों में है।
• वेक्टर जनित रोग। परिशुद्धता-निर्देशित बाँझ कीट तकनीक मलेरिया, डेंगू या जीका फैलाने वाले मच्छरों की आबादी को दबाने के लिए बाँझ नर और उड़ानहीन मादा उत्पन्न करती है।
• संक्रामक रोग। वायरल डीएनए को लक्षित करना या प्रतिरोधी कोशिकाओं का निर्माण करना। एचआईवी अनुसंधान CCR5 को संपादित करने या एकीकृत एचआईवी डीएनए को लक्षित करने का पता लगाता है, और यह अभी तक एक नियमित इलाज नहीं है।

एकल-जीन विकार वे हैं जहां तकनीक सबसे उपयुक्त होती है, क्योंकि एक दोषपूर्ण जीन एक ट्रैकेबल लक्ष्य है। अधिकांश आम बीमारियाँ पॉलीजेनिक होती हैं, और दर्जनों परस्पर क्रिया करने वाले जीनों को संपादित करना समस्या का एक अलग क्रम है।

कृषि अनुप्रयोग

उच्च उपज, रोग प्रतिरोधक क्षमता, सूखा और लवणता सहनशीलता, बेहतर पोषण, बेहतर स्वाद और लंबी शेल्फ लाइफ। सीआरआईएसपीआर-संपादित तंबाकू ने निकोटीन के स्तर को जंगली प्रकार से लगभग 95 से 98 प्रतिशत नीचे प्रदर्शित किया है।

कृषि जीन संपादन चिकित्सा से अलग एक नियामक प्रश्न उठाता है। जहां एक संपादन एक ऐसा परिवर्तन उत्पन्न करता है जो पारंपरिक प्रजनन के माध्यम से उत्पन्न हो सकता है, और पीछे कोई विदेशी डीएनए नहीं छोड़ता है, कई न्यायालयों ने इसे ट्रांसजेनिक संशोधन से अलग तरीके से विनियमित करने के लिए चुना है। एक पौधे के स्वयं के जीनोम को संपादित करने और किसी अन्य जीव से जीन को सम्मिलित करने के बीच का अंतर, वह धुरी है जिस पर अब अधिकांश कृषि बायोटेक विनियमन लागू होते हैं।

चिंताएँ, उचित रूप से बताई गई हैं

जर्मलाइन संपादन। भ्रूण, अंडे या शुक्राणु का संपादन अपरिवर्तनीय, वंशानुगत परिवर्तन पैदा करता है। दो आपत्तियाँ इस प्रकार हैं: मनुष्यों पर प्रयोग का जोखिम, जिनके परिणामों को उलटा नहीं किया जा सकता है, और पीढ़ियों से सहमति की अनुपस्थिति, जिन्हें संपादन विरासत में मिलेगा और उनका इसमें कोई योगदान नहीं है। यही कारण है कि जर्मलाइन संपादन लगभग हर जगह प्रतिबंधित या सख्ती से प्रतिबंधित है।

ऑफ-टारगेट और अनपेक्षित प्रभाव। CRISPR 100 प्रतिशत सटीक नहीं है। यह अनपेक्षित उत्परिवर्तन, मोज़ेकवाद, बड़े विलोपन या अपूर्ण संपादन उत्पन्न कर सकता है। दैहिक कोशिका में, एक त्रुटि एक रोगी को प्रभावित करती है। एक रोगाणु कोशिका में, यह मानव जीन पूल में प्रवेश करता है।

डिजाइनर बच्चे। ऊंचाई, बुद्धिमत्ता या उपस्थिति जैसे गुणों को बढ़ाने के लिए संपादन। तकनीकी आपत्ति यह है कि ये लक्षण पॉलीजेनिक हैं और कम समझे जाते हैं। सामाजिक आपत्ति अधिक तीखी है: केवल उन लोगों के लिए उपलब्ध वृद्धि जो भुगतान कर सकते हैं, आर्थिक असमानता को जैविक असमानता में बदल देती है, और यह कोई प्रतिवर्ती नीतिगत त्रुटि नहीं है।

जैव सुरक्षा। लोकतांत्रिक अनुसंधान की समान पहुंच दुरुपयोग की बाधा को कम करती है। एक विश्वविद्यालय प्रयोगशाला के लिए काफी सस्ती तकनीक बुरे इरादों वाले अभिनेताओं के लिए काफी सस्ती है।

ईमानदार स्थिति

दैहिक-जर्मलाइन लाइन वह है जो मायने रखती है, और यह स्पष्ट रूप से बचाव के लायक है। किसी मरीज़ की सिकल सेल बीमारी को ठीक करने के लिए उसकी अपनी कोशिकाओं को संपादित करना दवा है, और नैतिक प्रश्न सुरक्षा, लागत और पहुंच के सामान्य प्रश्न हैं। भ्रूण को संपादित करना कुछ और है, क्योंकि प्रभावित व्यक्ति सहमति नहीं दे सकता है और न ही कोई उनसे उतर सकता है।

अधिकांश सार्वजनिक बहस इन दोनों को एक ही प्रश्न में समेट देती है कि क्या जीन संपादन स्वीकार्य है। यह एक ख़राब फ़्रेमिंग है. सही प्रश्न यह हैं कि कौन सी कोशिकाएँ, किस उद्देश्य से, किस सहमति से और किसकी देखरेख में।

एक्सेस दूसरी ईमानदार समस्या है। जहां सिकल सेल रोग सबसे अधिक प्रचलित है, वहां स्वास्थ्य प्रणालियों की पहुंच से परे एक उपचारात्मक एक बार की चिकित्सा एक वैज्ञानिक उपलब्धि और एक ही समय में वितरण संबंधी विफलता है।

आगे का रास्ता

• परिभाषित दंडों के साथ वंशानुगत जर्मलाइन संपादन पर स्पष्ट वैधानिक निषेध बनाए रखें।
• दैहिक जीन थेरेपी अनुमोदन के लिए नियामक क्षमता का निर्माण करें, ताकि भारतीय मरीज़ विदेशी अनुमोदन और मूल्य निर्धारण पर निर्भर न रहें।
• पारदर्शी मानदंडों के साथ जीन-संपादित फसलों को ट्रांसजेनिक विनियमन से अलग करें जहां कोई विदेशी डीएनए मौजूद नहीं है।
• जीन थेरेपी के घरेलू विनिर्माण को निधि दें, क्योंकि सामर्थ्य की समस्या एक विनिर्माण समस्या है।
• संस्थागत जैव सुरक्षा समितियों और प्रयोगशाला निरीक्षण को मजबूत करें, जहां वास्तव में जैव सुरक्षा लागू होती है।

सामान्य प्रश्न

अभ्यास प्रश्न

प्रीलिम्स MCQ

1. CRISPR-Cas9 में, गाइड RNA की भूमिका
   (ए) डीएनए स्ट्रैंड को काटना
   (बी) Cas9 को लक्ष्य डीएनए अनुक्रम
   पर निर्देशित करना (सी) डबल-स्ट्रैंडेड ब्रेक
   की मरम्मत करना (डी) संपादित जीन
   उत्तर: (बी) को दोहराना है गाइड आरएनए लक्ष्य का पूरक है अनुक्रम और Cas9 को सटीक साइट पर लाता है; Cas9 कटिंग करता है.
2. कैसगेवी एक CRISPR-आधारित थेरेपी है जो
   के लिए अनुमोदित है (ए) टाइप 1 मधुमेह
   (बी) सिकल सेल रोग और बीटा-थैलेसीमिया
   (सी) पार्किंसंस रोग
   (डी) सिस्टिक फाइब्रोसिस
   उत्तर: (बी) यह सिकल सेल रोग के लिए अनुमोदित है और पात्र रोगियों में बीटा-थैलेसीमिया।
3. जर्मलाइन संपादन दैहिक संपादन से भिन्न है क्योंकि
   (ए) यह सस्ता है
   (बी) परिवर्तन भविष्य की पीढ़ियों द्वारा विरासत में मिले हैं
   (सी) यह एक अलग एंजाइम
   का उपयोग करता है (डी) इसे गाइड आरएनए
   उत्तर: (बी) की आवश्यकता नहीं है भ्रूण, अंडे या शुक्राणु को संपादित करने से वंशजों को पारित होने वाले अपरिवर्तनीय परिवर्तन उत्पन्न होते हैं, जो नैतिक आपत्ति का स्रोत है।
4. परिशुद्धता-निर्देशित बाँझ कीट तकनीक (pgSIT) का उपयोग
   के लिए किया जाता है (ए) फसल की उपज बढ़ाना
   (बी) रोग फैलाने वाले मच्छरों की आबादी को दबाना
   (सी) पुनः संयोजक इंसुलिन का उत्पादन
   (डी) मानव प्रतिरक्षा कोशिकाओं का संपादन
   उत्तर: (बी) pgSIT बाँझ उत्पन्न करता है मलेरिया, डेंगू या जीका फैलाने वाले मच्छरों की आबादी को दबाने के लिए नर और उड़ने में असमर्थ मादा।
5. CRISPR-संपादित तंबाकू ने लगभग
   (ए) 20 से 30 प्रतिशत
   (बी) 50 से 60 प्रतिशत
   (सी) 95 से 98 प्रतिशत
   (डी) 100 प्रतिशत
   उत्तर: (सी) निकोटीन में कमी का प्रदर्शन किया है। रिपोर्ट की गई कटौती लगभग 95 से 95 प्रतिशत है 98 प्रतिशत जंगली प्रकार से नीचे।

मुख्य परीक्षा प्रश्न

1. जीन संपादन चिकित्सीय वादा और वंशानुगत जोखिम प्रदान करता है। भारत को आवश्यक नैतिक और नियामक ढांचे की जांच करें। (250 शब्द)
2. दैहिक और जर्मलाइन जीन संपादन के बीच अंतर करें, और बताएं कि दोनों का नियामक उपचार अलग-अलग क्यों है। (150 शब्द)
3. नियामक और सार्वजनिक-स्वीकृति बाधाओं सहित भारतीय कृषि के लिए जीन संपादन की क्षमता का मूल्यांकन करें। (250 शब्द)
4. यदि एन्हांसमेंट एप्लिकेशन व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हो जाएं तो जीन संपादन असमानता को और गहरा कर सकता है। चर्चा करना। (150 शब्द)
5. व्यापक रूप से सुलभ जीन-संपादन प्रौद्योगिकी के जैव सुरक्षा और जैव सुरक्षा निहितार्थ पर चर्चा करें। (250 शब्द)