বিজ্ঞানীরা ফ্রিজ-শুকনো ত্বকের কোষ থেকে ইঁদুরের ক্লোন করেছেন, জৈব সংরক্ষণের দরজা খুলেছেন

সরেজমিনে, ডোরামি ছিল একটি গড় মাউস। তিনি একটি স্বাস্থ্যকর ওজনে বৃদ্ধি পেয়েছিলেন, তার নিজের একটি কুকুরছানা ছিল, এবং তার দ্বিতীয় জন্মদিনের কাছাকাছি সময়ে স্বাভাবিকভাবে মারা যান-মানুষের বয়স প্রায় 70 বছর, এবং একটি ল্যাব মাউসের জন্য সম্পূর্ণ ব্যতিক্রমী।

একটি জিনিস বাদে: ডোরামি ফ্রিজ-শুকনো কোষ থেকে ক্লোন করা হয়েছিল। এবং শুধুমাত্র কোন কোষ নয় - তাকে শুক্রাণু বা ডিমের পরিবর্তে সোমাটিক কোষ (আমাদের দেহ তৈরি করে এমন কোষ) থেকে ক্লোন করা হয়েছিল।

ডোরামি হল জীববৈচিত্র্য রক্ষার উপায় হিসেবে ক্লোনিং ব্যবহার করার এক দশক-দীর্ঘ প্রচেষ্টার সর্বশেষ অভিযান। এর বিজয় ভেড়ার ডলি এটা স্পষ্ট করে দিয়েছে যে প্রজনন কোষ ব্যবহার করে প্রাণীদের পুনরুজ্জীবিত করা সম্ভব। বিলুপ্তপ্রায় প্রাণীদের পুনরুদ্ধার করার স্বপ্ন, বা বর্তমানের বায়োব্যাঙ্কিং, তখন থেকেই বিজ্ঞানীদের কল্পনাকে ধরে রেখেছে। একটি প্রজাতির ডিএনএ সংরক্ষণের একটি শক্তিশালী উপায় হল তরল নাইট্রোজেনে শুক্রাণু সংরক্ষণ করা। মোটামুটি -320 ডিগ্রী ফারেনহাইট, কোষগুলি বছরের পর বছর ধরে হিমায়িত হতে পারে।

কিন্তু একটা হেঁচকি আছে। বিলুপ্তির দ্বারপ্রান্তে থাকা প্রাণীদের থেকে প্রজনন কোষ সংগ্রহ করা—এটিকে হালকাভাবে বলা—অত্যন্ত কঠিন। বিপরীতে, কয়েকটি ত্বকের কোষ আঁচড়ানো বা কিছু পশম শেভ করা তুলনামূলকভাবে সহজ। এই কোষগুলি প্রাণীর সম্পূর্ণ ডিএনএ ধারণ করে, তবে তারা ভঙ্গুর।

নতুন গবেষণা, জাপানের ইয়ামানাশি বিশ্ববিদ্যালয়ের ডঃ তেরুহিকো ওয়াকায়ামার নেতৃত্বে, শুক্রাণু থেকে ত্বকে লাফ দিয়েছিল। একটি অত্যন্ত প্রযুক্তিগত রেসিপি তৈরি করে যা যে কোনো ফাইন-ডাইনিং শেফকে গর্বিত করবে, দলটি পুরুষ ও মহিলা উভয় দাতাদের কাছ থেকে সংগৃহীত ফ্রিজ-ড্রাই সোম্যাটিক কোষ থেকে সফলভাবে 75টি সুস্থ ইঁদুরের ক্লোন করেছে। ডোরামি সহ অনেক সন্তান তাদের নিজস্ব কুকুরছানা নিয়ে গিয়েছিল।

সর্বাধিক প্রায় পাঁচ শতাংশের সাফল্যের হার সহ - এবং 0.2 শতাংশের মতো কম - কৌশলটি দক্ষ থেকে অনেক দূরে। কিন্তু কৌশলটি বৃহত্তর চিত্রের দিকে একটি পথ তৈরি করে: নিকট-বিলুপ্ত প্রজাতির জিনগত বৈচিত্রগুলি সংরক্ষণ এবং সম্ভাব্যভাবে পুনরুজ্জীবিত করার আমাদের ক্ষমতা।

থেকে ডঃ বেন নোভাক, রিভাইভ অ্যান্ড রিস্টোরের প্রধান বিজ্ঞানী, অসম্পূর্ণতা সত্ত্বেও অধ্যয়নটি একটি স্বাগত অগ্রগতি। "সংরক্ষণের দৃষ্টিকোণ থেকে, প্রজননযোগ্য টিস্যু প্রকারের জৈবব্যাঙ্কের জন্য নতুন উপায় উদ্ভাবন করা একটি বড় প্রয়োজন…তাই এই ধরণের অগ্রগতি দেখতে সত্যিই উত্তেজনাপূর্ণ," তিনি বলেছেন.

বায়োপ্রিজারভেশন কুকবুক

কোষগুলি চটকদার প্রাণী। একটি জলীয় ব্লব কল্পনা করুন যেটির বেলুনের মতো দেয়ালে ছোট আণবিক কারখানা রয়েছে। সুরক্ষা ছাড়াই একটি কোষকে হিমায়িত করার ফলে জলীয় উপাদানগুলি তীক্ষ্ণ বরফের স্ফটিক তৈরি করতে পারে, যা কোষের ভিতরের উপাদানগুলিকে ক্ষতিগ্রস্ত করে এবং কোষের প্রাচীরকে ছিদ্র করে। লিকিং পিঙ্কুশনের মতো স্বাভাবিক তাপমাত্রায় আবার উত্তপ্ত হলে, কোষের বেঁচে থাকার সুযোগ থাকে না।

বিজ্ঞানীরা অবশেষে কোষ সংরক্ষণের জন্য একটি বিজয়ী রেসিপি বের করেছেন: মূলটি হল একটি রাসায়নিক অ্যান্টিফ্রিজ যোগ করা এবং তরল নাইট্রোজেনের ভারী ধাতব ট্যাঙ্কগুলিতে কোষগুলি সংরক্ষণ করা। কোষগুলি বাক্সের ভিতরে ছোট শিশিগুলিতে ঝুলিয়ে দেওয়া হয় যা একটি টাওয়ারের মতো ধাতব খাঁচায় স্লাইড করে। কোষের প্রকারের উপর নির্ভর করে, তারা বছরের পর বছর ধরে সংরক্ষণ করা যেতে পারে। সমস্যাটি? সেটআপটি ব্যয়বহুল, রক্ষণাবেক্ষণ করা কঠিন এবং পাওয়ার ব্যর্থতার প্রবণ। কোনো বাধা সব নমুনা বিপর্যয়কর ক্ষতি হতে পারে. জীববৈচিত্র্যের জন্য, প্রাণীর কাছাকাছি এমন একটি অত্যাধুনিক সেটআপ থাকা সবসময় সম্ভব নয়।

একটি ভাল উপায় আছে আছে.

কয়েক বছর আগে, ওয়াকায়ামা সেল স্টোরেজ সীমাবদ্ধ করার জন্য একটি ক্রুসেডে গিয়েছিলেন। তিনি একটি নির্দিষ্ট পদ্ধতিতে মনোনিবেশ করেছিলেন: ফ্রিজ-ড্রাইং। বেশিরভাগই ব্যাকপ্যাকার এবং মহাকাশচারীদের কাছে খাবারে পুষ্টি সংরক্ষণের উপায় হিসাবে পরিচিত, ফ্রিজ-শুকানো কোষগুলি তুলনামূলকভাবে সহজ বলে প্রমাণিত হয়েছিল। সেঞ্চুরির মোড় নেয় ওয়াকায়ামা ও তার দল দেখিয়েছে এটা সম্ভব প্রজননের জন্য শুক্রাণু হিমায়িত করা। রেসিপি তাই শক্তিশালী ছিল শুক্রাণু জীবিত রাখা আন্তর্জাতিক মহাকাশ স্টেশনে বছরের পর বছর ধরে, যখন বিকিরণের পরিবেষ্টিত স্তরে বোমাবর্ষণ করা হচ্ছে। এটি নেতৃত্বে জীবিত সন্তান একটি ডেস্ক ড্রয়ার মধ্যে chucked হচ্ছে পরে এক বছরের জন্য জলবায়ু নিয়ন্ত্রণ ছাড়া।

সোমাটিক কোষ একটি ভিন্ন বিষয়। শুক্রাণুর বিপরীতে, যে কোষগুলি আমাদের দেহ তৈরি করে সেগুলি আরও ভঙ্গুর নিউক্লিয়াস সহ আমাদের ডিএনএ গঠনকে আলিঙ্গন করে জলের অণুগুলির জন্য অনেক বেশি প্রবণ। হিমায়িত হলে, এর মানে হল যে কোষগুলি অনেক বেশি ক্ষতির সম্মুখীন হতে পারে, তাদের ক্লোনিংয়ের জন্য অকেজো করে তোলে।

"আজ অবধি, শুধুমাত্র কোষগুলি যেগুলি হিমায়িত শুকানোর পরে সন্তানের জন্ম দিয়েছে তারা হল পরিপক্ক শুক্রাণু [শুক্রাণু]," দলটি লিখেছিল।

একটি নতুন রেসিপি

নতুন কাজটি অসম্ভব হয়ে উঠেছে: আমরা কি ফ্রিজ-শুকনো সোম্যাটিক কোষ থেকে একটি প্রাণীকে ক্লোন করতে পারি?

পরীক্ষার প্রথম রাউন্ডে, দলটি মহিলা ইঁদুর থেকে কোষগুলিকে বিচ্ছিন্ন করে যা সাধারণত ডিম কোষকে সমর্থন করে। তারা কোষগুলিকে দুটি প্রতিরক্ষামূলক রাসায়নিকের মধ্যে ফেলে দেয় এবং নমুনাগুলিকে তরল নাইট্রোজেনে শুকিয়ে দেয়। এটি সুন্দর ছিল না: সমস্ত কোষের প্রতিরক্ষামূলক ঝিল্লি ভেঙে গেছে, যার চিহ্নগুলি ভেঙে গেছে - তবে তুলনামূলকভাবে অক্ষত - ডিএনএ।

সামনে চাষ করে, দলটি তারপর আট মাস পর্যন্ত স্টোরেজে থাকার পর হিমায়িত নমুনাটিকে পুনরায় হাইড্রেট করে। নিষ্প্রাণ পাউডার থেকে তারা নিউক্লিয়াসকে বিচ্ছিন্ন করে, বীজের মতো কাঠামোর হাউজিং ডিএনএ, এবং এটিকে একটি ডিম কোষে প্রতিস্থাপন করে যেটির জেনেটিক উপাদান চুষে গিয়েছিল। এটি একটি বইয়ের পাঠ্যকে অন্য বইয়ের সাথে প্রতিস্থাপন করার মতো - সম্পূর্ণরূপে এর জৈবিক অর্থ পরিবর্তন করে।

এটা আরো জটিল হয়েছে. এই প্রাথমিক "সম্পাদিত" ডিম কোষগুলি পুনরুত্পাদন করতে পারেনি, সম্ভবত ডিএনএ এবং এপিজেনেটিক ক্ষতির কারণে। একটি সমাধান হিসাবে, দলটি কোষগুলিকে একাধিক ভ্রূণীয় কোষ লাইন তৈরি করতে ব্যবহার করেছিল। এরা স্থিতিস্থাপক কর্মী, বিশেষ করে ডিএনএ ক্ষতি সংশোধনে দক্ষ।

একবার সমৃদ্ধ হওয়ার পরে, দলটি তাদের জেনেটিক উপাদানগুলিকে চুষে নেয় এবং কালো পশমযুক্ত ইঁদুরের ডিমগুলিতে ইনজেকশন দেয়। ফলস্বরূপ ভ্রূণগুলি সাদা পশমযুক্ত ইঁদুরগুলিতে বিকাশের জন্য রেখে দেওয়া হয়েছিল - সারোগেট মা। সমস্ত ফলস্বরূপ কুকুরছানা তাদের ডিএনএ দাতাদের চকচকে কালো পশম গ্রহণ করে, সম্পূর্ণ স্বাভাবিক ওজন এবং উর্বরতা সহ।

"পরিপক্ক হওয়ার পরে, আমরা সাধারণ ল্যাব ইঁদুরের সাথে মিলনের জন্য এলোমেলোভাবে নয়টি মহিলা এবং তিনটি পুরুষ ক্লোন করা ইঁদুর নির্বাচন করেছি," দলটি ব্যাখ্যা করেছে। প্রায় তিন মাসের মধ্যে, সমস্ত ক্লোন করা মাদি ইঁদুর পরবর্তী প্রজন্মের জন্ম দেয় - চারটি থাবা, ঝাঁকুনি এবং ইঁদুরের অভ্যাস অক্ষত। লেজের ডগা থেকে ত্বকের কোষ নিয়ে পরীক্ষার পুনরাবৃত্তি করে, দলটি আরও ডজন বা তার বেশি ইঁদুর ক্লোন করেছে।

রেসিপি ঠিক পরিকল্পনা হিসাবে যেতে না. একটি অদ্ভুত ট্রায়ালে, দলটি পরবর্তী প্রজন্মের ক্লোন করার জন্য পুরুষ ইঁদুর থেকে কোষ ব্যবহার করে এবং সমস্ত বংশধর নারী হয়ে ওঠে। আরও গভীরে খনন করে, তারা দেখতে পেল যে কোনওভাবে Y ক্রোমোজোম - একটি জৈবিক পুরুষ মনোনীত - প্রক্রিয়া চলাকালীন হারিয়ে গেছে, যার ফলে একটি সর্ব-মহিলা হয় থেমিসিরা দ্বীপ. লেখকদের কাছে, এটি প্রক্রিয়ার মধ্যে একটি গোলমাল, কিন্তু ব্যবহারিক ব্যবহারের জন্য একটি ধাক্কা নয়। "এই ফলাফলগুলি সুপারিশ করে যে এমনকি যদি Y ক্রোমোজোম ক্ষতি হয়, তবুও এই কৌশলটি চরম পরিস্থিতিতে উপলব্ধ জেনেটিক সম্পদগুলিতে ব্যবহার করা যেতে পারে, যেমন প্রায় বিলুপ্ত প্রজাতি," তারা বলেছিল।

সংরক্ষণের জন্য একটি লাইব্রেরি?

কৌশল নিখুঁত থেকে অনেক দূরে. এটি ক্লান্তিকর, কম সাফল্যের হার রয়েছে এবং এখনও ফ্রিজার স্টোরেজ তাপমাত্রা প্রয়োজন যা এটিকে শক্তি গ্রিড ব্যর্থতার ঝুঁকিপূর্ণ করে তোলে।

হার্টফোর্ডশায়ার বিশ্ববিদ্যালয়ের ডঃ আলেনা প্যান্সের কাছে, যিনি গবেষণায় জড়িত ছিলেন না, সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন হল জেনেটিক উপাদান কতক্ষণ সংরক্ষণ করা যায়। "প্রজাতি এবং নমুনাগুলির কার্যকর দীর্ঘমেয়াদী সংরক্ষণ প্রদানের জন্য এই সিস্টেমের জন্য এই পরিস্থিতিতে বর্ধিত, অনির্দিষ্টকালের স্টোরেজ দেখানো সর্বোত্তম হবে," তিনি বলেছেন.

লেখকরা একমত যে আরও রহস্য আছে। শুক্রাণুর তুলনায় সোম্যাটিক কোষে ডিএনএ ক্ষতি মেরামত করতে শরীরের একটি কঠিন সময় হতে পারে, যা একটি সম্পূর্ণ-কার্যকর ডিম্বাণু বিকাশ থেকে তাদের শক্তি সরিয়ে নেয়। তাদের epigenetics—যা নিয়ন্ত্রন করে যে কীভাবে জিন চালু বা বন্ধ হয়—অসম্পূর্ণ পুনঃপ্রোগ্রামিংয়ের কারণেও বিশৃঙ্খলা হতে পারে।

শেষ পর্যন্ত, এটি শুধুমাত্র প্রথম পদক্ষেপ। সোমাটিক কোষগুলি প্রজননকারী কোষগুলির তুলনায় ক্যাপচার করা সহজ, বিশেষত বন্ধ্যা বা কিশোর প্রাণীদের জন্য। এটি সহজ এবং সস্তা করা একটি প্লাস। দলটি এখন সুযোগ বিস্তৃত করার জন্য মৃতদেহ বা মল থেকে জেনেটিক উপাদান ক্যাপচার করতে চাইছে।

"এই কাজে বর্ণিত পদ্ধতিটি বর্তমান ব্যাঙ্কিং পদ্ধতিগুলির একটি বিকল্প প্রস্তাব করে এবং অবশ্যই আরও অনুমতিযোগ্য তাপমাত্রার অনুমতি দেওয়া একটি দুর্দান্ত সুবিধা হবে," প্যান্স বলেছেন।

চিত্র ক্রেডিট: ওয়াকায়ামা ইত্যাদি। al./Nature Communications