വെട്ടിമുറിക്കാം ജീനുകള്‍

ജീനുകൾ
1909-ലാണ് ഡാനിഷ് ശാസ്ത്രജ്ഞനായ വില്യം ലുഡ്‌വിഗ് ജോഹാൻസൻ അദ്ദേഹത്തിന്റെ എലമെന്റ്‌സ് ഓഫ് ദി എക്സാക്ട് തിയറി ഓഫ് ഹെറെഡിറ്റി (Elements of the Exact Theory of Heredity) എന്ന പുസ്തകത്തിലൂടെ, പാരമ്പര്യഗുണങ്ങൾ നിയന്ത്രിക്കുന്ന അടിസ്ഥാനഘടകത്തിന് ജീൻ എന്ന പദം നിർദേശിക്കുന്നത്. ജീവൻ നിലനിർത്തുന്നതിനാവശ്യമായ പ്രോട്ടീനുകൾ നിർമിക്കുന്നതിനുള്ള നിർദേശങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന ഡിഎൻഎയിലെ നിശ്ചിത ന്യൂക്ലിയോടൈഡുകളുടെ ശ്രേണികളെയാണ് ജീൻ എന്ന് വിളിക്കുന്നത്. അച്ഛനമ്മമാരിൽനിന്ന്‌ മക്കളിലേക്ക് കൈമാറപ്പെടുന്ന ജീനുകൾ കണ്ണുകളുടെ നിറംമുതൽ സങ്കീർണമായ സ്വഭാവവിശേഷങ്ങൾവരെ എല്ലാറ്റിനെയും സ്വാധീനിക്കുന്നു. ജീനുകളിൽ സംഭവിക്കുന്ന ചെറിയ മാറ്റങ്ങൾപോലും വലിയ രോഗങ്ങൾക്ക് കാരണമാകാം.

CRISPR എന്ന കത്രിക
CRISPR എന്നത് ക്ലസ്റ്റേഡ്‌ റെഗുലർലി ഇന്റർസ്പെയ്സ്ഡ് ഷോർട്ട് പാലിൻഡ്രോമിക് റിപ്പീറ്റ്സ് (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) എന്നതിന്റെ ചുരുക്കരൂപമാണ്. ബാക്ടീരിയങ്ങളിലെ പ്രതിരോധസംവിധാനത്തിൽനിന്ന് വികസിപ്പിച്ചെടുത്തതാണ് CRISPR-Cas9 സാങ്കേതികവിദ്യ.

ബാക്ടീരിയയുടെ വിദ്യയിൽനിന്ന്‌...
ബാക്ടീരിയയെ ബാധിക്കുന്ന ഒരുതരം വൈറസുകളാണ് ബാക്ടീരിയോഫേജുകൾ. ഇവയുടെ ആക്രമണരീതി എങ്ങനെയാണെന്ന് നോക്കാം. ബാക്ടീരിയയിലേക്ക് തങ്ങളുടെ സ്വന്തം ഡിഎൻഎ കയറ്റിവിട്ട്, ബാക്ടീരിയയുടെ ഊർജവും സംവിധാനവും ഉപയോഗിച്ച് ആ ഡിഎൻഎയുടെ അനേകം പകർപ്പുകൾ ഉണ്ടാക്കും. പിന്നീട്, ബാക്ടീരിയയെ നശിപ്പിച്ച് പുതിയ വൈറസുകൾ പുറത്തുവരും.
തങ്ങളെ ആക്രമിച്ച് കൊന്നൊടുക്കുന്ന ബാക്ടീരിയോഫേജുകളിൽനിന്ന് രക്ഷപ്പെടാനാണ് ബാക്ടീരിയ CRISPR Cas 9 ഉപയോഗിച്ചത്. ബാക്ടീരിയോഫേജ് ആക്രമണത്തിൽനിന്ന് രക്ഷപ്പെട്ട ചില ബാക്ടീരിയങ്ങൾ, അതിനെ ആക്രമിച്ച വൈറസിന്റെ ഡിഎൻഎയുടെ ചെറിയ ഭാഗം മുറിച്ച് സ്വന്തം ജീനോമിലെ CRISPR എന്ന ഭാഗത്ത്‌ സംഭരിക്കുന്നു.
    പിന്നീട് വീണ്ടും അതേ ബാക്ടീരിയയെ ബാക്ടീരിയോഫേജുകൾ ആക്രമിക്കുമ്പോൾ, മുൻപ്‌ സൂക്ഷിച്ചുവെച്ചിരിക്കുന്ന ബാക്ടീരിയോഫേജുകളുടെ ഡിഎൻഎയുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ ആർഎൻഎ തന്മാത്രകൾ നിർമിക്കുന്നു. ഇവ Cas9 എന്ന എൻസൈമുമായി കൂട്ടുചേർന്ന് പുതിയതായി എത്തിയ വൈറൽ ഡിഎൻഎയെ തിരിച്ചറിഞ്ഞ് അതിനെ മുറിച്ച്, സ്വന്തം ഡിഎൻഎ, റിപ്പയർ സംവിധാനത്തിലൂടെ പുനർനിർമിക്കുന്നു. ഈ വിദ്യ  ജീനുകൾ എഡിറ്റുചെയ്യുന്നതിനായി വികസിപ്പിക്കപ്പെട്ടു.
    CRISPR-Cas9 സാങ്കേതികവിദ്യക്ക്‌ പ്രധാനമായും രണ്ട് ഘടകങ്ങളുണ്ട്: മുറിക്കേണ്ട ലക്ഷ്യഡിഎൻഎ ഭാഗം തിരിച്ചറിയുന്നതിനായി രൂപകല്പന ചെയ്ത ഗൈഡ് ആർഎൻഎ (guide RNA). രണ്ടാമതായി, മോളിക്യുലാർ കത്തിപോലെ പ്രവർത്തിച്ച് DNA-യെ കൃത്യമായ സ്ഥാനങ്ങളിൽ മുറിക്കുന്ന Cas9 എന്ന എൻസൈം. ഇവ ഉപയോഗിച്ച് ജീനുകളിൽ മാറ്റങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കാനും പുതിയ ജീനുകൾ ചേർക്കാനും ആവശ്യമില്ലാത്തവ ഒഴിവാക്കാനും സാധിക്കുന്നു.

ജീൻ എഡിറ്റിങ്‌ എന്നാൽ
ജീനുകളിൽ മാറ്റങ്ങൾ നടപ്പിലാക്കാൻ കഴിയുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് ജീൻ എഡിറ്റിങ്‌. ഡിഎൻഎയിലെ ഭാഗങ്ങൾ മാറ്റിയെടുക്കാനും പുതിയത് ചേർക്കാനും ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ വഴിയൊരുക്കുന്നു. ഇതിനുമുൻപും വിവിധ മാർഗങ്ങളിലൂടെ ജനിതക എൻജിനീയറിങ് നടപ്പാക്കാൻ ശ്രമിച്ചിരുന്നുവെങ്കിലും അതിൽ കൃത്യതയുണ്ടായിരുന്നില്ല.
 ഈ പരിമിതിയെ മറികടന്നാണ് CRISPR-Cas9 ജീൻ എഡിറ്റിങ്‌ എന്ന സാങ്കേതികവിദ്യ രംഗത്തെത്തിയത്. ഇതുപയോഗിച്ച് അത്യന്തം കൃത്യതയോടെയും വേഗത്തിലുംജീനുകളിൽ മാറ്റം വരുത്താൻ സാധിക്കും.

സാധ്യതകൾ പലവിധം
കാൻസർപോലുള്ള സങ്കീർണമായ അസുഖങ്ങളുടെ ചികിത്സയ്ക്കും ജനിതകരോഗങ്ങൾക്കുള്ള പരിഹാരം കണ്ടെത്താനും പുതിയ ചികിത്സാപദ്ധതികൾ വികസിപ്പിക്കാനും ജീൻ എഡിറ്റിങ്ങിലൂടെ സാധിക്കും. കൂടാതെ, രോഗപ്രതിരോധശേഷിയും ഗുണമേന്മയും ഉയർന്ന വിളവുമുള്ള സസ്യങ്ങൾ വികസിപ്പിക്കാനും ജീൻ എഡിറ്റിങ്‌ സഹായിക്കുന്നു. 

മൺമറഞ്ഞവർ മടങ്ങിവരുമോ?
ജീൻ എഡിറ്റിങ്ങിന്റെ കൗതുകമുണർത്തുന്നതും അദ്‌ഭുതപ്പെടുത്തുന്നതും ശാസ്ത്രലോകം ഉറ്റുനോക്കുന്നതുമായ മറ്റൊരു സാധ്യതയാണ് ഡി-എക്സ്റ്റിങ്ഷൻ (De-extinction). വൂളി മാമത്ത്, ഡൈനസോറുകൾ, ടാസ്മാനിയൻ ടൈഗർ, പാസഞ്ചർ പീജിയൻ, ഡോഡോ പക്ഷി എന്നിങ്ങനെ അനേകം ജീവികൾ മനുഷ്യൻ കാരണമായോ അല്ലാതെയോ ഈ ഭൂമിയിൽനിന്ന്‌ അപ്രത്യക്ഷരായിട്ടുണ്ട്. അത്തരത്തിൽ വംശനാശം സംഭവിച്ച ജീവികളെ വീണ്ടും ഭൂമിയിലേക്ക്‌ തിരിച്ചുകൊണ്ടുവരിക എന്നതാണ് ഡി-എക്സ്റ്റിങ്ഷൻ (De-extinction) എന്ന ആശയം ലക്ഷ്യമിടുന്നത്.

Content Highlights: Explore gene editing technology, CRISPR-Cas9, its applications in treating diseases etc