संरक्षण जीनोमिक्स - जीनोम को बचाना, व्यक्तियों को नहीं

उस प्रजाति को बचाने के लिए दौड़ मत करो! इसके बजाय, यह जीनोम को बचाने के लिए दौड़ है।

डॉ ग्राहम एथरिंगटन द्वारा

संरक्षण जीनोमिक्स लुप्तप्राय प्रजातियों को उनकी संख्या को स्थायी आकार में वापस लाने में मदद करता है। वर्टेब्रेट एंड हेल्थ जीनोमिक्स ग्रुप के वरिष्ठ कम्प्यूटेशनल बायोलॉजिस्ट डॉ। ग्राहम एथरिंगटन बताते हैं कि कैसे हम लुप्तप्राय प्रजातियों को कगार से वापस लाने के लिए नवीनतम तकनीकों का उपयोग करते हैं।

लाल बिल्ला Quelea का झुंड, दुनिया में पक्षियों की सबसे कई प्रजातियां हैं। साभार: शटरस्टॉक / ईकोप्रिंट

बड़ी आबादी आमतौर पर अपने आनुवंशिक मेकअप में विविध होती है। इसका मतलब यह है कि यदि आपने एक ही प्रजाति के विभिन्न व्यक्तियों में से किसी एक को यादृच्छिक रूप से जीन चुना है, तो आपको उनके डीएनए अनुक्रम में बहुत सूक्ष्म अंतर मिलेगा।

इस भिन्नता को हम 'आनुवंशिक विविधता' कहते हैं और व्यक्तियों के बीच प्रत्येक अंतर को 'एलील' के रूप में जाना जाता है।

यदि आबादी में आनुवंशिक विविधता का उच्च स्तर है, तो कुछ व्यक्ति पर्यावरण में परिवर्तनों का जवाब देने में सक्षम होने की अधिक संभावना रखते हैं। यह विशेष भिन्नता (जो किसी के साथ शुरू करने के लिए तटस्थ हो सकती है, अर्थात इसका कोई लाभ या नुकसान नहीं है), लाभप्रद बन सकती है, उन व्यक्तियों को विशेष रूप से गलियों के साथ अलग वातावरण प्रदान करने के लिए जो उनके बिना और इसलिए, बढ़े हुए अस्तित्व को बढ़ावा देने, और अनिवार्य रूप से प्रदान करते हैं। , प्रजनन।

इस भिन्नता को फिर उनकी संतानों को सौंप दिया जाता है, जिससे प्रजातियों की सफलता और बढ़ जाती है।

छोटी आबादी, हालांकि, इनब्रीडिंग के माध्यम से कम आनुवंशिक विविधता से पीड़ित हो सकती है। उदाहरण के लिए, दुनिया के सबसे असंख्य पक्षियों में से 25 रेड-बिल्ड क्वेलिस (क्वेलिया क्वेलिया) के जीनोम के साथ विभिन्न पदों की तुलना में तीन से चार अलग-अलग एलील मिल सकते हैं, जबकि सभी 25 मेडागास्कर पोचर्ड्स के जीनोम में एक ही स्थिति ( Aythya innotata), दुनिया का सबसे दुर्लभ पक्षी, संभवतः केवल एक या दो एलील पाएगा। जनसंख्या से कई व्यक्तियों की अनुक्रमणिका द्वारा जीनोम के साथ 'कम एलील विविधता' के इस पैटर्न को निर्धारित किया जा सकता है।

काले पैर वाले फेरेट ने एक बार केवल सात व्यक्तियों को गिना था।

जेनेटिक्स लकी-डिप।

एक गैर-असामान्य परिदृश्य में, कल्पना करें कि अगर लाल-बुझी हुई क्विलिया जनसंख्या, आनुवंशिक विविधता के उच्च स्तर को रखते हुए, अचानक केवल 100 व्यक्तियों को दुर्घटनाग्रस्त हो गई - आनुवंशिक विविधता का यह उच्च स्तर खो जाएगा - परिवर्तनों का जवाब देने की क्षमता के साथ पर्यावरण में।

संरक्षण जीनोमिक्स में, हम पारिस्थितिकी, स्वास्थ्य और बीमारी के लिए उनके निहितार्थ को बेहतर ढंग से समझने के लिए सभी जीनों में इस आनुवंशिक विविधता का अध्ययन करते हैं। घटती आबादी में आनुवांशिक विविधता का यह बेतरतीब नुकसान एक प्रक्रिया है जिसे 'जेनेटिक ड्रिफ्ट' के रूप में जाना जाता है और यह 'इनब्रीडिंग डिप्रेशन' द्वारा और अधिक जटिल है, जहां संबंधित व्यक्ति एक-दूसरे के साथ प्रजनन करते हैं जिसके परिणामस्वरूप जेनेटिक विविधता का और नुकसान होता है।

लाल बिल्ला Quelea, ऊपर बंद। साभार: शटरस्टॉक / निक बायमैन

सभी जीन समान नहीं हैं।

लुप्तप्राय प्रजातियों की छोटी आबादी की पहली समस्याओं में से एक बीमारी है।

उदाहरण के लिए, ब्लैक-फुटेड फेरेट (मुस्टेला निग्रिप्स), जिनकी जनसंख्या का आकार हाल ही में केवल सात व्यक्तियों के रूप में कम है, उन बीमारियों के लिए अतिसंवेदनशील है जिन्हें अन्य फेर्रेट या पोलकैट प्रजातियों को प्रभावित करने के लिए नहीं जाना जाता है। यह अच्छी तरह से इनब्रीडिंग अवसाद और आनुवांशिक बहाव के कारण हो सकता है जो बीमारी से लड़ने के लिए जिम्मेदार जीनों में लाभकारी एलील्स के बाद के नुकसान के साथ होता है।

संरक्षण जीनोमिक्स में, प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया में शामिल जीनों का अध्ययन सर्वोच्च प्राथमिकताओं में से एक है, क्योंकि ये जीन आमतौर पर आनुवंशिक विविधता के नुकसान से पीड़ित एक छोटी आबादी को प्रभावित करने वाले कुछ पहले होते हैं।

काले पैर वाले फेरेट ने एक बार केवल सात व्यक्तियों को गिना था। साभार: ग्राहम एथरिंगटन

आनुवंशिक बचाव।

तो हम एक संरक्षण जीनोमिक्स दृष्टिकोण से प्राप्त जानकारी के साथ क्या कर सकते हैं? An जेनेटिक रेस्क्यू ’एक दृष्टिकोण है जिसका उद्देश्य आनुवंशिक प्रजातियों को सावधानीपूर्वक लुप्तप्राय प्रजातियों में शामिल करना है। एक क्लासिक उदाहरण फ्लोरिडा पैंथर (प्यूमा कंसलर) का है।

फ्लोरिडा पैंथर 25 से अधिक व्यक्तियों की आबादी के आकार तक कम हो गया था, जिसमें महत्वपूर्ण संकेत इनब्रीडिंग और जिसके परिणामस्वरूप आनुवंशिक विविधता का नुकसान था।

संरक्षण जीनोमिक्स में, प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया में शामिल जीनों का अध्ययन सर्वोच्च प्राथमिकताओं में से एक है ...

टेक्सास से प्राकृतिक फ्लोरिडा पैंथर निवास के लिए टेक्सास से आठ पैंथर का परिचय जनसंख्या में आनुवंशिक विविधता की वृद्धि के लिए अनुमति देता है, प्रजातियों को इनब्रडिंग के प्रभाव को दूर करने और आबादी के आकार को तीन गुना करने की अनुमति देता है।

फ्लोरिडा पैंथर, एक संरक्षण जीनोमिक्स सफलता की कहानी है। शटरस्टॉक / जो क्रेबिन।

जनसंख्या की समस्या।

आनुवांशिक बचाव के लिए सबसे अच्छी आबादी की पहचान के लिए संरक्षण जीनोमिक्स का भी उपयोग किया जा सकता है। एक संभावित 'जेनेटिक डोनर' जनसंख्या के जीनोमों का अनुक्रमण और विश्लेषण करके, हम जीनोम के उन क्षेत्रों की पहचान कर सकते हैं जो अनुकूलन से जुड़े हैं।

फिर हम लक्षित जनसंख्या के लिए दाता जीनोम की तुलना करके किन व्यक्तियों को चुन सकते हैं। सर्वश्रेष्ठ दाता व्यक्तियों की पहचान करने के लिए, हम जीनोम को सबसे अधिक विविधता के साथ चुन सकते हैं, या टारगेटिंग अवसाद के लिए जिम्मेदार लक्ष्य जीनोम में पदों को इंगित करके और फिर उन पदों पर अलग-अलग एलील की रेंज वाले व्यक्तियों को पेश कर सकते हैं।

नई तकनीक नए विचारों और नैतिक दुविधाओं को लाती है जो अक्सर उनके साथ चलते हैं।

अन्य प्रयास जीनोम एडिटिंग तकनीकों में हाल के अग्रिमों और सफलताओं का उपयोग करने की ओर देख सकते हैं, जैसे कि अनुकूलित उत्परिवर्तन के साथ पैदा हुए पहले बंदर।

इन तकनीकों को सावधानीपूर्वक निर्देशित दृष्टिकोण के माध्यम से संरक्षण जीनोमिक्स में इस्तेमाल किया जा सकता है:

  • संग्रहालय की सीक्वेंसिंग उस समय की अवधि से सामने आती है जब वर्तमान में लुप्तप्राय प्रजातियां इतनी दुर्लभ नहीं थीं और उनमें आनुवंशिक विविधता के उच्च स्तर थे
  • वर्तमान आबादी में आनुवंशिक विविधता 'खो' की पहचान करना
  • वर्तमान में लुप्तप्राय होती जनसंख्या में इस खोई हुई आनुवंशिक विविधता को ध्यान से देखने के लिए जीनोम एडिटिंग तकनीकों का उपयोग करना।

संरक्षण जीनोमिक्स उपकरण।

यह जीनोम अनुक्रम करने के लिए अभी भी अपेक्षाकृत महंगा है, खासकर यदि आप वास्तव में उच्च गुणवत्ता वाले डेटा चाहते हैं, और शोधकर्ता हमेशा ऐसा करने का जोखिम नहीं उठा सकते हैं। इस संबंध में, संरक्षण जीनोमिक्स का क्षेत्र उपयोग करने के लिए अन्य शोधकर्ताओं के लिए लागत प्रभावी उपकरण और संसाधन बनाकर सीधे जीनोम अनुक्रमण के विकल्प की तलाश करता है।

हम एसएनपी जीनोटाइपिंग चिप्स बना सकते हैं जो सैकड़ों या हजारों व्यक्तियों के भीतर कुछ आनुवंशिक विविधता की उपस्थिति या अनुपस्थिति के लिए परीक्षण कर सकते हैं। संरक्षण जीनोमिक्स अनुक्रम में जीन की बहुत कम संख्या को भी इंगित कर सकता है, ताकि बड़ी संख्या में व्यक्तियों के भीतर आनुवंशिक विविधता की पहचान हो सके, जिससे पूरे जीनोम अनुक्रमण की आवश्यकता को नकार दिया जा सके।

तस्मानियन डेविल (Sarcophilus harrisii) को भी बीमारी का खतरा है। Shutterstock / Gapvoy।

यह हम ना भूलें…

प्रौद्योगिकी तेजी से आगे बढ़ती है और आज का सपना अक्सर कल की वास्तविकता है। नई तकनीक नए विचारों और नैतिक दुविधाओं को लाती है जो अक्सर उनके साथ चलते हैं। बेशक, हालांकि उन्नत तकनीक बन जाती है, फिर भी हमें याद रखना चाहिए कि आवास संरक्षण और प्रबंधन हमेशा हमारी सबसे महत्वपूर्ण प्राथमिकताओं में से एक रहना चाहिए।

डॉ ग्राहम एथरिंगटन द्वारा

मूल लेख: संरक्षण जीनोमिक्स - बचत करने वाले जीनोम, व्यक्तियों के नहीं