पेड़ों को भी मन मुताबिक तैयार करने में सफलता

• पेड़ों में फाइबर बढ़ाना सफल हुआ है

• इससे पर्यावरण संतुलन भी बेहतर होगा

• कंप्यूटर मॉडल तैयार कर इसे अंजाम दिया

राष्ट्रीय खबर

रांचीः पेड़ प्रकृति की देन है। हाल के दिनों में पेड़ों के अस्तित्व और भविष्य पर उठ रहे प्रश्नों के बीच ही जेनेटिक वैज्ञानिकों ने नये किस्म का कमाल कर दिखाया है। नॉर्थ कैरोलिना स्टेट यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने चिनार के पेड़ों को लिग्निन के कम स्तर के साथ वंश वृद्धि करने के लिए सीआरआईएसपीआर जीन-संपादन प्रणाली का उपयोग किया, जो लकड़ी के फाइबर के टिकाऊ उत्पादन में प्रमुख बाधा है, जबकि उनकी लकड़ी के गुणों में सुधार हुआ है। जर्नल साइंस में प्रकाशित निष्कर्ष – कागज से लेकर डायपर तक हर चीज के लिए फाइबर उत्पादन को हरित, सस्ता और अधिक कुशल बनाने का वादा करते हैं।

एनसी राज्य सीआरआईएसपीआर के अग्रणी रोडोल्फ बैरांगौ और वृक्ष आनुवंशिकीविद् जैक वांग के नेतृत्व में, शोधकर्ताओं की एक टीम ने लिग्निन के स्तर को कम करने, कार्बोहाइड्रेट से लिग्निन (सी/एल) अनुपात को बढ़ाने और दो महत्वपूर्ण लिग्निन निर्माण के अनुपात को बढ़ाने के लक्ष्य निर्धारित करने के लिए पूर्वानुमानित मॉडलिंग का उपयोग किया।

बैरंगौ और वांग का कहना है कि ये संयुक्त रासायनिक विशेषताएं फाइबर उत्पादन के लिए एक अनुकूल स्थान का प्रतिनिधित्व करती हैं। वे कहते हैं कि, हम अधिक टिकाऊ जंगल बनाने के लिए सीआरआईएसपीआर का उपयोग कर रहे हैं। इन प्रणालियाँ केवल एकल जीन या जीन परिवारों से अधिक को संपादित करने की लचीलापन प्रदान करती हैं, जिससे लकड़ी के गुणों में अधिक सुधार की अनुमति मिलती है।

मशीन-लर्निंग मॉडल ने भविष्यवाणी की और फिर लगभग 70,000 विभिन्न जीन-संपादन रणनीतियों के माध्यम से लिग्निन उत्पादन से जुड़े 21 महत्वपूर्ण जीनों को लक्षित किया – जिनमें से कुछ एक समय में कई जीन बदलते हैं – 347 रणनीतियों पर पहुंचने के लिए; उनमें से 99 प्रतिशत से अधिक रणनीतियों ने कम से कम तीन जीनों को लक्षित किया।

वहां से, शोधकर्ताओं ने सात सर्वश्रेष्ठ रणनीतियों का चयन किया, जो मॉडलिंग द्वारा सुझाई गई थीं, जिससे ऐसे पेड़ पैदा होंगे जो रासायनिक मीठा स्थान प्राप्त करेंगे – जंगली, या असंशोधित, पेड़ों की तुलना में 35 प्रतिशत कम लिग्निन; सी/एल अनुपात जो जंगली पेड़ों की तुलना में 200 प्रतिशत अधिक था।

इन सात रणनीतियों से, शोधकर्ताओं ने चिनार के पेड़ों की 174 पंक्तियाँ तैयार करने के लिए सीआरआईएसपीआर जीन संपादन का उपयोग किया। एनसी राज्य ग्रीनहाउस में छह महीने के बाद, उन पेड़ों की जांच में कुछ किस्मों में लिग्निन सामग्री 50 फीसद तक कम हो गई, साथ ही अन्य में सीएल अनुपात में 228 फीसद की वृद्धि हुई।

शोधकर्ताओं का कहना है कि दिलचस्प बात यह है कि चार से छह जीन संपादन वाले पेड़ों में लिग्निन की अधिक महत्वपूर्ण कमी देखी गई, हालांकि तीन जीन संपादन वाले पेड़ों में लिग्निन की कमी 32% तक देखी गई। एकल-जीन संपादन लिग्निन सामग्री को बिल्कुल भी कम करने में विफल रहा, जिससे पता चला कि मल्टीजीन परिवर्तन करने के लिए सीआरआईएसपीआर का उपयोग फाइबर उत्पादन में लाभ प्रदान कर सकता है।

अध्ययन में परिष्कृत लुगदी उत्पादन मिल मॉडल भी शामिल हैं जो सुझाव देते हैं कि पेड़ों में लिग्निन की मात्रा कम होने से लुगदी की पैदावार बढ़ सकती है और लुगदी के प्रमुख उपोत्पाद तथाकथित काली शराब को कम किया जा सकता है, जो मिलों को 40% अधिक टिकाऊ फाइबर का उत्पादन करने में मदद कर सकता है।

अंत में, यदि औद्योगिक पैमाने पर पेड़ों में लिग्निन को कम किया जाता है और सी/एल और एस/जी अनुपात को बढ़ाया जाता है, तो फाइबर उत्पादन में पाई गई दक्षता लुगदी उत्पादन से जुड़ी ग्रीनहाउस गैसों को 20 प्रतिशत तक कम कर सकती है।

वन वृक्ष पृथ्वी पर सबसे बड़े बायोजेनिक कार्बन सिंक का प्रतिनिधित्व करते हैं और जलवायु परिवर्तन को रोकने के प्रयासों में सर्वोपरि हैं। वे हमारे पारिस्थितिकी तंत्र और जैव अर्थव्यवस्था के स्तंभ हैं। उत्तरी कैरोलिना में, वानिकी स्थानीय अर्थव्यवस्था में 35 बिलियन डॉलर से अधिक का योगदान देती है और लगभग 140,000 नौकरियों का समर्थन करती है।

सहायक प्रोफेसर और निदेशक वांग ने कहा, मल्टीप्लेक्स जीनोम संपादन ऐसे समय में वन लचीलापन, उत्पादकता और उपयोग में सुधार करने का एक उल्लेखनीय अवसर प्रदान करता है जब हमारे प्राकृतिक संसाधनों को जलवायु परिवर्तन और कम भूमि का उपयोग करके अधिक टिकाऊ बायोमटेरियल का उत्पादन करने की आवश्यकता बढ़ रही है।

अगले चरणों में यह देखने के लिए निरंतर ग्रीनहाउस परीक्षण शामिल हैं कि जंगली पेड़ों की तुलना में जीन-संपादित पेड़ कैसा प्रदर्शन करते हैं। बाद में, टीम को यह पता लगाने के लिए फ़ील्ड परीक्षणों का उपयोग करने की उम्मीद है कि जीन-संपादित पेड़ नियंत्रित ग्रीनहाउस वातावरण के बाहर, बाहरी जीवन द्वारा प्रदान किए गए तनाव को संभाल सकते हैं या नहीं।

शोधकर्ताओं ने बहु-विषयक सहयोग के महत्व पर जोर दिया, जिसने इस अध्ययन को सक्षम बनाया, जिसमें तीन एनसी राज्य कॉलेज, कई विभाग, एनसी प्लांट साइंसेज इनिशिएटिव, एनसी राज्य के आणविक शिक्षा, प्रौद्योगिकी और अनुसंधान नवाचार केंद्र (एमईटीआरआईसी), और भागीदार विश्वविद्यालय शामिल थे।