चूहों की क्रमिक क्लोनिंग संचित उत्परिवर्तन के साथ 58वीं पीढ़ी में अपनी सीमा तक पहुँच जाती है

यामानाशी विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने मंगलवार को नेचर कम्युनिकेशंस पत्रिका में एक अध्ययन प्रकाशित किया जो स्तनधारियों में क्रमिक क्लोनिंग की सीमाओं को प्रदर्शित करता है। 20 वर्षों तक किए गए प्रयोग में दैहिक कोशिका परमाणु हस्तांतरण के माध्यम से एक एकल महिला दाता से 1,200 से अधिक क्लोन चूहों का उत्पादन किया गया। क्लोनल रेखा 58वीं पीढ़ी तक पहुंच गई, जब जन्म लेने वाले व्यक्तियों की कोई दृश्यमान विसंगति न होने के बावजूद जन्म के कुछ दिनों बाद मृत्यु हो गई।

प्रोफेसर टेरुहिको वाकायामा ने उस शोध का नेतृत्व किया जो 2005 में रिकेन संस्थान में शुरू हुआ और यामानाशी विश्वविद्यालय में जारी रहा। वैज्ञानिकों ने क्लोन की गई मादाओं से क्यूम्यलस कोशिकाएं एकत्र कीं और उनके नाभिक को सम्मिलित दाता अंडों में प्रत्यारोपित किया। सरोगेट माताओं ने भ्रूण को गर्भाधान कराया और यह प्रक्रिया नई पीढ़ियों से प्राप्त कोशिकाओं के साथ हर तीन या चार महीने में दोहराई गई। उत्पन्न सभी व्यक्तियों ने मूल दाता के महिला लिंग और एगौटी रंग को बनाए रखा।

• क्लोनिंग की सफलता दर पहली पीढ़ी में 7.4% से बढ़कर 26वीं पीढ़ी में 15.5% हो गई।
• 27वीं पीढ़ी के बाद से कार्यक्षमता में उत्तरोत्तर गिरावट होने लगी।
• 58वीं पीढ़ी में औसत सफलता दर केवल 0.6% तक पहुंच गई और कोई भी संतान कुछ दिनों से अधिक जीवित नहीं रह पाई।

पीढ़ियों से हानिकारक उत्परिवर्तनों का संचय

पूर्ण जीनोम अनुक्रमण से पता चला कि क्लोनों में प्राकृतिक प्रजनन के माध्यम से पैदा हुए चूहों की तुलना में तीन गुना अधिक दर पर उत्परिवर्तन जमा हुआ। इन परिवर्तनों में हानि-कार्य उत्परिवर्तन और मिसेन्स उत्परिवर्तन शामिल थे जो अर्धसूत्रीविभाजन में मौजूद आनुवंशिक पुनर्संयोजन तंत्र के बिना बाद की पीढ़ियों में पूरी तरह से प्रसारित हो गए थे। शोधकर्ता इस वृद्धि का श्रेय मुख्य रूप से परमाणु स्थानांतरण प्रक्रिया और उसके बाद के भ्रूण विकास को देते हैं।

पहली 25 पीढ़ियों में, क्लोन किए गए जानवरों की सामान्य उपस्थिति और जीवन प्रत्याशा पारंपरिक चूहों के बराबर थी। 27वीं पीढ़ी के बाद से, व्यवहार्य जन्म दर में कमी के रूप में हानिकारक उत्परिवर्तन अधिक स्पष्ट रूप से प्रकट होने लगे। फिर भी, 57वीं पीढ़ी तक जन्मे व्यक्ति अभी भी गंभीर नैदानिक ​​लक्षणों के बिना जीवित रहने में सक्षम थे।

क्लोनिंग और लैंगिक प्रजनन के बीच अंतर

प्राकृतिक प्रजनन में, युग्मकों का निर्माण आनुवंशिक पुनर्संयोजन की अनुमति देता है जो हानिकारक उत्परिवर्तन को खत्म करने या पतला करने में मदद करता है। क्लोनिंग में, दैहिक केंद्रक में सभी मौजूदा उत्परिवर्तन होते हैं और प्रक्रिया के दौरान या भ्रूण के विकास के दौरान नए परिवर्तन उत्पन्न होते हैं। पुनर्संयोजन की यह कमी जापानी अध्ययन में देखे गए प्रगतिशील संचय की व्याख्या करती है।

प्रयोग में विशेष रूप से मादा चूहों को शामिल किया गया और 58 पीढ़ियों से अधिक के कुल 1,206 व्यक्ति शामिल थे। शोधकर्ता इस बात पर प्रकाश डालते हैं कि सफलता दर में प्रारंभिक वृद्धि ट्राइकोस्टैटिन ए एसिड जैसे अभिकर्मकों के उपयोग से प्रभावित हो सकती है, लेकिन तकनीकी अनुकूलन के साथ भी आनुवंशिक सीमा लगाई गई थी।

क्लोनिंग प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोगों के लिए निहितार्थ

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दैहिक कोशिका परमाणु स्थानांतरण द्वारा क्लोनिंग से उच्च आनुवंशिक मूल्य वाले जानवरों के बड़े पैमाने पर उत्पादन और खतरे में पड़ी प्रजातियों के संरक्षण की संभावना है। हालाँकि, अध्ययन से संकेत मिलता है कि आनुवंशिक क्षति के अपरिहार्य संचय के कारण स्तनधारियों में प्रक्रिया की अनिश्चित पुनरावृत्ति व्यवहार्य नहीं है। प्रक्रिया के दौरान नए उत्परिवर्तन की शुरूआत को कम करने के लिए तकनीकी सुधार की अभी भी आवश्यकता है।

1996 में डॉली भेड़ के जन्म के बाद से, स्तनपायी क्लोनिंग तकनीकी रूप से विकसित हुई है, लेकिन आनुवंशिक मुद्दे जैसे कि अब दस्तावेजीकरण केंद्रीय बने हुए हैं। यामानाशी विश्वविद्यालय का काम तकनीक की जैविक सीमाओं पर ऐसे पैमाने पर ठोस डेटा प्रदान करता है जिसका पहले कभी परीक्षण नहीं किया गया था।

दीर्घकालिक प्रयोग विवरण

वैज्ञानिकों ने दो दशकों में वाकायामा और सहयोगियों की निरंतर भागीदारी के साथ लगातार प्रयोगात्मक स्थितियों को बनाए रखा। प्रत्येक चक्र में, वयस्क क्लोन मादाओं से नई क्यूम्यलस कोशिकाएं निकाली गईं और अगली पीढ़ी उत्पन्न करने के लिए उपयोग की गईं। इस प्रक्रिया ने वास्तविक समय में उत्परिवर्तन के संचयी प्रभाव की निगरानी करना संभव बना दिया।

58वीं पीढ़ी में, पिल्ले बिना किसी स्पष्ट विकृति के पैदा हुए, लेकिन कुछ ही दिनों में मर गए। अध्ययन के लेखक इस बात की अत्यधिक संभावना मानते हैं कि घातक उत्परिवर्तन ने नवजात अवधि के दौरान आवश्यक कार्यों से समझौता किया। जीनोमिक विश्लेषणों ने प्रारंभिक दाता से सभी जानवरों की क्लोनल उत्पत्ति की पुष्टि की।

पारंपरिक प्रजनन तकनीकों से तुलना

इन विट्रो निषेचन और प्राकृतिक संभोग मरम्मत और पुनर्संयोजन तंत्र को बनाए रखते हैं जो हानिकारक उत्परिवर्तन के व्यवस्थित संचय को रोकते हैं। सीरियल क्लोनिंग के मामले में, यह प्राकृतिक फ़िल्टर अनुपस्थित है, जो प्रयोग के बीच से देखे गए विचलन की व्याख्या करता है। शोधकर्ता इस बात पर जोर देते हैं कि स्तनपायी आबादी की आनुवंशिक स्थिरता के लिए यौन प्रजनन आवश्यक है।

इस मंगलवार को प्रकाशित अध्ययन स्तनधारियों में क्रमिक क्लोनिंग पर किए गए अब तक के सबसे लंबे अनुवर्ती का प्रतिनिधित्व करता है। यह प्रत्यक्ष प्रमाण प्रदान करता है कि गंभीर आनुवंशिक परिणामों के बिना प्रक्रिया को अनिश्चित काल तक नहीं बढ़ाया जा सकता है।