एफया पहली बार, शोधकर्ताओं ने इन विट्रो में दो गुणसूत्रों को एक साथ जोड़ा है, जिसके परिणामस्वरूप जीवित चूहों में नए कैरियोटाइप हैं। नई तकनीक, आज (25 अगस्त) में प्रकाशित एक अध्ययन में विस्तृत है विज्ञान, विशेषज्ञों का कहना है कि यह क्रोमोसोमल इवोल्यूशन का अध्ययन करने में मदद कर सकता है और मनुष्यों में क्रोमोसोमल फ्यूजन के हानिकारक स्वास्थ्य प्रभावों पर शोध में भी मदद कर सकता है।

“[The researchers] अब यह सुंदर टूलकिट लें। . . वे वास्तव में बहुत चतुर CRISPR इंजीनियरिंग कर सकते हैं, ” हरमीत मलिकसिएटल में फ्रेड हच रिसर्च इंस्टीट्यूट के एक विकासवादी जीवविज्ञानी, जो अध्ययन में शामिल नहीं थे, बताते हैं वैज्ञानिक “यह एक टूर डी फोर्स है। . . बहुत से ऐसे प्रश्न जो हमने सोचा था कि आनुवंशिक रूप से ट्रैक्टेबल तरीके से संबोधित करना संभव नहीं था, अब पूरी तरह से आनुवंशिक रूप से ट्रैक्टेबल हैं। ”

देखना: “कैसे गुणसूत्रों में अराजकता कैंसर को फैलाने में मदद करती है”

अधिकांश प्रजातियों में गुणसूत्रों की एक निश्चित संख्या होती है, कसकर कुंडलित, धागे जैसी संरचनाएं जो कोशिका विभाजन और विभाजन के दौरान कोशिका के डीएनए को व्यवस्थित और अलग करती हैं। कई जीवों के विकासवादी इतिहास के दौरान, गुणसूत्र विभाजित हो सकते हैं और एक साथ जुड़ सकते हैं, जिससे गहरा शारीरिक और व्यवहारिक परिवर्तन हो सकते हैं। ये परिवर्तन अटकलों का एक महत्वपूर्ण चालक भी हो सकते हैं, लेकिन वैज्ञानिकों के पास इस परिकल्पना के प्रत्यक्ष प्रमाण की कमी है, क्योंकि वे केवल प्रकृति में इस घटना का निरीक्षण करने में सक्षम हैं।

क्रोमोसोमल फ्यूजन कैंसर में भी आम हैं और स्वास्थ्य संबंधी मुद्दों से जुड़े हुए हैं, जिनमें बांझपन, एयूप्लोइडी और बचपन की बीमारियां शामिल हैं। इसलिए, शोधकर्ताओं ने लंबे समय से मॉडल जीवों, विशेष रूप से स्तनधारी जीवों में गुणसूत्रों को ठीक से हेरफेर करने की क्षमता की मांग की है, दोनों चिकित्सा और विकासवादी दृष्टिकोण से फ्यूजन की जांच की उम्मीद में।

देखना: “सुव्यवस्थित कृत्रिम गुणसूत्र निर्माण”“

चूहों में गुणसूत्रों को फ्यूज करने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक तकनीक का इस्तेमाल किया पहला में विकसित यीस्ट: संक्षेप में, उन्होंने CRISPR-Cas9 प्रणाली के साथ संशोधित अगुणित माउस भ्रूणीय स्टेम सेल मित्र (haESCs) को इंजेक्ट किया जो दो विशिष्ट गुणसूत्रों पर टेलोमेरेस और सेंट्रोमियर के उत्पादन के लिए जिम्मेदार जीन को लक्षित और समाप्त करता है। नतीजतन, लक्षित गुणसूत्र खुद को एक साथ जोड़ लेते हैं।

कुल मिलाकर, शोधकर्ताओं ने तीन अलग-अलग फ्यूजन लाइनें बनाईं। उनमें से दो के लिए, शोधकर्ताओं ने दो सबसे लंबे माउस क्रोमोसोम (Chr1 और Chr2) को एक साथ जोड़ा, लेकिन एक फ्यूजन में, दूसरा क्रोमोसोम उल्टा (Chr2 + 1) फ़्लिप किया गया, जैसा कि राइट-साइड अप (Chr1 + 2) के विपरीत था। ) – और किसी कारण से, बाद में, गुणसूत्र 1 का हिस्सा गुणसूत्र 17 में शामिल होने के लिए अलग हो गया, इसलिए जुड़े हुए गुणसूत्र थोड़े छोटे थे। उन्होंने HAESCs का एक अलग बैच बनाने के लिए क्रोमोसोम चार और पांच (Chr4+5) को भी जोड़ा।

ये तीनों एचएईएससी लाइनें विभाजित और विकसित हो सकती हैं, हालांकि शोधकर्ताओं ने Chr2 + 1 कोशिकाओं में अगुणित बनाए रखने के लिए संघर्ष किया। कोशिकाओं में पॉलीपॉइडल बनने की प्रवृत्ति थी, जिसे शोधकर्ताओं ने महसूस किया क्योंकि इनमें से कुछ कोशिकाओं में गुणसूत्र ठीक से विभाजित नहीं हुए थे, इसलिए कुछ माइटोसिस के बाद अतिरिक्त के साथ समाप्त हो जाएंगे। इसने शोधकर्ताओं को संकेत दिया कि सॉर्टिंग त्रुटियां होने से पहले चूहों में कितने बड़े गुणसूत्र हो सकते हैं इसकी एक सीमा हो सकती है।

फिर उन्होंने इन नए अगुणित कैरियोटाइप के साथ चूहों को बनाने का प्रयास किया, जिसमें एक क्रोमोसोम-फ्यूज्ड एचईएससी को एक जंगली-प्रकार के ओओसीट में इंजेक्ट किया गया। लेकिन एक समस्या थी: कोशिकाएं छाप रही थीं, जिसका अर्थ है कि निषेचन के बाद मातृ जीन को एपिजेनेटिक रूप से चुप कराया जा रहा था। छापने से भ्रूण बहुत तेज़ी से विकसित हो सकते हैं और माँ से संसाधनों को छीन सकते हैं, इसलिए शोधकर्ताओं ने एचएईएससी में तीन छाप वाले जीनों को समाप्त कर दिया- और इस मुद्दे को हल किया। मलिक का कहना है कि अब जब शोधकर्ताओं ने छापने की घटना पर काबू पा लिया है, “जहाँ तक जेनेटिक इंजीनियरिंग की बात है तो दुनिया उनकी सीप है।”

ओरेगन विश्वविद्यालय में एक विकासवादी जीवविज्ञानी जॉन पोस्टलेथवेट, जो काम में शामिल नहीं थे, एक ईमेल में लिखते हैं वैज्ञानिक कि यह उस पर प्रहार करता है कि “संस्कृति में स्तनधारी अगुणित कोशिकाओं को विकसित करना संभव है, क्रिस्प्स के साथ उनके जीनोम पर अजीब, और फिर अगुणित कोशिका को एक उर्वरित अंडे में इंजेक्ट करें और एक बच्चे का माउस उठाएं। वह आश्चर्यजनक है।”

जुड़े हुए गुणसूत्रों वाले चूहों ने अपने आनुवंशिक संशोधनों से कुछ हानिकारक परिणाम प्रदर्शित किए। Ch2+1 चूहे बिल्कुल विकसित नहीं हुए, जबकि Chr1+2 चूहे वयस्कता में बढ़े लेकिन बांझ थे। Chr1 + 2 चूहे भी सामान्य चूहों की तुलना में बहुत तेजी से बढ़े, और “चिंता के लिए एक खुले क्षेत्र के परीक्षण में उच्च स्तर की चिंता दिखाई,” अध्ययन के सह-लेखक लिबिन वांग, चीनी विज्ञान अकादमी के सिंथेटिक जीवविज्ञानी, एक ईमेल में लिखते हैं। वैज्ञानिक. टीम इन फेनोटाइपिक प्रभावों को परिवर्तनों के लिए जिम्मेदार ठहराती है Capn11 जीन अभिव्यक्ति, एक जीन जो एक प्रोटीन के लिए कोड करता है जिसे शुक्राणुजनन के लिए महत्वपूर्ण माना जाता है, जो सामान्य चूहों की तुलना में Ch1 + 2 चूहों में कम था। “हालांकि आनुवंशिक जानकारी का परिवर्तन सीमित था, पशु गुणसूत्रों के संलयन का गहरा फेनोटाइपिक प्रभाव हो सकता है,” वांग लिखते हैं।

दूसरी ओर, Chr4+5 चूहे संतान पैदा कर सकते हैं और सामान्य चूहों के साथ संभोग कर सकते हैं। लेकिन जब उन्होंने ऐसा किया, तो उनके कूड़े का आकार छोटा था, यह दर्शाता है कि वे अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान असामान्य गुणसूत्र छँटाई से पीड़ित हो सकते हैं, वांग कहते हैं।

मलिक का कहना है कि उनकी अपनी रुचि अर्धसूत्रीविभाजन में है, विशेष रूप से कैसे कुछ गुणसूत्र संलयन कुछ अंडे की कोशिकाओं को दूसरों पर प्रतिस्पर्धात्मक लाभ देते हैं। उनका कहना है कि अब वह इस घटना का अधिक गहराई से और नियंत्रित तरीके से अध्ययन कर सकते हैं, और यह निर्धारित कर सकते हैं कि अगली पीढ़ी में कौन से संलयन स्थानांतरित होने की अधिक संभावना है। उनका यह भी कहना है कि यह टूलकिट कैंसर शोधकर्ताओं के लिए भी उपयोगी होगा, जो अब “अचानक मॉडल” “काफी नाटकीय पुनर्व्यवस्था” कर सकते हैं[s] जीनोम का” जो कैंसर कोशिकाओं में होता है।

पोस्टलेथवेट लिखते हैं कि अध्ययन “कशेरुकी गुणसूत्रों को फिर से तैयार करने का एक दुस्साहसिक प्रयास है” और यह कि यह विभिन्न सिद्धांतों का परीक्षण करने में भी मदद कर सकता है कि गुणसूत्र कैसे होते हैं विकसित. Postlethwat ने साथ काम किया है अंटार्कटिक मछली, जिसमें कई संभावित रूप से जुड़े हुए गुणसूत्र हैं, इसलिए उनका कहना है कि वह विशेष रूप से मछली में गुणसूत्र संलयन की जांच को देखने के लिए इच्छुक हैं। उनका कहना है कि नया अध्ययन शोधकर्ताओं को “विकासवादी प्रश्नों को समझने” की अनुमति देगा [about] सीमाएँ और चयनात्मक दबाव जो इसका कारण बनते हैं . . . गुणसूत्र संलयन होने वाला है।”

यह लेख पसंद है? आप आनंद ले सकते हैं वैज्ञानिकजेनेटिक्स एंड जीनोमिक्स न्यूजलेटर, जो इस तरह की कहानियों से भरा है। आप इसके लिए साइन अप कर सकते हैं यहां.