మనం కొత్తగా ఇల్లు కట్టుకుంటున్నట్లయితే ఇంటి బయట వేసే రంగుల దగ్గరి నుండి ఇంటిలోపలి ఇంటీరియర్‍ డిజైన్‍ వరకూ, అంతా మనం అనుకున్నవిధంగా, మనకు నచ్చినట్టుగా ఎంపిక చేసుకుంటాం. ఒకవేళ ఏదైనా నచ్చకపోతే వెంటనే దానిని తొలగించి, మనకు నచ్చిన వాటితో సరిచేసుకుంటాం. మన దేహం కూడా ఇల్లు లాంటిదే. ఇంట్లో వివిధ భాగాలు ఉన్నట్లుగా మన శరీరంలో కూడా అనేక భాగాలుంటాయి. ఇవన్నీ కూడా ‘‘జన్యువులు’’ అనబడే సూక్ష్మమైన అంశాలతో నిర్మితమై ఉంటాయి. ఈ జన్యువులన్నీ ఒక క్రమపద్ధతిలో మన శరీరంలో అమర్చబడి ఉంటాయి. దీనినే జన్యుపటం (జీనోమ్‍) అంటారు.
జన్యువులలో డీఎన్‍ఏ అనబడే నిర్మాణాలు ఉంటాయి. ఈ డీఎన్‍ఏల సూచనల మేరకే మన శరీరం ఎదుగుదల, పురోగతి ఆధారపడి ఉంటుంది. వీటిలో ఏ మాత్రం తప్పు లేదా పొరపాటు జరిగినా మన శరీరం తీవ్రమైన వ్యాధుల బారిన పడుతుంది. కొన్ని రకాల క్యాన్సర్‍లు పుట్టుకతోనే వచ్చే హృద్రోగాలు, సికిల్‍ సెల్‍ అనీమియా, తలసేమియా వంటి వ్యాధులు ఈ కోవకే చెందుతాయి. జన్యువు (డీఎన్‍ఏ)లలో తప్పులు దొర్లడం కొన్నిసార్లు పుట్టకతోనే జరిగితే ఒక్కోసారి ఆ తరువాత కూడా జరుగుతుంది. పరిణామక్రమంలో ప్రకృతి సిద్ధంగా ఆ తప్పులు సరిచేయబడడం లేదా వదిలేయడం జరుగుతుంది. ఇలా తప్పులు దొర్లడం, వాటిని సరిచేయడాన్ని మ్యుటేషన్‍(ఉత్పరివర్తనాలు) అంటారు. మనిషి పుట్టిన తరువాత దాదాపు లక్ష సం।।రాల దాకా ఈ పనిని ప్రకృతి మాత్రమే చేస్తూ వచ్చింది. కానీ గత 35 ఏళ్ళ నుండి మనిషి అందులో జోక్యం చేసుకోవడానికి ప్రయత్నాలు మొదలు పెట్టాడు. జన్యువు (డీఎన్‍ఏ)లలోని తప్పుల్ని సరిదిద్దడానికి శ్రీకారం చుట్టాడు. దాన్నే ‘‘జీన్‍ ఎడిటింగ్‍’’ అని పిలుస్తారు. దీనికోసం జింక్‍ ఫింగర్‍ న్యూక్లియస్‍, టాలన్స్ లాంటి ఎడిటింగ్‍ పక్రియల్ని కనిపెట్టాడు. క్రిస్పర్‍ క్యాస్‍ 9 టెక్నాలజీ కూడా ఒక ఎడిటింగ్‍ పక్రియ అనే చెప్పవచ్చు. అయితే మిగిలిన పక్రియలన్నీ తప్పుల్ని కనిపెట్టి సవరించే క్రమంలో, ఒక్కోసారి ఇవి పక్కనున్న అర్థవంతమైన జన్యువులకి నష్టం కలుగజేయడాన్ని శాస్త్రవేత్తలు గుర్తించారు. అలాకాకుండా అనుకున్న జన్యువులలోని లక్ష్యాన్ని (తప్పుల్ని) మాత్రమే గుర్తించి సరిచేయడం క్రిస్పర్‍ క్యాస్‍ 9 టెక్నాలజీ ప్రత్యేకతగా చెప్పవచ్చు.
క్రిస్పర్‍ క్యాస్‍ 9 అంటే :
ఇది వరకే చర్చించుకున్నట్టుగా క్రిస్పర్‍ క్యాస్‍ 9 అనేది జన్యువులను కత్తిరించే ఉపకరణం (Gene Editing Tool) గా చెప్పవచ్చు. ఇందులో క్రిస్పర్‍ (CRISPR) అనగా క్లస్టర్డ్ రెగ్యులర్లీ ఇంటర్‍స్పేస్డ్ షార్ట్ పాలిండ్రోమిక్‍ రిపీట్స్. ఈ క్రిస్పర్‍లోని కృత్రిమ ఆర్‍ఎన్‍ఏ ఏదైనా జీవి శరీరంలోని తప్పులున్న డీఎన్‍ఏని గుర్తిస్తుంది. ఇది ఆర్కయా (ARCHAEA) అనే బ్యాక్టీరియాలో ఉంటుంది. క్యాస్‍ 9 అనేది ఒక ప్రొటీన్‍, ఇది కట్‍ చేస్తుంది.
2012వ సం।।లో ఫ్రాన్స్కు చెందిన ఎమ్మాన్యుయెల్లె చార్పెంటియర్‍, అమెరికాకు చెందిన జెన్నిఫర్‍ డౌడ్నా దీనిని ఆవిష్కరించారు. క్రిస్పర్‍ క్యాస్‍ 9 టెక్నాలజీని ఆవిష్కరించినందుకు గానూ వీరిరువురికి సంయుక్తంగా ఈ ఏడాది నోబెల్‍ పురస్కారం లభించడం గమనార్హం.
పనిచేయు విధానం :
క్రిస్పర్‍ క్యాస్‍ 9 టెక్నాలజీ పనితీరును తెలుసుకునే ముందు మన శరీరంలో డీఎన్‍ఏ నిర్మాణం, శరీర పనితీరులో దాని పాత్రను పరిశీలించాల్సిన అవసరం ఉంది. డీఎన్‍ఏ అనగా డీ ఆక్సిరైబో న్యూక్లిక్‍ ఆసిడ్‍, ఇది ద్వికుండలి ఆకారంలో ఉంటుంది. ఇందులో రెండు గొలుసులాంటి నిర్మాణాలకు నాలుగు తంతువులు అమరి ఉంటాయి. ఈ నాలుగు తంతువులు వరుసగా అడినైన్‍ (A), థైమీన్‍ (T) గ్వానిన్‍ (G) మరియు సైటోసిన్‍ (C)లు ఉంటాయి. వీటినే సంక్షిప్తంగా ATGC గా పేర్కొంటారు.
మనశరీరానికి సంబంధించిన మొత్తం సమాచారమంతా పైన పేర్కొన్న నాలుగు క్షార తంతువులలో ఒక కోడ్‍ రూపంలో నిల్వ ఉంటుంది. ఈ నాలుగు క్షారతంతువులు ఒకదానితో మరొకటి జతచేయబడతాయి. అడినైన్‍ (A), థైమీన్‍ (T)తోనూ, సైటోసిన్‍ (C), గ్వానిన్‍(G)తోనూ జత అవుతాయి. వీటినే మూల జతలు (Base Pairs) అంటారు. ప్రతి మూలజత కూడా ఒక చెక్కర మరియు ఒక ఫాస్ఫేట్‍ అణువులతో కలుపబడి ఉంటుంది. ఈ విధంగా ఫాస్ఫేట్‍, చెక్కెర అణువులతో కలుపబడిన మూలజతని ‘న్యూక్లియోటైడ్‍’ అంటారు. ఈ డీఎన్‍ఏలో ఈ న్యూక్లియోటైడ్‍లు రెండు పొడవైన తంతువుల రూపంలో ద్వికుండలి నిర్మాణాన్ని సంతరించుకుంటాయి.
ఇక క్రిస్పర్‍ గురించి తెలుసుకున్నట్లయితే క్రిస్పర్‍ అనేది ఆర్‍ఎన్‍ఏ మాధ్యమంగా పనిచేసే ఒక న్యూక్లియేజ్‍ (RNA Mediated Nuclease))గా చెప్పవచ్చు. క్రిస్పర్‍ క్యాస్‍ 9 అనేది ఆర్కయా అనే బ్యాక్టీరియాలో ఉండే ఒక బ్యాక్టీరియోఫాజ్‍గా వర్ణించవచ్చు. వైరస్‍ దాడులను బ్యాక్టీరియో ఫాజ్‍లు సమర్థవంతంగా ఎదుర్కొంటాయి. క్రిస్పర్‍లో 20 న్యూక్లియోటైడ్‍ పొడవు కలిగిన పొట్టి (Short RNA) ఆర్‍ఎన్‍ఏ ఉంటుంది. దీన్ని గైడ్‍ ఆర్‍ఎన్‍ఏ (G-RNA) గా వ్యవహరిస్తారు. ఎందుకంటే ఇది దీనికి అనుబంధంగా ఉన్న క్యాస్‍9 అనే న్యూక్లియేజ్‍ ప్రొటీన్‍కు గైడ్‍గా వ్యవహరిస్తుంది.
ఏదైనా కణంలోని డీఎన్‍ఏకు వైరస్‍ సోకినట్లయితే ఆ డీఎన్‍ఏపై Proto spacer adjacent motif sequences – PAM Sequences వుంటాయి. తద్వారా ఏదైనా కణంలో వైరస్‍ సోకిన డీఎన్‍ఏను దానిపై ఉన్న PAM Sequences ఆధారంగా క్రిస్పర్‍లోని ఆర్‍ఎన్‍ఏ గుర్తించి ఆ డీఎన్‍ఏతో G-RNA అతుక్కుంటుంది. ఫలితంగా డీఎన్‍ఏ హైబ్రిడ్‍ తంతువులు ఏర్పడుతాయి. ఈ హైబ్రిడ్‍ తంతువులను చుట్టి క్యాస్‍ 9 ప్రొటీన్‍ ఉంటుంది. దీనినే ‘‘జన్యుకత్తెర’’ (Genetic Scissions) అనిపిలుస్తారు. ఇది తన గైడ్‍ ఆర్‍ఎన్‍ఏ సూచించిన మేరకు కణంలో వైరస్‍ సోకిన డీఎన్‍ఏ భాగాన్ని మాత్రమే గుర్తించి, దానిని కత్తిరిస్తుంది. మిగిలిన డీఎన్‍ఏ భాగానికి ఎలాంటి నష్టం వాటిల్లదు. ఇలాంటి విశిష్ట లక్షణాలు కల్గి ఉన్నందువల్ల క్రిస్పర్‍ క్యాస్‍ 9 టెక్నాలజీ జీవ సాంకేతిక రంగంలో విప్లవాత్మక మార్పులకు శ్రీకారం చుట్టే అవకాశం ఉందని శాస్త్రజ్ఞులు అభిప్రాయపడుతున్నారు.
ప్రయోజనాలు : క్రిస్పర్‍ క్యాస్‍9 టెక్నాలజీ వల్ల విస్తృతమైన ప్రయోజనాలున్నాయి.
1. వైద్యరంగం :
మానవులలో హెచ్‍ఐవి వైరస్‍ సంక్రమించిన కణాలలోని జన్యువుల నుండి హెచ్‍ఐవి వైరస్‍ సోకిన జన్యువులను క్రిస్పర్‍ క్యాస్‍ 9 టెక్నాలజీ ద్వారా విజయవంతంగా చైనా శాస్త్రజ్ఞులు వేరు చేశారు. ఇది ఎయిడ్స్ చికిత్సలో ఒక గొప్ప మేలి మలుపుగా అభివర్ణించవచ్చు. అదే విధంగా క్యాన్సర్‍ వ్యాధిగ్రస్తులలో క్యాన్సర్‍ కణితిలను ప్రాథమిక దశలోనే గుర్తించి, వాటిని తొలగించడం ద్వారా సరైన చికిత్సను అందించవచ్చు. పిండ దశలోనే మూలకణాలలో మార్పులు చేయడం ద్వారా (రంగు, రూపలావణ్యం, తెలివితేటలు వంటి లక్షణాలను మనం కోరుకొన్న విధంగా డిజైనర్‍ బేబీలను తయారు చేయవచ్చు. అయితే సామాజికంగా, నైతికంగా దీనికి కొన్ని పరిమితులున్నాయి. దోమలలో మలేరియా వ్యాధికి కారణమవుతున్న జన్యువులను తొలగించడం ద్వారా ప్రపంచ వ్యాప్తంగా మలేరియా వ్యాధిని పూర్తిగా నిర్మూలించవచ్చు. ఈ దిశగా పరిశోధనలు చురుకుగా కొనసాగుతున్నాయి.
2. వ్యవసాయరంగం :
ఆహార పదార్థాల వల్ల ఎలాంటి ఆరోగ్య సమస్యలు (అలర్జీ) తలెత్తకుండా క్రిస్పర్‍ టెక్నాలజీ ద్వారా నాణ్యమైన ఆహార ఉత్పత్తులు పండించవచ్చు. క్రిస్పర్‍ టెక్నాలజీ ద్వారా జపాన్‍కు చెందిన తొకుషిమా విశ్వవిద్యాలయ శాస్త్రవేత్తలు విత్తనాలు లేని టమాటాలను రూపొందించారు. తెగుళ్ళు మరియు కలుపు మొక్కలను తట్టుకొనే విధంగా ఆహార, వాణిజ్య పంటల యొక్క జన్యుపటంలో క్రిస్పర్‍ టెక్నాలజీతో మార్పులు చేయడం ద్వారా ఆహారోత్పత్తిని గణనీయంగా పెంచవచ్చు. అమెరికాకు చెందిన మోన్‍శాంటో సంస్థ ఈ దిశగా ప్రయత్నాలు ప్రారంభించింది.
3. ఇంధనరంగం :
క్రిస్పర్‍ టెక్నాలజీని వినియోగించి ఆల్గే ద్వారా జీవ ఇంధనాన్ని (Biofuel) తయారు చేసే పక్రియను మెరుగు పరిచే విధంగా పరిశోధనలు కొనసాగుతున్నాయి. సింథటిక్‍ జీనోమిక్స్ అనే కంపెనీ ఈ దిశగా ముందడుగువేసింది.
4. పర్యావరణం :
సముద్రంపై తేలియాడే నూనె తెట్టులను తినే బ్యాక్టీరియాలను క్రిస్పర్‍ టెక్నాలజీ ద్వారా రూపొందించవచ్చు.
5. కరోనా చికిత్సలోనూ :
ఈ సం।।రం ఢిల్లీలోని సీయస్‍ఐఆర్‍కు చెందిన ఇన్సిస్టిట్యూట్‍ ఆఫ్‍ జీనోమిక్స్ అండ్‍ ఇంటిగ్రేటివ్‍ బయాలజీ (CSIR – IGIB) క్రిస్పర్‍ టెక్నాలజీ ద్వారా కోవిడ్‍-19 టెస్టింగ్‍ కిట్‍ను ఫెలూడా (FELUDA – FNCa9 Editor Limited Uniform detection assay)) అనే పేరుతో తయారు చేయడం జరిగింది. ఇది ఇప్పటి వరకు ఉపయోగిస్తున్న ఆర్టీపీసీఆర్‍ (RTPCR) పరీక్ష కన్నా మరింత ఖచ్చితత్వంతో, వేగంగా పనిచేస్తుందని ప్రజలకు సరసమైన ధరకు లభిస్తుందని శాస్త్రజ్ఞులు చెబుతున్నారు.
ప్రతికూలతలు :
- 2018లో చైనాకు చెందిన హి జియాన్‍క్వి అనే శాస్త్రవేత్త క్రిస్పర్‍ క్యాస్‍ 9 టెక్నాలజీని వినియోగించి ఇన్‍విట్రో ఫెర్టిలైజేషన్‍ (IVF)అనే పక్రియద్వారా లులా, నాన (ఆడ శిశువులు) అనే ఇరువురు జన్యుమార్పిడి కవల పిల్లల్ని రూపొందించారు.
- ఇందులో భాగంగా ఆయన పిల్లలు పిండదశలో ఉన్నపుడు క్రిస్పర్‍ టెక్నాలజీని వినియోగించి సీసీఆర్‍5 అనే జన్యువును తొలగించడం ద్వారా వారిరువురికి హెచ్‍ఐవీ వైరస్‍ నుండి పూర్తిస్థాయి రక్షణ కల్పించాడు.
- సీసీఆర్‍5 అనే జన్యువు హెచ్‍ఐవీ శరీరంలోపలికి ప్రవేశించేందుకు అనుమతిస్తుంది. ఇది ఒక ప్రతికూలాంశం అయితే సీసీఆర్‍5 జన్యువు మానవ శరీరాన్ని ఎన్నో రకాల ‘‘ప్లూ’’ జ్వరాల బారి నుండి రక్షిస్తుంది.
- కానీ హి జియాన్‍క్వి సీసీఆర్‍5 జన్యువును పూర్తిగా తొలగించడం వల్ల ఆ పిల్లల్లో ఊహించని జన్యు ఉత్పరివర్తనాలు సంభవించే అవకాశం ఉందన్నది అంచనా వేయలేకపోయారు.
- మానవ పిండదశలో జన్యు మార్పిడిపై ప్రపంచవ్యాప్తంగా చాలా దేశాలు (చైనాతో సహా) నిషేధం విధించాయి.
- మానవ పిండాలపై జన్యుమార్పిడి చేయడం ద్వారా వైద్యపరమైన నియమనిబంధనల్ని ఉల్లంఘించినందుకు గానూ చైనా ప్రభుత్వం ఆయనకు మూడేళ్ళు జైలుశిక్ష, సుమారు 3 కోట్ల రూ।।ల జరిమానా విధించింది.
- జన్యుమార్పిడి పంటలు వల్ల లాభాల గురించి ప్రక్కన పెడితే వాటి గురించి వచ్చే నష్టాలపైనా విస్తృతంగా చర్చ జరుగుతోంది. కొన్ని కార్పొరేట్‍ కంపెనీలు సరైన నియంత్రణ, క్రమబద్దీకరణ చర్యలు చేపట్టకుండా తమ లాభాల కోసం జన్యుమార్పిడి పంటల్ని ప్రోత్సహిస్తూ ప్రజల ఆరోగ్యంతో చెలగాట మాడుతున్నాయన్న విమర్శ ఉంది.
- మానవ పిండాలపై జన్యుమార్పిడి పరిశోధనలకి అవకాశం ఇస్తే తమకు కావలసిన రీతిలో మంచి రంగు, శరీర సౌష్ఠవం, తెలివితేటలు కలిగిన పిల్లల్ని ధనవంతులు జన్యుమార్పిడి పద్ధతి ద్వారా పొందితే, పేదవారికి పుట్టే పిల్లలు సరైన రంగు, తెలివితేటలు లేకుండా, అంధవికారం ఉండడం వల్ల జాతి వివక్ష ప్రబలి సమాజం నైతికంగా పతనమవుతుందన్న అభిప్రాయాలు వినిపిస్తున్నాయి.
- సమాజానికంతటికీ వినియోగించాల్సిన సాంకేతిక పరిజ్ఞానాన్ని తమ స్వార్థ మరియు వాణిజ్య ప్రయోజనాలకు వాడుకొని దుర్వినియోగపరిచే అవకాశం ఉంది.
పరిమితులు :
క్రిస్పర్‍ క్యాస్‍ 9 ద్వారా జన్యుమార్పిడి చేయడం వల్ల వచ్చే మార్పులు సొమాటిక్‍ కణాలకు మాత్రమే పరిమితమైతే ఆ మార్పులు భవిష్యత్‍ తరాలకు కొనసాగక పోవచ్చు. ఆ మార్పు సొమాటిక్‍ కణాలలోని కణజాలాలకు మాత్రమే పరిమితమౌతుంది. అలాకాకుండా అండం, శుక్రకణాలు లేదా పిండంలోని జన్యువులలో మార్పులు చేసినట్లయితే ఆ మార్పులుగా శాశ్వత మాములుగా నిలిచి ఫలితాలు భవిష్యత్‍ తరాలకు పంపిణీ చేయబడతాయని శాస్త్రవేత్తలు అభిప్రాయపడతున్నారు.
చివరిగా :
క్రిస్పర్‍ క్యాస్‍9 టెక్నాలజీ, బయోటెక్నాలజీ, ఇన్ఫర్మేషన్‍ టెక్నాలజీ ఇలా ఏ సాంకేతిక పరిజ్ఞానమైనా రెండువైపులా పదునున్న కత్తిలాంటిదని చెప్పవచ్చు. రాబోయే నాల్గవ పారిశ్రామిక విప్లవానికి బయోటెక్నాలజీ రంగం (క్రిస్పర్‍ క్యాస్‍9 టెక్నాలజీ కూడా బయో టెక్నాలజీలో ఒక భాగం) చోదక శక్తిగా నిలవనున్నదన్న విశ్లేషణలు వినిపివిస్తున్న నేపథ్యంలో ఇలాంటి సాంకేతిక పరిజ్ఞానం దుర్విని యోగం కాకుండా కఠిన చట్టాలు రూపొందించి, వాటిని కట్టుదిట్టంగా అమలు చేయాల్సిన వసరం ఉంది. అప్పుడే ఎలాంటి సాంకేతిక పరిజ్ఞానమైన సమాజ వికాసానికి దారితీస్తుంది.