ಫರ್ನ್ ಜಿನೋಮ್ ಡಿಕೋಡೆಡ್: ಪರಿಸರ ಸುಸ್ಥಿರತೆಯ ಭರವಸೆ

ಜರೀಗಿಡದ ಆನುವಂಶಿಕ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಅನ್ಲಾಕ್ ಮಾಡುವುದರಿಂದ ನಾವು ಎದುರಿಸುತ್ತಿರುವ ಅನೇಕ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿಗೆ ಸಂಭಾವ್ಯ ಪರಿಹಾರಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸಬಹುದು ಗ್ರಹದ ಇಂದು.

In ಜೀನೋಮ್ ಅನುಕ್ರಮ, ಡಿಎನ್ಎ ಪ್ರತಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ DNA ಅಣುವಿನಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಟೈಡ್‌ಗಳ ಕ್ರಮವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಅನುಕ್ರಮವನ್ನು ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ನಿಖರವಾದ ಕ್ರಮವು ಡಿಎನ್‌ಎಯಲ್ಲಿ ಸಾಗಿಸುವ ಆನುವಂಶಿಕ ಮಾಹಿತಿಯ ಪ್ರಕಾರವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಮೌಲ್ಯಯುತವಾಗಿದೆ. ಜೀನ್‌ಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ದೇಹದ ಕಾರ್ಯಗಳಿಗೆ ಜವಾಬ್ದಾರರಾಗಿರುವ ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಾಗಿ ಎನ್‌ಕೋಡ್ ಮಾಡುವುದರಿಂದ, ಈ ಮಾಹಿತಿಯು ದೇಹದಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ಕ್ರಿಯೆಯ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಅನುಕ್ರಮವು ಪೂರ್ಣಗೊಂಡಿದೆ ಜೀನೋಮ್ ಒಂದು ಜೀವಿಯ ಅಂದರೆ ಅದರ ಎಲ್ಲಾ ಡಿಎನ್‌ಎ ಒಂದು ಸಂಕೀರ್ಣ ಮತ್ತು ಸವಾಲಿನ ಕೆಲಸವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಡಿಎನ್‌ಎಯನ್ನು ಸಣ್ಣ ತುಂಡುಗಳಾಗಿ ಒಡೆದು, ಅವುಗಳನ್ನು ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ ಮತ್ತು ನಂತರ ಎಲ್ಲವನ್ನೂ ಒಟ್ಟಿಗೆ ಸೇರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸ್ವಲ್ಪಮಟ್ಟಿಗೆ ಮಾಡಬೇಕಾಗಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಸಂಪೂರ್ಣ ಮಾನವ ಜೀನೋಮ್ 2003 ರಲ್ಲಿ ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ 13 ವರ್ಷಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಂಡಿತು ಮತ್ತು ಒಟ್ಟು USD 3 ಬಿಲಿಯನ್ ವೆಚ್ಚವಾಯಿತು. ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಪ್ರಗತಿಯೊಂದಿಗೆ ಜೀನೋಮ್ಗಳು ಸಾಂಗರ್ ಸೀಕ್ವೆನ್ಸಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಮುಂದಿನ-ಪೀಳಿಗೆಯ ಅನುಕ್ರಮದಂತಹ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ವೇಗವಾಗಿ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚದಲ್ಲಿ ಅನುಕ್ರಮಗೊಳಿಸಬಹುದು. ಒಮ್ಮೆ ಜೀನೋಮ್ ಅನ್ನು ಅನುಕ್ರಮಗೊಳಿಸಿ ಡಿಕೋಡ್ ಮಾಡಿದರೆ, ಜೈವಿಕ ಸಂಶೋಧನೆಯ ಸಂಭಾವ್ಯ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಲು ಮತ್ತು ಉದ್ದೇಶಿತ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯತ್ತ ಪ್ರಗತಿ ಸಾಧಿಸಲು ಅನಿಯಮಿತ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳು ತೆರೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ.

ಕಾರ್ನೆಲ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯ ಮತ್ತು ಪ್ರಪಂಚದಾದ್ಯಂತದ 40 ಸಂಶೋಧಕರ ತಂಡವು ಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿದೆ ಜೀನೋಮ್ ಒಂದು ನೀರಿನ ಜರೀಗಿಡ ಅಜೋಲಾ ಫಿಲಿಕ್ಯುಲಾಯ್ಡ್ಸ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ^1,2. ಈ ಜರೀಗಿಡವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬೆಚ್ಚಗಿನ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಪ್ರಪಂಚದ ಉಷ್ಣವಲಯದ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಬೆಳೆಯುತ್ತಿರುವುದನ್ನು ಕಾಣಬಹುದು. ಜರೀಗಿಡದ ಜೀನೋಮಿಕ್ ರಹಸ್ಯಗಳನ್ನು ಬಿಚ್ಚಿಡುವ ಯೋಜನೆಯು ಸ್ವಲ್ಪ ಸಮಯದವರೆಗೆ ಪೈಪ್‌ಲೈನ್‌ನಲ್ಲಿದೆ ಮತ್ತು Experiment.com ಎಂಬ ಕ್ರೌಡ್‌ಫಂಡಿಂಗ್ ಸೈಟ್ ಮೂಲಕ 22,160 ಬೆಂಬಲಿಗರಿಂದ USD 123 ನಿಧಿಯಿಂದ ಬೆಂಬಲಿತವಾಗಿದೆ. ಉಟ್ರೆಕ್ಟ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಸಹಯೋಗದೊಂದಿಗೆ ಬೀಜಿಂಗ್ ಜೀನೋಮಿಕ್ಸ್ ಇನ್‌ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್‌ನಿಂದ ಅನುಕ್ರಮವನ್ನು ಕೈಗೊಳ್ಳಲು ಸಂಶೋಧಕರು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಹಣವನ್ನು ಪಡೆದರು. ಬೆರಳಿನ ಉಗುರಿನ ಮೇಲೆ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ಈ ಚಿಕ್ಕ ತೇಲುವ ಜರೀಗಿಡ ಜಾತಿಯು .75 ಗಿಗಾಬೇಸ್‌ಗಳ (ಅಥವಾ ಬಿಲಿಯನ್ ಬೇಸ್ ಜೋಡಿಗಳು) ಜೀನೋಮ್ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಜರೀಗಿಡಗಳು ದೊಡ್ಡದಾಗಿವೆ ಎಂದು ತಿಳಿದುಬಂದಿದೆ ಜೀನೋಮ್ಗಳು, ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿ ಸರಾಸರಿ 12 ಗಿಗಾಬೇಸ್‌ಗಳು, ಆದರೆ ಯಾವುದೇ ದೊಡ್ಡ ಜರೀಗಿಡ ಜೀನೋಮ್‌ಗಳನ್ನು ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ ಡಿಕೋಡ್ ಮಾಡಲಾಗಿಲ್ಲ. ಅಂತಹ ಒಂದು ವಿಸ್ತಾರವಾದ ಯೋಜನೆಯು ಈ ಜರೀಗಿಡದ ಸಂಭಾವ್ಯತೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಸುಳಿವುಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುವ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.

ಜರೀಗಿಡ ಅಜೋಲಾದ ಹಲವು ಕುತೂಹಲಕಾರಿ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಇದರ ಮೇಲೆ ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ ಜೀನೋಮ್ ಅನುಕ್ರಮ ಅಧ್ಯಯನವನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಲಾಗಿದೆ ನೇಚರ್ ಪ್ಲಾಂಟ್ಸ್ ಮತ್ತು ಈ ಜರೀಗಿಡವು ಪ್ರಯೋಜನಕಾರಿಯಾಗಬಹುದಾದ ಸಂಭಾವ್ಯ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳ ಕುರಿತು ಭವಿಷ್ಯದ ಸಂಶೋಧನೆಗೆ ನಿರ್ದೇಶನವನ್ನು ಒದಗಿಸಿದೆ. ಜರೀಗಿಡ ಅಜೋಲಾ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಹರಡಿತ್ತು ಮತ್ತು ಸುಮಾರು 50 ಮಿಲಿಯನ್ ವರ್ಷಗಳ ಹಿಂದೆ ಇದರ ಮೇಲೆ ಬೆಳೆಯಿತು ಗ್ರಹದ ಆರ್ಕ್ಟಿಕ್ ಮಹಾಸಾಗರದ ಸುತ್ತಲೂ. ಆ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಭೂಮಿಯು ಪ್ರಸ್ತುತ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಬೆಚ್ಚಗಿತ್ತು ಮತ್ತು ಈ ಜರೀಗಿಡವು ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸಲಾಗಿದೆ. ಗ್ರಹದ 10 ಮಿಲಿಯನ್ ವರ್ಷಗಳ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ ವಾತಾವರಣದಿಂದ ಸುಮಾರು 1 ಟ್ರಿಲಿಯನ್ ಟನ್ ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿಯುವ ಮೂಲಕ ತಂಪಾಗುತ್ತದೆ. ನಮ್ಮ ವಿರುದ್ಧ ಹೋರಾಡಲು ಮತ್ತು ರಕ್ಷಿಸುವಲ್ಲಿ ಈ ಜರೀಗಿಡದ ಸಂಭಾವ್ಯ ಪಾತ್ರವನ್ನು ನಾವು ಇಲ್ಲಿ ನೋಡುತ್ತೇವೆ ಗ್ರಹದ ಹವಾಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಯ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಜಾಗತಿಕ ತಾಪಮಾನ ಏರಿಕೆಯಿಂದ.

ಜರೀಗಿಡವು ಸಾರಜನಕ ಸ್ಥಿರೀಕರಣದಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದು ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ಉಚಿತ ಸಾರಜನಕವನ್ನು (N2) ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತದೆ - ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ ಹೇರಳವಾಗಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಜಡ ಅನಿಲ - ಇತರ ರಾಸಾಯನಿಕ ಅಂಶಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಸಾರಜನಕ-ಆಧಾರಿತ ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಅಮೋನಿಯಾ, ನೈಟ್ರೇಟ್ ಇತ್ಯಾದಿಗಳನ್ನು ನಂತರ ಕೃಷಿ ಉದ್ದೇಶಗಳಿಗಾಗಿ ಗೊಬ್ಬರದಂತಹ ವಿವಿಧ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಬಹುದು. ಜೀನೋಮ್ ನೊಸ್ಟಾಕ್ ಅಜೋಲ್ಲೆ ಎಂಬ ಸೈನೋಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದೊಂದಿಗೆ ಈ ಜರೀಗಿಡದ ಸಹಜೀವನದ ಸಂಬಂಧ (ಪರಸ್ಪರ ಪ್ರಯೋಜನ) ಕುರಿತು ಡೇಟಾ ನಮಗೆ ಹೇಳುತ್ತದೆ. ಜರೀಗಿಡದ ಎಲೆಯು ಈ ಸೈನೋಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾವನ್ನು ಸಣ್ಣ ರಂಧ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಹೋಸ್ಟ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಈ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು ಸಾರಜನಕವನ್ನು ಸ್ಥಿರೀಕರಿಸುತ್ತವೆ. ಆಮ್ಲಜನಕ ಜರೀಗಿಡ ಮತ್ತು ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಬೆಳೆಯುತ್ತಿರುವ ಸಸ್ಯಗಳು ಇದನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು. ಪ್ರತಿಯಾಗಿ, ಸೈನೋ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ ಜರೀಗಿಡವು ಇಂಧನವನ್ನು ಒದಗಿಸಿದಾಗ ಸಸ್ಯದ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಮೂಲಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಈ ಜರೀಗಿಡವನ್ನು ಪ್ರಾಯಶಃ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಹಸಿರು ಗೊಬ್ಬರವಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಸಮರ್ಥನೀಯ ಕೃಷಿ ಅಭ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಪ್ರಚಾರ ಮಾಡುವ ಸಾರಜನಕ ಗೊಬ್ಬರಗಳ ಬಳಕೆಯನ್ನು ತೊಡೆದುಹಾಕಬಹುದು. ಇವೆರಡನ್ನೂ ಹೊಂದಿರುವುದಾಗಿ ಲೇಖಕರು ಹೇಳುತ್ತಾರೆ ಜೀನೋಮ್ಗಳು ಸೈನೋಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ ಮತ್ತು ಈಗ ಜರೀಗಿಡ, ಸಂಶೋಧನೆಯು ಅಂತಹ ಸಮರ್ಥನೀಯ ಅಭ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವ ಮತ್ತು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುವಲ್ಲಿ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಬಹುದು. ಕುತೂಹಲಕಾರಿಯಾಗಿ, ಜರೀಗಿಡ ಅಜೋಲಾವನ್ನು ಈಗಾಗಲೇ 1000 ವರ್ಷಗಳಿಂದ ಏಷ್ಯಾದ ರೈತರು ಹಸಿರು ಗೊಬ್ಬರವಾಗಿ ಭತ್ತದ ಗದ್ದೆಗಳಲ್ಲಿ ಸೇರಿಸಿದ್ದಾರೆ.

ಸಂಶೋಧಕರು ಜರೀಗಿಡದಲ್ಲಿ ನೈಸರ್ಗಿಕವಾಗಿ ಮಾರ್ಪಡಿಸಿದ (ಕೀಟನಾಶಕ) ವಂಶವಾಹಿಯನ್ನು ಗುರುತಿಸಿದ್ದಾರೆ, ಇದು ಕೀಟ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಒದಗಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಈ ಜೀನ್ ಅನ್ನು ಹತ್ತಿ ಗಿಡಗಳಿಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಿದಾಗ ಕೀಟಗಳಿಂದ ಬೃಹತ್ ರಕ್ಷಣೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಈ 'ಕೀಟನಾಶಕ' ಜೀನ್ ಅನ್ನು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದಿಂದ ಜರೀಗಿಡಕ್ಕೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಅಥವಾ 'ಉಡುಗೊರೆ' ಎಂದು ಭಾವಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇದು ಜರೀಗಿಡದ ವಂಶಾವಳಿಯ ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅಂಶವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ ಅಂದರೆ ಇದನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಪೀಳಿಗೆಯಿಂದ ಪೀಳಿಗೆಗೆ ರವಾನಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕೀಟಗಳಿಂದ ಸಂಭಾವ್ಯ ರಕ್ಷಣೆಯ ಆವಿಷ್ಕಾರವು ಕೃಷಿ ಅಭ್ಯಾಸಗಳ ಮೇಲೆ ಬಲವಾದ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ಬೀರುತ್ತದೆ.

ಜರೀಗಿಡಗಳಿಂದ ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ಜೀನೋಮಿಕ್ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಬಿಚ್ಚಿಡುವ 'ಶುದ್ಧ ವಿಜ್ಞಾನ'ವು ನಿರ್ಣಾಯಕ ಸಸ್ಯ ಜೀನ್‌ಗಳನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸುವ ಮತ್ತು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಹೆಜ್ಜೆಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ಈ ಅಧ್ಯಯನವು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಜರೀಗಿಡಗಳ ವಿಕಸನೀಯ ಇತಿಹಾಸವನ್ನು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಅಂದರೆ ಅವುಗಳ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳು ತಲೆಮಾರುಗಳಿಂದ ಹೇಗೆ ವಿಕಸನಗೊಂಡಿವೆ. ಸಸ್ಯ ಮತ್ತು ಪ್ರಾಣಿಗಳು ಹೇಗೆ ಸೌಹಾರ್ದಯುತವಾಗಿ ಒಟ್ಟಿಗೆ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸಲು ಮತ್ತು ಗ್ರಹಿಸಲು ಸಸ್ಯಗಳ ತಿಳುವಳಿಕೆ ಬಹಳ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ. ಗ್ರಹದ ಮತ್ತು ಅಂತಹ ಸಂಶೋಧನೆಗೆ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆಯನ್ನು ನೀಡಬೇಕು, ಅದು ಸಾಕಷ್ಟು ಮಹತ್ವದ್ದಾಗಿಲ್ಲ ಎಂದು ಲೇಬಲ್ ಮಾಡುವ ಬದಲು. ಅಜೋಲಾ ಫಿಲಿಕ್ಯುಲಾಯ್ಡ್ಸ್ ಮತ್ತು ಸಾಲ್ವಿನಿಯಾ ಕುಕುಲ್ಲಾಟಾವನ್ನು ಅನುಕ್ರಮಗೊಳಿಸಿದ ನಂತರ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಶೋಧನೆಗಾಗಿ 10 ಕ್ಕೂ ಹೆಚ್ಚು ಜರೀಗಿಡ ಪ್ರಭೇದಗಳು ಈಗಾಗಲೇ ಪೈಪ್‌ಲೈನ್‌ನಲ್ಲಿವೆ.

***

{ಉದಾಹರಿಸಿದ ಮೂಲ(ಗಳ) ಪಟ್ಟಿಯಲ್ಲಿ ಕೆಳಗೆ ನೀಡಲಾದ DOI ಲಿಂಕ್ ಅನ್ನು ಕ್ಲಿಕ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ನೀವು ಮೂಲ ಸಂಶೋಧನಾ ಪ್ರಬಂಧವನ್ನು ಓದಬಹುದು}

ಮೂಲಗಳು)

1. ಫೇ-ವೀ ಎಲ್ ಮತ್ತು ಇತರರು. 2018. ಜರೀಗಿಡ ಜೀನೋಮ್ಗಳು ಭೂಮಿ ಸಸ್ಯ ವಿಕಾಸ ಮತ್ತು ಸೈನೋಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಲ್ ಸಹಜೀವನವನ್ನು ಸ್ಪಷ್ಟಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ನೇಚರ್ ಪ್ಲಾಂಟ್ಸ್. 4(7) https://doi.org/10.1038/s41477-018-0188-8

2. ಫೆರ್ನ್ಬೇಸ್ https://www.fernbase.org/. [ಜುಲೈ 18 2018 ರಂದು ಸಂಕಲಿಸಲಾಗಿದೆ].

***