"জিনোম সম্পাদনার পদ্ধতিটি ঐতিহ্যগত নির্বাচন পদ্ধতির বিরোধিতা করা উচিত নয়। "এটি বরং একটি নতুন হাতিয়ার," উদ্ভিদ স্ট্রেস প্রতিরোধের পরীক্ষাগারের প্রধান জোর দেন অল-রাশিয়ান রিসার্চ ইনস্টিটিউট অফ এগ্রিকালচারাল বায়োটেকনোলজি (ভিএনআইআইএসবি) ভ্যাসিলি তারানভ। - এক সময়, সার্জনরা ছুরি দিয়ে অপারেশন করেছিলেন, তারপরে তারা হাজির হয়েছিল স্ক্যাল্পেল, তারপর লেজার। অস্ত্রোপচারের জন্য সম্পূর্ণ ভিন্ন বিকল্প উপলব্ধ হয়ে ওঠে। তাই জেনেটিক ইঞ্জিনিয়ারিং এমন একটি টুল অফার করে যার সাহায্যে আপনি কিছু নিতে এবং উন্নতি করতে পারেন, কিন্তু এটি পূর্বে ব্যবহৃত সমস্ত কিছু বাতিল বা প্রতিস্থাপন করে না।"
অল-রাশিয়ান রিসার্চ ইনস্টিটিউট অফ এগ্রিকালচারাল বায়োটেকনোলজি (ভিএনআইআইএসবি) উদ্ভিদের চাপ প্রতিরোধের জন্য একটি পরীক্ষাগার পরিচালনা করে, যার কাজ দুটি প্রধান দিকে পরিচালিত হয়: অ্যাবায়োটিক এবং বায়োটিক স্ট্রেসের বিরুদ্ধে উদ্ভিদের প্রতিরোধ নির্ধারণ করে এমন জিনগুলির সন্ধান এবং জিনোম সম্পাদনা। তাদের চাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি করার জন্য চাষ করা গাছপালা. বিজ্ঞানীদের গবেষণা এলাকায় আলু এবং খোলা মাটির সবজি অন্তর্ভুক্ত।
আমরা ল্যাবরেটরির প্রধান ভ্যাসিলি তারানভ এবং সিনিয়র গবেষক মেরিনা লেবেদেভার সাথে কথা বলি সর্বশেষ প্রযুক্তির বৈশিষ্ট্য এবং সুবিধাগুলি কী, তারা কী ফলাফল অর্জন করতে পারে এবং রাশিয়ান কৃষি উৎপাদনকারীদের কী সমস্যাগুলি সমাধান করতে তারা পরীক্ষাগার বিজ্ঞানীরা ব্যবহার করে।
– আজ নির্বাচন প্রক্রিয়ার গতি বাড়ানোর প্রয়োজনীয়তা নিয়ে অনেক কথা হচ্ছে। এটা বিশ্বাস করা হয় যে জিনোম সম্পাদনার পদ্ধতি এটি করতে দেয়। এটা সত্য?
V.T.: এটি বলা আরও সঠিক হবে যে বায়োটেকনোলজিকাল পদ্ধতিগুলি বিজ্ঞানীদের সক্ষমতা প্রসারিত করার মতো নির্বাচনকে ত্বরান্বিত করতে এতটা সাহায্য করে না। বিভিন্ন ধরণের কাজ করার প্রক্রিয়াটি এখনও বেশ দীর্ঘ রয়ে গেছে, যেহেতু আমরা এমন উদ্ভিদের কথা বলছি যার একটি নির্দিষ্ট জীবনচক্র রয়েছে।
তবে বিশেষজ্ঞদের পক্ষে এমন ফলাফল পাওয়া সম্ভব হয় যা প্রথাগত প্রজনন পদ্ধতি ব্যবহার করে অর্জন করা অত্যন্ত কঠিন (যদি অসম্ভব না হয়)।
জিনোমিক সম্পাদনার সাহায্যে, আমরা উদ্দেশ্যমূলকভাবে একটি মিউটেশন প্রবর্তন করতে পারি যা বিভিন্ন ধরণের একটি নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যকে সরাসরি প্রভাবিত করে, বাকি জটিল অর্থনৈতিকভাবে মূল্যবান বৈশিষ্ট্যগুলিকে অপরিবর্তিত রেখে।
M.L.: কল্পনা করুন যে আমরা ঐতিহ্যগত প্রজনন পদ্ধতি ব্যবহার করে আমাদের চাষ করা জাতের মধ্যে একটি বন্য আলু থেকে একটি প্রতিরোধ জিন প্রবর্তন করতে চাই। এটি করার জন্য, প্রজননকারী নির্দিষ্ট সাংস্কৃতিক লাইন সহ "বর্বর" এর ক্রসগুলির একটি সিরিজ বহন করে। সমস্যাটি হ'ল প্রতিরোধ জিনের সাথে সাথে, অন্যান্য সমস্ত "বন্য" জিনগুলি বিভিন্নটিতে স্থানান্তরিত হয়, যা প্রায়শই অত্যন্ত অনাকাঙ্ক্ষিত। জেনেটিক ইঞ্জিনিয়ারিং আপনাকে শুধুমাত্র একটি পছন্দসই জিন গ্রহণ/পরিবর্তন করতে দেয়।
- একটি দৃষ্টিকোণ রয়েছে যে জিনোম সম্পাদনার পদ্ধতিটি প্রায় 10 বছর ধরে পরিচিত হওয়া সত্ত্বেও, এটি এখনও লক্ষণীয় বাণিজ্যিক ফলাফল দেয়নি।
V.T.: এই সম্পূর্ণ সত্য নয়। বিশ্বের শীর্ষস্থানীয় প্রজনন সংস্থাগুলি জিনোম সম্পাদনা ব্যবহার করে এবং এটি লুকিয়ে রাখে না। কিন্তু তারা ঠিক কী করে এবং কী ফলাফল পায় তা আমরা জানি না।
কৃতিত্বের বিজ্ঞাপন দেওয়া হয় না কারণ ঐতিহ্যগতভাবে প্রাপ্ত একটি উদ্ভিদের চেয়ে জেনেটিক ইঞ্জিনিয়ারিং পদ্ধতি ব্যবহার করে প্রক্রিয়াজাত করা একটি উদ্ভিদ বাজারে আনার খরচ বেশি। এবং কখনও কখনও এটি করা কেবল অসম্ভব।
একই সময়ে, এটি প্রমাণ করা খুব কঠিন যে জিনোম সম্পাদনা বিদ্যমান পদ্ধতি ব্যবহার করে একটি নির্দিষ্ট বৈচিত্র তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়েছিল।
পরীক্ষার সময়, বিশেষজ্ঞরা জীবের জিনোমে একটি মার্কার ক্রম সন্ধান করবেন; যদি এটি উপস্থিত থাকে তবে উদ্ভিদটি জেনেটিকালি পরিবর্তিত হিসাবে স্বীকৃত হবে। কিন্তু জিনোমিক এডিটিং এর মাধ্যমে জিনোমে কোন কিছুই প্রবেশ করানো হয় না, তাই কিছুই পাওয়া যায় না।
পরিবর্তনগুলি প্রায়শই শুধুমাত্র একটি জিনকে প্রভাবিত করে না, কিন্তু জিনের একটি নির্দিষ্ট স্থানকে প্রভাবিত করে, আক্ষরিক অর্থে একটি নিউক্লিওটাইড, একটি অক্ষর। আর বাকি কোটি কোটি চিঠি যেমন ছিল তেমনই রয়ে গেছে। একটি উদ্ভিদ সম্পাদনা করা হয়েছে তা নির্ধারণ করতে, ত্রুটি দূর করার জন্য আপনাকে তার পুরো জিনোমটি পড়তে হবে, যার কভারেজ মান থেকে দশ গুণ বেশি। কেউ এ জাতীয় বিশাল এবং খুব ব্যয়বহুল বিশ্লেষণ করবে না এবং প্রজননকারী সর্বদা বলতে পারেন যে তিনি মিউটাজেনেসিস বা ঐতিহ্যগত নির্বাচন ব্যবহার করে উদ্ভিদটি পেয়েছেন।
- এমএল: সাধারণভাবে জিনোম সম্পাদনা, এবং বিশেষ করে উদ্ভিদে এই প্রযুক্তিগুলি ব্যবহারের অভিজ্ঞতা, একটি মোটামুটি সাম্প্রতিক গল্প।
অন্তত এই কারণে নয় যে একটি বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করার জন্য আপনাকে ঠিক কী এবং কীভাবে সম্পাদনা করতে হবে তা জানতে হবে। উদ্ভিদের বৈশিষ্ট্যগুলি জিন দ্বারা নির্ধারিত হয়, প্রায়শই জিনের একটি সেট, যেখান থেকে সম্পাদনার জন্য উপযুক্ত লক্ষ্যগুলি নির্বাচন করা আবশ্যক। কিন্তু আগ্রহের বৈশিষ্ট্যে অবদান রাখে এমন নির্দিষ্ট জিনের কার্যাবলী এবং নিয়ন্ত্রণ ব্যাখ্যা করার জন্য জটিল এবং প্রায়শই দীর্ঘ গবেষণার প্রয়োজন হয়। যখন প্রাণী এবং মানুষের সাথে তুলনা করা হয়, তখন আমরা বলতে পারি যে আমরা উদ্ভিদের বৈশিষ্ট্যগুলির অনেকগুলি আণবিক প্রক্রিয়া (উদাহরণস্বরূপ, প্রতিরোধ, উত্পাদনশীলতা ইত্যাদি) খুব ভালভাবে জানি না। একই সময়ে, উদ্ভিদের জিনোমগুলি বৃহত্তর এবং আরও জটিল, যা কাজটিকে মোটেই সহজ করে না। যাইহোক, উদ্ভিদ জীববিজ্ঞানের মৌলিক গবেষণার মাধ্যমে ইতিমধ্যেই অনেক কিছু জানা গেছে, এবং আমরা এটি যত বেশি বুঝতে পারি, আমাদের পরিবর্তনের সম্ভাবনা তত বেশি বৃদ্ধি পায়।
তদতিরিক্ত, আমরা এমন একটি পদ্ধতি সম্পর্কে কথা বলছি যা নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যগুলিকে সংশোধন করা সম্ভব করে তোলে, তবে বাজারে নতুন জাত প্রবর্তন না করা, যার উপর কাজ, কিছু ত্বরণ সত্ত্বেও, এখনও কয়েক বছর সময় নেয়।
- বায়োটেকনোলজিস্টরা কি জিন এডিটিং করেন? কিভাবে তারা কাজের প্রকৃত দিক নির্ধারণ করবে (সম্পাদনার উদ্দেশ্য)?
V.T.: বায়োটেকনোলজিস্টকে অবশ্যই নির্বাচিত ফসলের সফল প্রজননকারীর সাথে কাজ করতে হবে এবং আদর্শভাবে, অন্যান্য বিশেষজ্ঞ নির্মাতাদের জড়িত করতে হবে। ব্রিডার, কৃষকদের সাথে একসাথে, টাস্ক সেট করে, ব্রিডার উপযুক্ত জিনোটাইপ নির্বাচন করতে সাহায্য করে। আমরা, ঘুরে, জৈব রসায়নবিদ এবং জেনেটিস্টদের সাথে পরামর্শ করি, আমরা মনে করি আমরা এই ভিত্তিতে কী দিতে পারি (প্রয়োজনীয় বৈশিষ্ট্যগুলি সর্বদা জৈবিক দৃষ্টিকোণ থেকে পর্যাপ্তভাবে অধ্যয়ন করা হয় না)। আমরা দেখি আমরা আসলে কি করতে পারি, আমাদের কাজের পর্যায়টি চালাতে পারি, ফলিত রেখাটি ব্রিডারের কাছে ফেরত দিতে পারি এবং ব্রিডার ফলাফলটি বৈচিত্র্যে নিয়ে আসে।
- জিনোম সম্পাদনা কি একটি ব্যয়বহুল প্রযুক্তি?
V.T.: একটি উদ্ভিদ প্রাপ্তির খরচ ফসলের উপর নির্ভর করে এবং ফলস্বরূপ উদ্ভিদটি সম্পাদিত বা ট্রান্সজেনিক কিনা।
যদি আমরা সরঞ্জাম সম্পর্কে কথা বলি, তবে এমন একটি সংস্থার জন্য যা ইতিমধ্যে ভাইরাস-মুক্ত উপাদান এবং মাইক্রোক্লোনিং প্রাপ্তিতে নিযুক্ত রয়েছে, জিনোম সম্পাদনার জন্য সরঞ্জাম এবং বিকারক ক্রয় তুলনামূলকভাবে অল্প পরিমাণে খরচ হবে। এই ধরনের কাজ শুরু করার বাধা হতে পারে অপ্রতিরোধ্য পরিমাণ বিনিয়োগ নয়, কিন্তু যোগ্য কর্মীদের অভাব। খুব কম লোকই আছে যারা এই ধরনের বিশেষায়িত কাজ নিতে এবং সম্পাদন করতে পারে।
এবং খরচে ফিরে আসা: এই ক্ষেত্রে প্রযুক্তিগত অগ্রগতি খুব দ্রুত। জিনোম সম্পাদনার পদ্ধতি, বলুন, 2012 সালে, যখন CRISPR/Cas9 আবিষ্কৃত হয়েছিল (ব্যাকটেরিয়ার ইমিউন সিস্টেমের উপর ভিত্তি করে উচ্চতর জীবের জিনোম সম্পাদনা করার জন্য একটি প্রযুক্তি), এবং আমাদের এখন যা আছে তা খুব আলাদা। অপারেটিং দক্ষতা বছরে বছরে বৃদ্ধি পায়, এবং খরচ হ্রাস পায়।
M.L.: এটি মানব জিনোম সিকোয়েন্সিং প্রকল্পের সাথে তুলনা করা যেতে পারে। প্রথম মানব জিনোমটি একটি আন্তর্জাতিক কনসোর্টিয়াম দ্বারা 10 বছরের জন্য 2.7 বিলিয়ন ডলারের জন্য সিকোয়েন্স করা হয়েছিল কারণ এই ধরনের প্রযুক্তি 90 এর দশকে উপলব্ধ ছিল। বর্তমানে, একটি সম্পূর্ণ মানব জিনোম সিকোয়েন্স করতে $1000 এর কম খরচ হয় এবং কয়েক দিন সময় লাগে।
- আসুন আপনার গবেষণাগার সম্পর্কে কথা বলা যাক, এটি কি মৌলিক বিজ্ঞান বা প্রয়োগ গবেষণার উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে?
V.T.: আমরা দুটোই করার চেষ্টা করি। প্রাথমিকভাবে, মৌলিক বিষয়গুলিকে অগ্রাধিকার দেওয়া হয়েছিল, কিন্তু এখন আমরা অনুশীলনে আমাদের উন্নয়নগুলি প্রয়োগ করার চেষ্টা করছি।
এই মুহুর্তে, উদাহরণস্বরূপ, আমরা ভাইরাস Y এর বিরুদ্ধে আলু প্রতিরোধের প্রক্রিয়াগুলি অধ্যয়ন করছি। এটি অনেক মৌলিক কাজ, তবে সফল হলে, প্রতিরোধী জাত নির্বাচনের জন্য ফলাফলটি খুব আকর্ষণীয় হবে।
M.L.: মৌলিক এবং ফলিত বিজ্ঞান ঘনিষ্ঠভাবে আন্তঃসম্পর্কিত; একটি অন্যটি ছাড়া থাকতে পারে না। যদি আমরা জানি না যে ভাইরাসটি কীভাবে উদ্ভিদের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, কোন নির্দিষ্ট প্রোটিনের সাথে, আমরা উদ্ভিদকে প্রতিরোধী করতে তাদের পরিবর্তন করতে সক্ষম হব না।
আমরা 2018 সাল থেকে ভাইরাস ওয়াই নিয়ে গবেষণা চালিয়ে যাচ্ছি এবং এখন এই সত্যটির কাছে পৌঁছেছি যে আগামী কয়েক বছরের মধ্যে আমরা প্রতিরোধের জন্য একটি সূত্র পাব এবং ভবিষ্যতে প্রয়োজনীয় ব্যবহারিক ফলাফল: আলু উদ্ভিদ ভাইরাল প্রোটিন সংশ্লেষ করবে না, এটি ভাইরাস প্রতিরোধী হবে।
- আপনি কি রাশিয়ান প্রজনন সংস্থা/প্রজননকারীদের সাথে সহযোগিতা করেন?
V.T.: আলুর উপর, আমরা একজন তরুণ প্রজননকারী মারিয়া পলিয়াকোভার সাথে কাজ করি, সক্রিয়ভাবে আলু ইউনিয়নের বিশেষজ্ঞদের সাথে যোগাযোগ করি এবং আলু ফেডারেল রিসার্চ সেন্টারের সাথে যোগাযোগ বজায় রাখি। এ.জি. লরজা। বাঁধাকপির জন্য, আমরা রাশিয়ান স্টেট অ্যাগ্রেরিয়ান ইউনিভার্সিটি-মস্কো এগ্রিকালচারাল একাডেমির নামকরণ করা প্রজননকারী এবং বীজ চাষীদের সাথে যোগাযোগ করি। কে.এ. গ্রিগরি এবং সক্রেটিস মোনাকোস দ্বারা তিমিরিয়াজেভ। এবং আমরা এই এলাকায় যা করি, আমরা সম্পূর্ণরূপে তাদের দ্বারা পরিচালিত।
- এবং আবার ভাইরাস সম্পর্কে। মেরিনা ভ্যালেরিভনা, আপনার বৈজ্ঞানিক আগ্রহের পরিসীমা শুধুমাত্র ভাইরাস নয় Y. 2023 সালে, আপনি "হাই-থ্রুপুট সিকোয়েন্সিং পদ্ধতি ব্যবহার করে চাষকৃত আলুর ভাইরোমস (সোলানাম টিউবারোসাম এল.)" প্রকল্পে গবেষণা পরিচালনা করার জন্য রাশিয়ান সায়েন্স ফাউন্ডেশন থেকে একটি অনুদান পেয়েছেন। কেন এই বিষয় আকর্ষণীয়?
M.L.: আলু, অন্যান্য অনেক গাছের তুলনায় অনেক বেশি, ভাইরাসজনিত রোগে ভুগে, যেহেতু তারা উদ্ভিজ্জভাবে প্রচারিত হয়। ভাইরাস কন্দে জমা হয় এবং পরবর্তী প্রজন্মের কাছে চলে যায়, তাই ভাইরাল লোড ক্রমাগত বাড়ছে। যখন তারা বলে যে আলু ক্ষয় হচ্ছে, তখন আমরা ঠিক এই বিষয়ে কথা বলছি।
ভাইরাসগুলি জড় সিস্টেম নয়; তারা সক্রিয়ভাবে হোস্ট উদ্ভিদ এবং একে অপরের সাথে যোগাযোগ করে। এমন কিছু ঘটনা রয়েছে যেখানে একটি উদ্ভিদ যা ইতিমধ্যে একটি নির্দিষ্ট ভাইরাসে অসুস্থ তা অন্যটিতে সংক্রামিত হতে পারে না। এবং এমন ভাইরাস আছে যেগুলি একা উদ্ভিদকে সংক্রমিত করতে পারে না; তারা শুধুমাত্র অন্যান্য ভাইরাসের সাথে সহযোগিতায় কাজ করে। সম্প্রতি, একটি কাজ প্রকাশিত হয়েছিল যা ভাইরাসের রূপ বর্ণনা করে যা উদ্ভিদকে খরা থেকে বাঁচতে সাহায্য করে। পরজীবিতা থেকে পারস্পরিকতাবাদে এমন একটি অপ্রত্যাশিত উত্তরণ।
আলুতে ভাইরাল রোগের বিরুদ্ধে লড়াই করার জন্য কোনও কার্যকর রাসায়নিক নেই। এর স্বাস্থ্যের উন্নতির জন্য, বেশ জটিল এবং, সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণভাবে, ব্যয়বহুল পদ্ধতিগুলি তৈরি করা হয়েছে: ইন ভিট্রো সংস্কৃতির মাধ্যমে, মাইক্রোটিউবারগুলি প্রাপ্ত করা। কিন্তু ফলাফল শুধুমাত্র কয়েক প্রজন্মের জন্য স্থায়ী হয়. অন্যান্য সমাধান খুঁজতে, আপনাকে ভাইরাসের বৈশিষ্ট্যগুলিকে আরও বিশদে অধ্যয়ন করতে হবে, তাই অধ্যয়নটি খুব, খুব প্রাসঙ্গিক।
– GOST 33996-2016 “বীজ আলু। গুণমান নির্ধারণের প্রযুক্তিগত শর্ত এবং পদ্ধতি" পাঁচটি ভাইরাস তালিকাভুক্ত করা হয়েছে (PVK - X potato virus; SBK - S potato virus; MVK - M potato virus; YBK - Y potato virus; VSLK - leaf curl virus আলু) এবং একটি ভাইরয়েড (PSTV – আলু স্পিন্ডল টিউবার ভাইরয়েড)। আপনি তাদের উপর ফোকাস করবেন?
M.L.: আমার প্রকল্পের লক্ষ্য রাশিয়ার আলুতে থাকা ভাইরোম (ভাইরাসের সংগ্রহ) অধ্যয়নের জন্য উচ্চ-থ্রুপুট পদ্ধতি ব্যবহার করা। এটি একটি উদ্ভিদে বিভিন্ন ভাইরাসের কমপ্লেক্স পাওয়া যায় এবং এই ভাইরাসগুলির বিস্তারের দৃষ্টিকোণ থেকে উভয়ই আকর্ষণীয়।
মোট, আলুতে পাওয়া 50 টিরও বেশি ভাইরাস বিশ্বে পরিচিত। GOST এ তালিকাভুক্ত যারা সবচেয়ে বিপজ্জনক, এবং উপরন্তু, তাদের স্পষ্ট বহিরাগত লক্ষণ আছে। সুতরাং, মোজাইক নেক্রোসিস ভাইরাস Y সংক্রমণের একটি সাধারণ প্রকাশ, এবং পাতার কার্ল ভাইরাসের উপস্থিতি পাতার ব্লেডের বৈশিষ্ট্যগত বিকৃতি দ্বারা নির্ধারণ করা যেতে পারে।
কিন্তু এমন অনেক ভাইরাস আছে যেগুলো ফেনোটাইপিকভাবে নিজেদেরকে প্রকাশ করে না, যদিও সেগুলো ফসলের ওপরও প্রভাব ফেলতে পারে। এগুলি খুব কমই আবিষ্কৃত হয়, তবে শুধুমাত্র কারণ তাদের সন্ধান করা হয় না।
উদাহরণ হিসেবে, আমি অল-রাশিয়ান রিসার্চ ইনস্টিটিউট অফ প্ল্যান্ট প্রোটেকশন (VIZR) এর সহকর্মীদের কাজের কথা উল্লেখ করতে পারি। 2019 সালে, তারা রাশিয়ায় আলু ভাইরাস P আবিষ্কার সম্পর্কে একটি নিবন্ধ প্রকাশ করেছিল। আগে এটি বিশ্বাস করা হয়েছিল যে এটি একচেটিয়াভাবে দক্ষিণ আমেরিকায় বিতরণ করা হয়েছিল।
প্রশ্ন হল আমরা যদি "রাস্তার আলোর নীচে" না দেখি যেখানে এটি আলো, কিন্তু যেখানে আমরা এখনও তাকাইনি তাহলে আমরা কী আবিষ্কার করব।
- আপনি কোথায় আপনার গবেষণা পরিচালনা করবেন?
M.L.: অনুদানের শর্ত অনুযায়ী, প্রকল্পটি দুই বছর সময় নেবে। গত বছর আমরা তুলা অঞ্চলে একটি আলুর খামারের সাথে সহযোগিতা করেছি, উপাদান সংগ্রহ করেছি, বিভিন্ন জাত এবং প্রজনন নিয়ে কাজ করেছি। এ বছর আমরা অন্যান্য অঞ্চলে গিয়ে দেখব সেখানে কী কী ভাইরাস পাওয়া যায়।
অধ্যয়নের ফলাফলগুলি 2025 সালে সংক্ষিপ্ত করা হবে এবং আমরা অবশ্যই তাদের সম্পর্কে রাশিয়ান আলু চাষীদের বলব।