🧕 🌼 👇🏽 कैसे जीनोमिक संपादन से कृषि में बदलाव आएगा। अगर हम अनुमति दें ... 🚡 🌻 ✌️

जीएमओ ( उपवास ) पर हाल ही में अपनाया प्रतिबंध के प्रकाश में , जेनेटिक इंजीनियरिंग का विषय व्यापक रूप से सुना जाता है। मैं आपको एक उत्कृष्ट लेख का अनुवाद प्रदान करता हूं जो कृषि में जैव प्रौद्योगिकी के इतिहास का वर्णन करता है और नई पीढ़ी की तकनीकों के उत्पादों के लिए जीएमओ शब्द की प्रयोज्यता पर सवाल उठाता है। इससे नौकरशाही के नरक और आबादी के बीच आतंक के बिना नए जीवों के उपयोग की उम्मीद है।

प्रौद्योगिकी

जीनोम एडिटिंग मूल रूप से एक सरल विचार है - शरीर के जीनोम के विशिष्ट क्षेत्र में आमतौर पर एक जीन में परिवर्तन को सार्थक बनाता है। यह उत्परिवर्तन (एक जीन के डीएनए अनुक्रम में परिवर्तन) इस जीन द्वारा एन्कोड किए गए प्रोटीन में परिवर्तन की ओर जाता है, जिसके परिणामस्वरूप शरीर में शारीरिक रूप से ध्यान देने योग्य विशेषता होती है। पिछले 4 वर्षों में, जीनोमिक संपादन प्रसिद्ध और प्रसिद्ध हो गया है; गार्जियन से केपी के लगभग सभी मीडिया ने इसका उल्लेख किया, कई टेड व्याख्यान , तकनीकी साइटों पर लेख और, शायद, बज़फीड पर भी अधिक महत्वपूर्ण थे ।

वैज्ञानिक समुदाय में, जीनोमिक संपादन अनुदान, प्रकाशन और उद्धरण के लिए एक चुंबक बन गया है - आधुनिक विज्ञान की पवित्र त्रिमूर्ति। इस तरह के महत्वपूर्ण हित का कारण CRISPR / Cas9 प्रौद्योगिकी की हालिया खोज और सुधार में निहित है, एक सरल उपकरण जिसने जीनोमिक संपादन दुनिया भर के अधिकांश जैविक प्रयोगशालाओं के लिए उपलब्ध कराया है। अपनी शुरुआत से 4 साल से अधिक समय के बाद, CRISPR का उपयोग मानव कोशिकाओं, अनाज, कीड़े (जैसे तितलियों), खमीर, और कई अन्य को संपादित करने के लिए किया गया है।

कॉर्नेल विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने हाल ही में पंखों पर "आंखों" के गठन में आनुवंशिक आधार की खोज के लिए जीनस वैनेसा से तितलियों के जीनोम को संपादित किया ।

CRISPR से पहले, केवल लक्ष्य जीन में उत्परिवर्तन पैदा करना और सापेक्ष सहजता से ऐसा करना लगभग असंभव था। एक आम आदमी के लिए यह समझाना मुश्किल है कि पहले के जीनोम संपादन तकनीकों की तुलना में CRISPR कितनी उन्नत है; यह इंजन के पूर्वजों से आंतरिक दहन इंजन तक तकनीकी छलांग के साथ तुलना की जा सकती है। बेशक, लक्ष्य उत्परिवर्तन के बारे में यह सब बात सवाल उठाती है, "हमें ऐसा क्यों करना चाहिए?"

जिस क्षण से मानव जीनोम ज्ञात हुआ, जीवविज्ञानी बीमारियों के आनुवांशिकी के बारे में बहुत कुछ जानने में कामयाब रहे। उदाहरण के लिए, हम जानते हैं कि हंटिंगटन रोग (एक लाइलाज आनुवांशिक विकार) HTG जीन अनुक्रम में बहुत अधिक सीएजी ठिकानों के कारण होता है। या कि सिकल सेल एनीमिया हीमोग्लोबिन जीन में एक ए-> टी प्रतिस्थापन के कारण होता है (एक प्रोटीन जो रक्त को लाल बनाता है और ऑक्सीजन को बांधता है)। हालांकि, निदान और आनुवंशिक परामर्श के अपवाद के साथ, इसके साथ कुछ भी विशेष नहीं किया जा सकता है। उस निराशा की कल्पना करें जो डॉक्टरों को महसूस करनी चाहिए, बीमारी का कारण जानने और कुछ भी करने में सक्षम नहीं होने के कारण। और सीआरआईएसपीआर के साथ, हम यह समझने में सक्षम हो सकते हैं कि इन जीनों को कैसे ठीक से संपादित किया जाए और बीमारी का कारण बने म्यूटेशन को ठीक किया जाए।और यह संपादन क्षमताओं का केवल एक छोटा सा हिस्सा है - ऑन्कोलॉजिकल और वायरल बीमारियों का उल्लेख नहीं करना।

किसी भी नई बायोइंजीनियरिंग तकनीकों के मामले में, सबसे पहले CRISPR को दवा के लिए लागू करने की कोशिश की जाती है। लेकिन, यद्यपि ये क्षमताएं दुनिया भर की प्रयोगशालाओं में तेजी से विकसित हो रही हैं, फिर भी वे वास्तविक अनुप्रयोगों से बहुत दूर हैं। लेकिन उद्योग, जिसे लगभग तुरंत सीआरआईएसपीआर और संपादन में बदला जा सकता है, सिद्धांत रूप में, कृषि प्रौद्योगिकी है।

प्राकृतिक परिवर्तनशीलता

कृषि में जीनोमिक संपादन का इतिहास प्राकृतिक आनुवंशिक परिवर्तनशीलता और इसकी सीमाओं के बारे में एक कहानी से शुरू होना चाहिए। अधिकांश पौधों में कुल डीएनए का बहुत महत्वपूर्ण प्रतिशत होता है; यह तथ्य स्पष्ट प्रतीत होता है यदि आप देखते हैं कि कितने बुनियादी शारीरिक कार्य (प्रकाश संश्लेषण से प्रजनन तक) विभिन्न पौधों की प्रजातियों को मिलाते हैं (और आमतौर पर बोलते हुए, अधिकांश जीवित चीजों में बहुत अधिक डीएनए होते हैं)। हालांकि, एक ही जीन, एक ही प्रजाति के भीतर भी भिन्न हो सकते हैं; यह अंतर एक के साथ एक न्यूक्लियोटाइड के प्रतिस्थापन के रूप में छोटा हो सकता है, या जीन के एक पूरे टुकड़े के नुकसान के रूप में बड़ा हो सकता है। जीनों को जीनोम में एक या एक से अधिक प्रतियों के रूप में दर्शाया जा सकता है या पूरी तरह से अनुपस्थित हो सकता है (जो अनिवार्य रूप से एक उत्परिवर्तन है, केवल बड़ा है)। यहाँ मैं यह बताने की कोशिश कर रहा हूँ कि हालाँकि प्रजातियों और प्रजातियों के बीच इतने सारे जीन समान हैं, फिर भी उनमें से अधिकांश में छोटे-छोटे अंतर या उत्परिवर्तन होते हैं। ये उत्परिवर्तन मुख्य रूप से विकास का परिणाम हैं, और एक ही जीन के इन विभिन्न संस्करणों को एलील्स कहा जाता है । एलील्स की यह विविधता जीन के कार्यों को कई प्रकार से बदल सकती है - इसे पूरी तरह से बंद करने से लेकर यह जीन वास्तव में क्या करता है, इसे बदलने के लिए।

इस नस में, कृषि का पूरा इतिहास सबसे उपयुक्त लोगों का चयन करने और प्रजनन कार्य के लिए कम उपयोगी एलील्स को त्यागने का प्रयास है।

आमतौर पर, किसान और प्रजनक इस दर्द को करते हैं और सबसे प्रभावी तरीके से नहीं - वे पौधों की बड़ी आबादी का अध्ययन करते हैं और उन्हें एक-दूसरे के साथ तब तक पार करते हैं जब तक कि उन्हें एक संयंत्र नहीं मिलता है जिसमें विभिन्न जीनों के "उपयोगी" एलील्स का सही संयोजन होता है। और स्वाभाविक रूप से, एक आबादी के लिए क्या अच्छा है दूसरे के लिए बुरा हो सकता है, जो आनुवंशिक विविधता तक पहुंच को बहुत महत्वपूर्ण बनाता है।

विविधता रखें

के बारे में विश्व बीज भंडारण। स्वालबार्ड, दुनिया में सबसे बड़े में से एक (फोटो: मारी टेफ्रे / स्वालबार्ड ग्लोबेल फ्रोहेल्व) गलियों

की एक विस्तृत विविधता और विविधता का अस्तित्व पार करने की प्रक्रिया के लिए मौलिक है। वास्तव में, आनुवंशिक सामग्री के विभिन्न प्रकारों के एक बड़े सेट के बिना, क्रॉसब्रेडिंग का बिल्कुल भी मतलब नहीं होगा (हम एक ही लगभग प्राप्त करेंगे ।)। अच्छी खबर यह है कि किसान और वैज्ञानिक जैव विविधता के महत्व को समझते हैं, और लगभग 1300 विशेष भंडारण सुविधाओं में लगभग 13 मिलियन पौधों की किस्मों (किस्मों और प्रजातियों) के बीज स्थित हैं। सभी के लिए, परिवर्तनशीलता को बनाए रखना उसके उपयोग के समान नहीं है। ब्रीडर्स अक्सर खेती के पौधों के "जंगली" रिश्तेदारों का उपयोग करते हैं और नए क्रॉस के स्रोत के रूप में पुराने क्रॉसब्रेडिंग परिणाम देते हैं, जबकि बीज भंडार में बड़ी मात्रा में सामग्री अनिर्धारित और अप्रयुक्त रहती है।

नई DivSeek पहल(दुनिया भर के 65 संगठनों से जैव विविधता में वैज्ञानिकों और विशेषज्ञों के नेतृत्व में) का उद्देश्य इस समस्या को हल करना है। DivSeek में रिपॉजिटरी में प्रस्तुत नमूनों और सार्वजनिक डोमेन में प्राप्त आंकड़ों की प्रस्तुति में जीनोम और फेनोटाइप (यह जीनोटाइप किसी विशेष संयंत्र में कैसे लागू किया जाता है) का विवरण शामिल है। यह एक बहुत ही महत्वाकांक्षी परियोजना है, यहां तक कि यह चुनने के लिए कि लाखों नमूनों में से कौन सा पहले से ही एक कठिन सवाल है। इस कार्य के बायप्रोडक्ट्स 1 हो सकते हैं) डीएनए अनुक्रमण की लागत को कम करना 2) उच्च थ्रूपुट के साथ फेनोटाइप्स के अध्ययन के लिए स्वचालित पाइपलाइन और 3) किसानों के बीच सूचना का प्रसार और विनिमय। यह हालिया पहल लंबे समय तक चलने के लिए डिज़ाइन की गई है और हाल ही में काम शुरू कर दिया है, लेकिन इसकी सफलता का अर्थ खेती वाले पौधों की विविधता के अध्ययन में एक नया युग हो सकता है।

विविधता का निर्माण

पीस प्रोग्राम के लिए आइजनहावर परमाणुओं का प्रचार पोस्टर। राष्ट्रीय अभिलेखागार के अनुसार , यह बहुत

कम ज्ञात है कि 20 वीं शताब्दी की शुरुआत और मध्य में एक उत्परिवर्तन अध्ययन कार्यक्रम के परिणामस्वरूप आधुनिक लोकप्रिय कृषि संयंत्र प्रजातियों की एक महत्वपूर्ण संख्या प्राप्त की गई थी; यह आंशिक रूप से परमाणु प्रौद्योगिकी के विकास और अमेरिकी सरकार के परमाणु कार्यक्रम शांति के लिए एक उपोत्पाद है ।

पौधों में परिवर्तनशीलता पैदा करने के लिए क्लासिक उत्परिवर्तन है, एक्स-रे / गामा विकिरण द्वारा या रासायनिक उत्परिवर्तनों का उपयोग करके बीज में उत्परिवर्तन पैदा करना है। ये उत्परिवर्ती पौधे के डीएनए को नुकसान पहुंचाते हैं और इन क्षति की बहाली से नए, उत्परिवर्ती एलील का निर्माण होता है। प्राप्त एलील्स दोनों अद्वितीय हो सकते हैं और वास्तव में पहले से ही प्राकृतिक पौधों में मौजूद हैं (उदाहरण के लिए, उन में नहीं जहां उत्परिवर्तन किया जाता है)। इस तरह की तकनीक का उपयोग करने का म्यूटेशन नहीं सही, है, अगर यह जीनोम में उत्परिवर्तनीय घटनाओं के कई लाखों लोगों की होती है केवल कुछक्रॉसिंग के लिए उनके हिस्से की जरूरत होती है। इसलिए, उत्परिवर्तन के प्राथमिक उत्पादों को संभावित उपयोगी एलील्स का चयन करने और उन्हें मौजूदा प्रकार के संवर्धित संयंत्र में पेश करने के लिए चयन और क्रॉस की एक श्रृंखला से गुजरना चाहिए; यह प्रक्रिया लंबी है और इसमें कई दशक लग सकते हैं। उत्परिवर्तन चयन इसलिए महंगा है और इसमें बहुत समय लगता है, लेकिन एक ही समय में अतिरिक्त एलील और, तदनुसार, विविधता पैदा होती है। इस पारस्परिक चयन के इन उत्पादों में से कुछ अभी भी व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं, जैसे कि बौना गेहूं, हरित क्रांति के लिए प्रसिद्ध, कैलिफोर्निया में बौना चावल, घाना में वायरस प्रतिरोधी नारियल, और अनाज जो यूरोप में बेहतर रूप से पास करते हैं।

जीनोमिक संपादन उत्परिवर्तन का दूसरा रूप है। यहां एक महत्वपूर्ण अंतर यह है कि पुरानी विधियां यादृच्छिक घटनाओं पर निर्भर करती हैं, जबकि जीनोमिक संपादन सटीक और केंद्रित है, जो कि उत्परिवर्तन से प्रायोगिक पौधों को लगाने में लगने वाले समय में तेज कमी की ओर जाता है।

नई कृषि

प्लांट ब्रीडिंग अब भी पाठ्यपुस्तकों में "कला और विज्ञान" के रूप में वर्णित है । बड़े पैमाने पर क्योंकि यह विभिन्न वनस्पति गुणों का चयन करने के लिए एक चयन विशेषज्ञ के कौशल पर निर्भर करता है - तथाकथित ब्रीडर आंख। पारंपरिक क्रॉसब्रीडिंग को भी समय और संसाधनों की एक बड़ी मात्रा की आवश्यकता होती है, क्योंकि यह नए पौधों के गुणों की खोज करने और प्रजातियों की विविधता बनाने के लिए संपूर्ण दृष्टिकोण का उपयोग करता है।

कई मामलों में, सब कुछ सिर्फ इसलिए होता है क्योंकि हमारे पास कुछ संपत्तियों के जीव विज्ञान में अंतराल होते हैं, ये अंतराल जीवविज्ञानियों की अगली पीढ़ियों द्वारा भरे जाएंगे , लेकिन अतीत में इस तरह के ज्ञान की कमी के बावजूद, यह प्रजनक को विभिन्न प्रकार के पौधों को बनाने और पैदावार बढ़ाने के लिए अद्भुत काम करने से नहीं रोक सका ।

प्लांट ब्रीडिंग का इतिहास "ब्लैक बॉक्स" से एक अधिक विकसित समझ है कि संयंत्र क्या करता है और अपने अद्वितीय गुणों का उपयोग करने के लिए सबसे अच्छा कैसे है। हमारे पूर्वजों ने महसूस किया कि उन पौधों के बीज बोने जिनमें अधिक फल या कम रोग थे, उन्हें अगले सीजन में अधिक उपज दी, लेकिन वे प्रजनन जीव विज्ञान के मामलों में अंधे बने रहे। बहुत बाद में, 17 वीं शताब्दी में, हम इस बारे में अधिक समझ गए कि पौधे कैसे प्रजनन करते हैं और कृत्रिम पार करना शुरू करते हैं। इसके तुरंत बाद, डार्विन और मेंडल ने आकर हमें प्राकृतिक चयन और आनुवांशिकी के नियम और यह सब ५० वर्षों तक करने के विचार दिए! और अब, -omics प्रौद्योगिकियों के हाल के प्रसार के साथ, हम पौधों के डीएनए पढ़ सकते हैं, के बारे में जानने के लिए प्रत्येकजीन विभिन्न पर्यावरणीय स्थितियों पर प्रतिक्रिया करता है और यह अनुमान लगाता है कि एक पौधा कितनी कुशलता से रसायनों का उत्पादन कर सकता है जिसके लिए हम उन्हें खाते हैं। यह ज्ञान जीनोमिक संपादन के मामले में और भी उपयोगी हो जाता है।

जैसे ही ब्रीडर या वैज्ञानिक ने एक उपयोगी एलील पाया है, जीनोमिक एडिटिंग की मदद से वे पीढ़ियों की एक श्रृंखला की आवश्यकता के बिना, इसे तुरंत एक और किस्म या पौधों की एक प्रजाति को तुरंत स्थानांतरित करने में सक्षम होंगे।

भविष्य में, जीनोमिक संपादन नए गुणों (एलील्स) को प्राप्त करने की प्रक्रिया को बदल सकता है। CRISPR- आधारित जीनोमिक एडिटिंग का उपयोग एक पौधे के जीनोम में प्रत्येक जीन को संपादित करने के लिए किया जा सकता है (या किसी विशेष प्रकार के प्रत्येक जीन - उदाहरण के लिए, R- जीन जो रोग प्रतिरोध के लिए ज़िम्मेदार हैं) इस प्रकार जानकारी का खजाना बना सकते हैं और संभावित उपयोगी अवशेषों को वापस डाल सकते हैं पहले से ही इस्तेमाल की जाने वाली पौधों की किस्में। CRISPR का उपयोग करके जीनोम एडिटिंग का असली शिखर अलग-अलग एलील बनाने की क्षमता है, जो यौन प्रजनन से अलग है।

जीनोमिक संपादन, मुझे लगता है, संयंत्र प्रजनन के लिए एक प्लग-एंड-प्ले मॉडल प्रदान कर सकता है।

मेरे अनुमान के अनुसार, भविष्य की चयन पाइपलाइन आधुनिक कन्वेयर के समान होगी। डिवाइसेक जैसे 1,000 वैज्ञानिक लेखों और पहलों के आंकड़ों का उपयोग करते हुए, शोधकर्ता संभावित रूप से अपने जीनोम को सीधे संपादित करके मॉडल पौधों की किस्मों में एलील के विभिन्न संयोजनों का परीक्षण करेंगे, संभवतः पूर्वानुमानात्मक विश्लेषण और गणितीय मॉडलिंग में विशेषज्ञों की मदद से। इन परिणामों के आधार पर एलील्स का चयन करने के बाद, वैज्ञानिक बड़ी संख्या में गैर-मॉडल पौधों की किस्मों पर इन परिवर्तनों का उपयोग करने, फ़ील्ड परीक्षण करने और नई किस्मों के बीजों का उत्पादन शुरू करने में सक्षम होंगे। यद्यपि इस प्रक्रिया को प्रभावित करने वाले बहुत सारे कारक हैं, लेकिन कृषि में सबसे बड़ा प्रभाव एक नई किस्म के परीक्षण के लिए आवश्यक पीढ़ियों की संख्या को कम करके प्राप्त किया जाएगा। दूसरे शब्दों में, तेजी से उत्पाद निर्माण।

पौधे की प्रतिरक्षा का अध्ययन करने वाले छात्र पौधे और कीट सह-विकास के जिगजैग मॉडल से परिचित हैं। यह मॉडल एक पौधे और उस पर हमला करने वाले रोगजनकों के बीच हथियारों की दौड़ का वर्णन करता है, और उनमें से कई पौधे से तेजी से विकासवादी परिवर्तन प्राप्त करते हैं। आधुनिक कृषि का कार्य इसके समान है। तेजी से बदलते कीटों और परिणामस्वरूप प्रणाली की स्थिरता की आवश्यकता के साथ यह सब करने के लिए उद्योग को जलवायु परिवर्तन के प्रभाव (अल्पावधि में अत्यधिक प्राकृतिक घटनाओं की बढ़ती संख्या और अधिक दूर की संभावनाओं में वैश्विक जलवायु परिवर्तन) के प्रभाव से निपटने के लिए लोगों की बढ़ती आबादी को खिलाने की जरूरत है।

समृद्धि का समाज कब होगा?

कृषि, निश्चित रूप से अतीत में इसी तरह की समस्याओं का सामना करना पड़ा है, उदाहरण के लिए, हरित क्रांति, जिसने पॉल एर्लिच की भविष्यवाणियों का खंडन किया , विशेष रूप से व्यापक रूप से जाना जाता है । यह क्रांति केवल इसलिए संभव थी क्योंकि इसका नेतृत्व नोबेल शांति पुरस्कार विजेता नॉर्मन बोरलॉग ने किया था , जिन्होंने किसानों के लिए नए पौधों की किस्में और मशीनीकरण उपकरण पेश किए।

अब हमने समान बाधाओं का सामना किया है, लेकिन इससे भी बड़े लोगों के साथ, और जगह में रहने का मतलब है पीछे की ओर बढ़ना।

नई कृषि प्रौद्योगिकियों के आगमन के समय जो चर्चा की गई थी, उनमें से अधिकांश: मार्करों का उपयोग करके अनाज और आनुवंशिक इंजीनियरिंग के चयन से संकरण तक। इनमें से कुछ तकनीकों को अपनाया गया है; लेकिन जेनेटिक इंजीनियरिंग कई बड़ी कंपनियों द्वारा एकाधिकार में बनी हुई है, कई देशों द्वारा खारिज कर दी गई है और केवल दूर के भविष्य में माना जाता है। क्या भाग्य जीनोमिक संपादन का इंतजार करता है?

रुको, क्या यह जीएमओ है?

यह सवाल मुझसे लगातार पूछा जाता है जब मैं जीनोमिक संपादन के बारे में बात करता हूं, और राज्य विनियमन के दृष्टिकोण से, यह प्रश्न है जो कृषि में इस तकनीक के भाग्य को पूरी तरह से निर्धारित करता है (मैं इस लेख में जीएमओ के विनियमन पर बहस में प्रवेश नहीं करना चाहता हूं, और मुझे लगता है कि स्थिति अभी तक निकट भविष्य में नहीं बदला है, खासकर यूरोप में)।

मूल प्रश्न का उत्तर देते हुए: मुझे ऐसा नहीं लगता - इस सरल कारण से कि आप संपादित पौधे और प्रकृति में पाए जाने वाले प्राकृतिक संस्करण के बीच का अंतर नहीं बता सकते । जीनोमिक एडिटिंग के परिणाम में आमतौर पर कोई ट्रांसजेन नहीं होता है (वे जीन जो किसी अन्य जीव से लिए गए हैं, प्रकृति में संशोधित एक में नहीं होते हैं) और, सभी संभावना में, औरउस पद्धति के अनुप्रयोग का कोई निशान नहीं होगा जिसके द्वारा संपादित किया गया होपौधों। यह नियामकों और सार्वजनिक समूहों के लिए एक अद्भुत समस्या है जो संपादन को जीएमओ बनाने के रूप में विचार करना चाहते हैं (यानी, इसके लिए समान कानून लागू करें)। आप इस क्षेत्र को कैसे नियंत्रित कर सकते हैं यदि आप नहीं जानते कि कौन से पौधे (यह प्राकृतिक है या बनाया गया है?) कानून किसका है, और कौन सा नहीं? बेशक, आप प्रजनन कंपनियों और प्रयोगशालाओं की जांच कर सकते हैं या बुनियादी अभिकर्मकों को प्राप्त करने की प्रक्रिया को बहुत कठिन (एक कठिन काम) बनाने की कोशिश कर सकते हैं, लेकिन क्या इससे समाज को निजी फर्मों और वैज्ञानिकों पर नजर रखने की जरूरत है जो व्यवसाय से संबंधित नहीं हैं? ग्रीनपीस या फ्रेंड्स ऑफ़ द अर्थ जैसे संगठन, "ऑर्गेनिक इंडस्ट्री" की तरह, जीनोमिक एडिटिंग उत्पादों को विनियमित करना चाहते हैं, लेकिन मैंने इस बारे में एक भी समझदारी भरा सुझाव नहीं देखा है कि यह कैसे आयोजित किया जा सकता है।

और अब एक अधिक मौलिक स्तर पर, जीनोमिक संपादन यादृच्छिक उत्परिवर्तन से कैसे भिन्न होता है? जैव रासायनिक एजेंटों (आरएनए और प्रोटीन) का उपयोग करके संपादन किया जाता है, जो यूवी या रासायनिक उत्परिवर्तनों की तुलना में अधिक सटीक रूप से कार्य करता है; मुख्य बात यह है कि अंतिम उत्पाद एक ही है - एक नया एलील के साथ एक पौधा। अब, आप यादृच्छिक उत्परिवर्तन पर विचार कर सकते हैं एक आनुवंशिक संशोधन प्रक्रिया। और आप बिल्कुल सही होंगे, क्योंकि आनुवंशिक सामग्री का एक संशोधन हैपौधों। लेकिन, यह समझना महत्वपूर्ण है कि देश दो कारणों से यादृच्छिक उत्परिवर्तन के लिए अपवाद बनाते हैं: ए) यह आधुनिक कृषि का हिस्सा है जिसे सभी (जैविक खेती सहित) और बी से बचा नहीं जा सकता है और परिणाम प्राकृतिक भिन्नता से भी अलग नहीं किया जा सकता है। इसलिए, हम कुछ भी नहीं के बारे में बहस कर रहे हैं , एक तकनीक को जीएमओ के रूप में और दूसरी को गैर-जीएमओ के रूप में वर्गीकृत करने की कोशिश कर रहे हैं । वैज्ञानिकों के लिए यह स्पष्ट है कि जीएमओ / गैर-जीएमओ में विभाजन प्रकृति में मौजूद नहीं है।

हमारे सवाल पर वापस जाएं:
"क्या यह जीएमओ है?" - तकनीकी रूप से, हाँ (जैसे दुनिया भर में "जैविक" किसानों द्वारा उगाए गए कई पौधे)।
"क्या यह महत्वपूर्ण है?" नहीं।

इन पौधों का मालिक कौन होगा?

एक अन्य सामान्य प्रश्न जो मुझसे पूछा जाता है जब मैं ट्रांसजेनिक प्लांट बनाने के लिए अपनी वर्तमान परियोजना का वर्णन करता हूं "क्या यह पेटेंट होगा?"। ग्रीनपीस जैसी बौद्धिक संपदा (पौधों की किस्मों) की रक्षा के लिए कई आलोचनाएं हैं: "मौजूदा जीवित जीव - पौधे और जानवर, उनके जीन की तरह, किसी का आविष्कार नहीं हैं और इसलिए उन्हें कभी भी पेटेंट या निजी रूप से नियंत्रित नहीं किया जाना चाहिए।" इस कथन का तात्पर्य यह है कि वर्तमान में हम जिन संस्कृतियों का उपयोग कर रहे हैं, वे "किसी के विकास नहीं हैं"। इसके जवाब में, मुझे उम्मीद है कि मैंने स्पष्ट रूप से दिखाया है कि कृषि किसानों, प्रजनकों और कौशल, और आधुनिक बायोटेक कंपनियों के कौशल पर निर्भर करती है। मकई की तस्वीर में, आप देख सकते हैं कि कैसे मानव सरलता ने एक ऐसी प्रणाली बनाई जो हर दिन अधिक लोगों को खिला सकती है।

थियोसिन को बाईं ओर दिखाया गया है - मकई के आनुवंशिक अग्रदूत, और दाईं ओर सामान्य रूप से घरेलू मक्का है। (c) जॉन डोब्ले

आधुनिक प्रौद्योगिकियों के विकास में बौद्धिक संपदा का अधिकार अत्यंत महत्वपूर्ण है और कानूनी परिस्थितियां कृषि में जीनोमिक संपादन के अनुप्रयोग में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएंगी।

अमेरिका और यूरोप में आईपी सुरक्षा प्रणालियों का संक्षिप्त विवरण

एक नई संयंत्र विविधता के आविष्कारक के पास आमतौर पर सुरक्षा के लिए दो विकल्प होते हैं - संयंत्र विविधता संरक्षण (PVP) या एक पेटेंट (आमतौर पर एक अमेरिकी पेटेंट)। पेटेंट वैज्ञानिक नवीनता का एक बड़ा हिस्सा है और मुख्य रूप से जैव प्रौद्योगिकी निगमों द्वारा डीएनए अनुक्रम के लिए एक पेटेंट के साथ बीज सामग्री की रक्षा के लिए या एक संयंत्र में जोड़ा गया है। पीवीपी का उपयोग प्रजनक द्वारा पारंपरिक तरीकों से किया जाता है; नवीनता के लिए कम कठोर मानदंड हैं, लेकिन सुरक्षा की थोड़ी कम डिग्री भी। उदाहरण के लिए, एक पेटेंट किसानों को पुन: बोने के लिए बीजों का उपयोग करने की अनुमति नहीं देता है, या ब्रीडर पेटेंट के आधार पर नई किस्मों का निर्माण करने की अनुमति देता है, जबकि पीवीपी करता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में, कई देशों के विपरीत, प्रजनन किस्मों के लिए पेटेंट की अनुमति है, साथ ही पौधों को बनाने के लिए तरीके,चूंकि वे नवीनता और गैर-स्पष्टता की कसौटी पर खरे उतरते हैं।

पेटेंट की मांग जरूर है! अनुरोध - नीली रेखा; पेटेंट प्राप्त - लाल। NoPatentsOnSeeds के अनुसार

यूरोप में, प्रजनकों को आमतौर पर पीवीपी प्राप्त होता है क्योंकि वे "अनिवार्य रूप से जैविक चयन प्रक्रिया" के लिए पेटेंट जारी नहीं करते हैं। हालांकि, स्थिति इतनी सरल नहीं है (ग्राफ देखें) और यूरोपीय पेटेंट कार्यालय (ईपीओ) के हालिया फैसले में नई किस्मों को प्राप्त करने की प्रक्रिया के बीच अंतर का परिचय दिया गया है (वे पेटेंट नहीं किए जा सकते हैं) और परिणाम (लेकिन वे यथासंभव अच्छे लगते हैं)। उदाहरण के लिए, ईपीओ ने पारंपरिक प्रजनन विधियों द्वारा प्राप्त सूखे सहिष्णु टमाटर के लिए इजरायल के कृषि मंत्रालय को एक पेटेंट जारी किया। यह यूरोपीय आयोग के फैसले की प्रतीक्षा करने के लायक है, जिसने इस स्थिति से निपटने का वादा किया था, फिलहाल वे कानूनी रूप से बाध्यकारी व्याख्या पर काम कर रहे हैं, जो व्युत्पन्न किस्मों पर पेटेंट को रोक सकता है।

वर्तमान में, यूरोप में आनुवंशिक इंजीनियरिंग के परिणामों का पेटेंट कराया जा सकता है, लेकिन पारंपरिक चयन का परिणाम नहीं है। यह स्थिति कुछ हद तक हैरान करने वाली है, क्योंकि अगर नियामकों का मानना है कि जीनोमिक संपादन एक गैर-जीएमओ तकनीक है, तो क्या पेटेंट कराना संभव है या खुद को पीवीपी तक सीमित रखना है? एक तरफ, यदि इसे एक आनुवंशिक संशोधन (इसलिए पेटेंट) माना जाता है, तो आवेदक कैसे साबित करेगा कि उसका शरीर अद्वितीय है (अर्थात, प्रकृति में कोई एलील नहीं है जो दावा किए गए जीव के साथ मेल खाएगा)?

एक अन्य बिंदु यह है कि पेटेंट कुछ तकनीकों के प्रसार को कैसे प्रभावित करते हैं। पेटेंट आविष्कारक को एक निश्चित समय (यूएसए में 20 वर्ष) के लिए एकाधिकार देता है। यह अन्य प्रजनकों द्वारा अन्य पौधों की किस्मों में आनुवंशिक रूप से संशोधित डीएनए के उपयोग को सीमित नहीं करता है, जब तक कि कोई अन्य प्रजनक ऐसा करने के लिए लाइसेंस नहीं खरीदता है। लेकिन अगर "संपादित" पौधे पीवीपी आवश्यकताओं के लिए उपयुक्त हैं, तो इन पौधों के एलील अन्य प्रजनकों और किसानों द्वारा व्यापक रूप से उपयोग किए जा सकते हैं (और सबसे अधिक संभावना है)। इसलिए, यह सवाल कि क्या उद्योग को एक संपादित जीनोम के साथ परियोजनाओं को लॉन्च करने के लिए प्रारंभिक निवेश की आवश्यकता होगी, वैध रहता है।

पैसा कहां से आएगा?

लगभग हर एग्रोबायोटेक कंपनी आज कम से कम कुछ संयंत्रों के संपादन में निवेश करती है। उदाहरण के लिए, एक छोटी अमेरिकी कंपनी, सिबस , पहले से ही इस साल हर्बिसाइड-प्रतिरोधी बलात्कार को छोड़ने की योजना बना रही है । यद्यपि यह विशेष संयंत्र एक और पुरानी तकनीक का उपयोग करके विकसित किया गया था, हम आत्मविश्वास से कह सकते हैं कि नए विकास CRISPR तकनीक पर आधारित होंगे। फिलहाल, CRISPR के लिए पेटेंट ब्रॉड इंस्टिट्यूट MIT और हार्वर्ड इंस्टीट्यूट, ड्यूपॉन्ट और कई अन्य संगठनों से हैं। जहां तक मैं समझता हूं, ड्यूपॉन्ट और कारिबौ बायोसाइंसेज (बर्कले से स्पिन-ऑफ) में कृषि प्रौद्योगिकी में सबसे मजबूत स्थिति है । लेकिन दूसरी ओर, प्रौद्योगिकी तेजी से विकसित हो रही है।और नए तरीके अन्य विश्वविद्यालयों और कंपनियों से आते हैं।

यहां महत्वपूर्ण बिंदु यह है कि यदि पेटेंट सुरक्षा केवल उत्पाद प्राप्त करने की विधि पर लागू होती है, लेकिन उत्पाद के लिए ही नहीं, तो क्या कंपनियां संपादन में निवेश करने के लिए तैयार हैं? संयुक्त राज्य में, जहां उत्पादों का पेटेंट कराया जा सकता है, वहां की स्थिति अलग है, लेकिन उदाहरण के लिए, मोनसेंटो को ~ 40% राजस्व संयुक्त राज्य में नहीं मिलता है, इसलिए यह अभी भी अमेरिका के लिए एक जरूरी मुद्दा है। यूएस के बाहर की कंपनियों के लिए, यह सब और भी महत्वपूर्ण है। इस वातावरण में नवाचार को प्रोत्साहित करने के लिए अधिक विचारशील बौद्धिक संपदा संरक्षण की आवश्यकता हो सकती है।

पहला कदम

लेख के कुछ बिंदु कुछ अटकलें हैं, लेकिन आश्चर्यजनक रूप से उनमें से अधिकांश नहीं हैं। CRISPR का उपयोग कर जीनोम संपादन विभिन्न प्रकार के पौधों - चावल और गेहूं , टमाटर और लेटस में किया गया था । संपादित पौधे बाजार में प्रवेश के करीब पहुंच रहे हैं: सिबस और ड्यूपॉन्ट दोनों पहले से ही क्षेत्र में परीक्षण कर रहे हैं।

इस सब के साथ, संयंत्र विशेषज्ञों को अभी भी ऐसे उपकरण विकसित करने की आवश्यकता है जो "प्लग एंड प्ले" मॉडल के विकास की अनुमति देंगे, जो ऊपर वर्णित था। जीनोमिक संपादन में पहला कदम स्थायी आनुवंशिक परिवर्तन हैऔर "अनड्रेस्ड" प्लांट सेल्स (प्रोटोप्लास्ट) के उत्थान और, मेरी राय में, अपर्याप्त वैज्ञानिक परियोजनाएं विभिन्न प्रजातियों के पौधों के ऊतकों की खेती के इस मूल कार्य पर काम कर रही हैं। हमें किसी विशेष जीन या जीनोमिक क्षेत्र में आनुवंशिक हस्तक्षेप के परिणामों की भविष्यवाणी करने के लिए सिस्टम में सुधार करने की भी आवश्यकता है; शायद पूर्ण-जीनोम मॉडल मदद कर सकते हैं। हमें अधिक शक्तिशाली फेनोटाइपिंग सिस्टम की आवश्यकता है, जैसे कि प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के लिए परीक्षण के लिए एकल-कोशिका प्रणाली। इसमें हमें बायोमेडिकल समुदाय से एक उदाहरण लेना चाहिए, जहां उदाहरण के लिए सेल संस्कृतियों की खेती के लिए माइक्रोफ्लुइड सिस्टम हैं, लेकिन पौधों के लिए? मानव जीनोम अनुक्रमण की लागत $ 1,000 प्रति जीनोम तक गिर गई है और अभी भी $ 100 / जीनोम तक गिरती है। इसी तरह की प्रगति पौधों के लिए आवश्यक है, शायद इससे भी अधिक, क्योंकि उनके जीनोम मनुष्यों की तुलना में अधिक जटिल हैं।

यह बिल्कुल स्पष्ट है कि कृषि में जीनोमिक संपादन का व्यापक उपयोग इस तकनीक को विनियमित करने के तरीके पर निर्भर करता है। इस विचार के समर्थक के रूप में, मेरा मानना है कि संयुक्त राज्य अमेरिका अपने विनियमन प्रणाली और बौद्धिक संपदा के संरक्षण के साथ सही रास्ते पर है। एफएओ और विश्व बौद्धिक संपदा संगठन में यूरोपीय संघ की महत्वपूर्ण भूमिका के मद्देनजर यूरोपीय आयोग की चर्चाएं भी बहुत महत्वपूर्ण हैं, भले ही यूरोप इतना भोजन नहीं बनाता हो।

जनसंख्या वृद्धि और जलवायु परिवर्तन की गतिशीलता को देखते हुए, यह स्पष्ट है कि वर्तमान प्रौद्योगिकियां दुनिया को नहीं खिलाएंगी। सबसे गंभीर झटका सबसे गरीब दक्षिणी देशों से आएगा जिनकी अर्थव्यवस्थाएं विकसित देशों की तरह कृषि पर सब्सिडी नहीं दे सकती हैं। यह संभव है कि अधिक टिकाऊ कृषि बनाने के लिए यह नई तकनीकों के लिए अधिक खुला होने और कम कुशल लोगों पर ध्यान केंद्रित न करने के लायक है । सबसे अधिक संभावना है कि यह भोजन की खपत को कम करने के लिए काम नहीं करेगा, लेकिन आप उस दक्षता को बढ़ा सकते हैं जिसके साथ हम इसका उत्पादन करते हैं।

कैसे जीनोमिक संपादन से कृषि में बदलाव आएगा। अगर हम अनुमति दें ...