Animal Care : अपेक्षित वैशिष्ट्यांच्या गाईंच्या पैदाशीचा मार्ग झाला मोकळा

Milk Production : नियंत्रक जनुके (Regulatory genes) ही अन्य जनुकांच्या कामावर नियंत्रण ठेवणारी जनुके असतात. अशी जनुके गाईमध्ये आनुवंशिकतेने येणाऱ्या दुग्धोत्पादन आणि प्रजननक्षमता यासह सुमारे ६९ टक्के पशू वैशिष्ट्यांसाठी जबाबदार असल्याचे संशोधनातून पुढे आले आहे. हे योगदान अपेक्षेपेक्षा ४४ टक्के अधिक आहे. विशेषतः माणसांमधील नियंत्रक जनुकांसंदर्भात झालेल्या मागील अभ्यासापेक्षा खूपच जास्त असल्याचे ‘सेल जिनोमिक्स जर्नल’मध्ये प्रकाशित झालेल्या संशोधन निष्कर्षातून दिसून येते. हे निष्कर्ष पशू आणि मानवी अनुवंशशास्त्रज्ञांच्या गटाने नोंदवले आहेत. त्याचा फायदा गोपालनासोबतच अन्य कृषिपूरक पशूंच्या प्रजनन व पैदास कार्यक्रमांची कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी होऊ शकतो. त्याच प्रमाणे सस्तन प्राण्यांच्या जनुकीय संरचनेमध्ये (जिनोम) इतक्या मोठ्या प्रमाणात ‘नॉनकोडिंग डीएनए’ का असतात, याचे दीर्घकालीन गूढ सोडविण्यासही मदत होऊ शकते.

मेलबर्न विद्यापीठ आणि अॅग्रिकल्चर व्हिक्टोरिया आणि ‘बेकर हार्ट अँड डायबिटीज इन्स्टिट्यूट’मध्ये संगणकीय शास्त्रज्ञ म्हणून कार्यरत असलेले रुईडोंग झियांग यांनी सांगितले, की आमच्या संशोधनामध्ये मोठ्या प्रमाणात नमुने आकार (सॅम्पल साइझ) ठेवण्यात आला होता. त्यामुळे जनुकांची अभिव्यक्ती आणि आरएनए स्प्लायसिंग वर परिणाम करणारे उत्परिवर्तन (म्युटेशन) हे अनेक वैशिष्ट्यांना आकार देण्यात महत्त्वाची भूमिका बजावत असल्याचे दिसून आले. सध्या बहुतांश जैववैद्यकीय विज्ञानाचा भर मानवी
जनुकीय संरचनेवर (ह्यूमन जिनोमिक्स) आहे. मात्र त्यासोबतच अन्य प्रजातींसंदर्भातही असेच मौल्यवान काम करण्याची आवश्यकता होती. ती या संशोधनातून पूर्ण होत आहे.

आपला बहुतेक जिनोम ‘नॉनकोडिंग’ डीएनएपासून बनलेला आहे. हे डीएनए प्रथिनांसाठी कोड करत नाहीत. मग या नॉनकोडिंग क्षेत्रांचे नेमके कार्य काय, हे एक रहस्य बनलेले होते. या नॉनकोडिंग प्रदेशातील अनेक जनुके शरीराचा आकार किंवा केसांचा रंग यांसारख्या विशिष्ट वैशिष्ट्यांशी संबंधित असावीत असा अंदाज शास्‍त्रज्ञ मांडत होते. त्याच प्रमाणे ही जनुके अन्य जनुकांच्या कामावर वेगवेगळ्या नियंत्रण ठेवण्याच्या कामात सहभागी राहून एखाद्या व्यक्तीच्या शारीरिक वैशिष्ट्यांसंदर्भात आपले योगदान देत असल्याचे मानले जाते होते. मात्र असे गुणधर्म निर्धारित करण्यात नियंत्रक जनुकांच्या भूमिकेचे समर्थन करणारे पुरावे फारच मर्यादित होते. उदा. अलीकडील मानवी अभ्यासातील एका अंदाजानुसार केवळ ११ टक्के गुण अनुवांशिकतेचे श्रेय जनुक अभिव्यक्ती बदलणाऱ्या नियंत्रक जनुकांना आहे.

झियांग म्हणतात, की यामुळेच ‘मिसिंग रेग्युलेशन’ नावाचा विरोधाभास निर्माण होतो. ‘उत्परिवर्तन (म्युटेशन) बदलणाऱ्या जनुकांची अभिव्यक्ती किंवा आरएनए स्प्लायसिंगद्वारे जनावरांच्या वैशिष्ट्यांमधील किती फरक स्पष्ट करता येऊ शकतो, या समस्येवर आम्ही लक्ष केंद्रित केले.
यासाठी संशोधकांच्या गटाने प्रथम ‘कॅटल जीनोटाइप-टिश्यू एक्सप्रेशन’ (CattleGTEx) या जनुकीय नकाशाचा वापर करून जनुक अभिव्यक्ती आणि आरएनए स्प्लायसिंग जनुकांसह नियंत्रक जनुकांचे मॉडेल तयार केले. त्यानंतर, त्यांनी १.२ लाखापेक्षा जास्त दुधाळ गायींच्या जनुकीय संरचना असलेल्या माहितीसाठ्यामध्ये नियंत्रक जनुकांमधील उत्परिवर्तनांमुळे वैशिष्ट्यांच्या आनुवांशिकतेवर कसा परिणाम केला, हे या मॉडेलद्वारे मोजले. विशेषतः दूध उत्पादन, स्तनदाह, प्रजनन क्षमता, स्वभाव आणि शरीराच्या आकाराशी संबंधित वेगवेगळ्या ३७ गुणधर्मांचे परीक्षण केले.

या अभ्यासातून नियंत्रक जनुके एकूण ३७ विश्‍लेषण केलेल्या गुणधर्मांपैकी सुमारे ६९ टक्के गुण अनुवांशिकतेसाठी जबाबदार असल्याचे आढळले. हे खरेतर आश्‍चर्यचकित करणारे होते. मग शास्त्रज्ञांनी अनेक प्रमाणीकरण चाचण्या करून पाहिल्या तरीही परिणाम किमान दुधाळ जनावरांसाठी सुसंगत मिळाल्यानंतर मात्र त्यांची खात्री पटली.

दूरवरची म्युटेशन्सही महत्त्वाची...
बहुतेक पूर्वीच्या अभ्यासाप्रमाणे केवळ जनुक अभिव्यक्तीच्या वेगवेगळ्या रूपांचे परीक्षण करणाऱ्या या अभ्यासामध्ये एकाच वेळी जनुक अभिव्यक्ती आणि आरएनए स्प्लायसिंग जनुकांचे परीक्षण करण्यात आले. त्यांनी कोडिंग क्षेत्रावर परिणाम करणाऱ्या जवळच्या म्युटेशन (cis) आणि दूरच्या म्युटेशन्स (trans) अशा दोन्ही प्रकारांचे परीक्षण करण्यात आले. या आधी झालेल्या बहुतेक अभ्यासामध्ये फक्त कोडिंगजवळच्या (cis) उत्परिवर्तनांवरील परिणामांचा विचार केला होता. या अभ्यासामध्ये दूरवरच्या म्युटेशन्सचा विचार केल्यामुळे अधिक अचूक विश्‍लेषण होण्यास मदत झाली.

शियांग यांनी सांगितले, की दूरवरच्या उत्परिवर्तनाच्या (ट्रान्स म्युटेशन्स) अभ्यासामुळेच हे दूरवरची नियंत्रण जनुके (ट्रान्स रेग्युलेटरी जीन्स) ही जवळच्या नियंत्रण जनुकांच्या उत्परिवर्तनाच्या परिणामांच्या तुलनेत वैशिष्ट्यांना आकार देण्यामध्ये थोडे कमी भूमिका निभावत असले तरी तेही अत्यंत महत्त्वाचे असल्याचे स्पष्ट झाले. हे निष्कर्ष निवडक पशूंच्या विशिष्ट गुणधर्म पुढे नेणाऱ्या वंशावळींची पैदास करू पाहणाऱ्यांसाठी वरदान ठरू शकतात.

भविष्यातील पैदास संशोधनाची दिशा...
जनुकाची अभिव्यक्ती आणि आरएनए स्प्लायसिंगशी संबंधित आनुवंशिक गुणांचे नकाशीकरण (मॅपिंग) करता येईल. त्यातून आपल्याला आनुवंशिक वैशिष्ट्यांवर आधारित जनुकांचा नकाशा तयार करता येईल. त्या आधारे कृषिपूरक व्यवसायातील वेगवेगळ्या सस्तन प्राण्यांच्या पैदास कार्यक्रमांना गती येईल, असे शियांग म्हणाले. आमच्या संशोधनाची पुढील पायरी म्हणजे या माहितीचा वापर करून पाहणे आणि वेगवेगळ्या वैशिष्ट्यांसाठी चांगले भविष्य सांगणारे मॉडेल तयार करणे ही असणार आहे. थोडक्यातच ही मॉडेल प्रणाली थोड्या फार फरकानंतर कृषी क्षेत्रापलीकडे मानव आणि अन्य प्राण्यांमधील जनुकीय अभ्यासासाठी मदत करू शकते.