റബർ മരത്തിന്റെ ജനിതകരഹസ്യം വെളിപ്പെടുന്നു, രാജ്യത്തെ ഏറ്റവും വലിയ സസ്യ ജനിതകഘടന

ഇന്ത്യയുടെ റബർ ബോർഡിനു കീഴിലുള്ള റബർ റിസർച്ച് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ഇന്ത്യ (ആർ‌ആർ‌ഐ‌ഐ) തങ്ങളുടെ  ഏറ്റവും പ്രചാരമുള്ള ഇന്ത്യൻ ഹൈബ്രിഡ് റബ്ബർ ക്ലോണായ ആർ‌ആർ‌ഐ‌ഐ105 (RRII105 ) ന്റെ  മുഴുവൻ ജീനോമും ( ജനിതകശ്രേണീഘടന) ഡീകോഡ് ചെയ്തുകൊണ്ട് ഗവേഷണത്തിൽ വലിയ വഴിത്തിരിവ് നേടിയിരിക്കുന്നു. റബ്ബർ മരങ്ങളുടെ ജനിതക ശേഷി മെച്ചപ്പെടുത്താൻ ലക്ഷ്യമിട്ടുള്ള ഗവേഷണത്തെ ഇത് മാറ്റിമറിക്കുമെന്നാണ് പ്രതീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നത്. കൂടുതൽ റബറും തടിയും ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്നതും, ഒപ്പം കീടങ്ങളെയും രോഗങ്ങളെയും പ്രതികൂല കാലാവസ്ഥയെയും മികച്ച രീതിയിൽ നേരിടാൻ കഴിയുന്നതുമായ ക്ലോണുകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിന് ഇത് സഹായകരമാകും.

∙ ഇന്ത്യൻ റബർ ഗവേഷണ കേന്ദ്രത്തിന്റെ നേട്ടം

നാലിനം നൈട്രജൻ ബേസുകൾ ശ്രേണിയായി കൂട്ടിച്ചേർത്താണ് ജീവികളുടെ  ജനിതക ഘടന സംവിധാനം ചെയ്യപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത്. 1.47 ഗിഗാ ബേസുകളുടെ (അതായത് 1,47 ബില്ല്യൺ ബേസുകൾ) വലുപ്പമുള്ള ആർ‌ആർ‌ഐ‌ഐ105 ന്റെ ജീനോം സീക്വൻസിന്റെ കരട് രൂപം 94% പൂർ‌ണ്ണതയോടെ നേടിയതായി റബർ റിസർച്ച് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ഇന്ത്യ പറയുന്നത്. ഒരു ഡി നോവോ അസം‌ബ്ലെഡ് സസ്യ ജീനോമിന് ലഭിക്കാവുന്ന മികച്ച ഫലമാണിതെന്ന് കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. ഇല്ലുമിന, പാക്ബിയോ, റോച്ചെ 454 പോലുള്ള എൻ‌ജി‌എസ് ( നെക്സ്റ്റ് ജനറേഷൻ സീക്വൻസിങ്ങ് ) പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഡീപ് സീക്വൻസിംഗിൽ നിന്ന് ലഭിച്ച ജീനോം സീക്വൻസ് ഡേറ്റ ഉപയോഗിച്ചാണ് ജീനോം അസംബ്ലി പൂർത്തിയാക്കിയിരിക്കുന്നത്. ജനറേറ്റുചെയ്ത സീക്വൻസ് ഡേറ്റ മികച്ച നിലവാരമുള്ളതും റബ്ബറിന്റെ ജീനോമിന്റെ 200 മടങ്ങ് കൂടുതൽ ഉൾക്കൊള്ളാൻ പര്യാപ്തവുമാണ്. പൂർത്തിയാക്കിയ ജീനോം അസംബ്ലി ഇന്ത്യയിൽ നിന്ന് ഇന്നുവരെയുള്ള ഏറ്റവും വലിയ സസ്യ ജീനോം ആണെന്ന പ്രത്യേകത കൂടിയുണ്ട്.

∙ എന്താണ് ജീനോം?

ഒരു ജീവിയുടെ സമ്പൂർണ്ണ ഡിഎൻ‌എയാണ് ജീനോം എന്നറിയപ്പെടുന്നത്. ജീവജാലങ്ങളുടെ ജനിതകവസ്തുവാണ് ഡിഎൻഎ തന്മാത്രകൾ. കൂടാതെ ജീവിയുടെ എല്ലാ ജീവിതപ്രക്രിയകളെയും നിയന്ത്രിക്കുന്ന എല്ലാ ജീനുകളും ജീനോമിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. ഡിഎൻഎയുടെ അടിസ്ഥാന ബിൽഡിംഗ് ബ്ലോക്കുകളായ A, T, G, C എന്നീ നൈട്രജൻ ബേസ് തന്മാത്രകളുടെ രേഖീയ ക്രമീകരണം തിരിച്ചറിയുന്നതാണ് ജീനോം ഡീകോഡിങ്ങ്. ഈ നാല് നൈട്രജൻ ബേസ് തന്മാത്രകളുടെ ക്രമമാറ്റങ്ങളുടെയും സംയോജനങ്ങളുടെയും എണ്ണം നമ്മൾ സാധാരണയായി ജീനുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്ന ജീവിത കോഡുകളായി മാറുന്നു. ശാരീരിക പ്രവർത്തനങ്ങൾക്കാവശ്യമായ പ്രോട്ടീൻ തന്മാത്രകൾ നിർമിക്കാനുള്ള സന്ദേശം നൽകുന്നത് പാരമ്പര്യ ഘടകങ്ങളായ ജീനുകളാണ്.

ഒരു കോശത്തിന്റെ മുഴുവൻ ജീനോമിക് ഡിഎൻ‌എ സീക്വൻസിന്റെ വിശകലനമാണ് ഹോൾ-ജീനോം സീക്വൻസിംഗ്. ഇത് ഒരു വ്യക്തിയുടെ ഡി‌എൻ‌എയിലെ എല്ലാ ന്യൂക്ലിയോടൈഡുകളുടെയും ക്രമം നൽകുന്നു. മുഴുവൻ ജീനോം സീക്വൻസിംഗിന് ജീനോമിന്റെ ഏത് ഭാഗത്തെയും വ്യതിയാനങ്ങൾ നിർണയിക്കാനാകും. ഈ വ്യതിയാനങ്ങളാണ് ഒരു ജീവിവർഗത്തിലെ, അത് ഒരു സസ്യമോ മൃഗമോ മനുഷ്യനോ സൂക്ഷ്മജീവിയോ ആകട്ടെ, വ്യക്തികളുടെ പെരുമാറ്റത്തിന് കാരണമാകുന്നത്. റബറിന്റെ കാര്യമെടുക്കുക. ഇവിടെ വ്യത്യസ്ത സ്വഭാവമെന്നാൽ പല തരം ക്ലോണുകളുടെ വളർച്ചയും ഉൽ‌പാദനക്ഷമതയും, കീടങ്ങളോടും രോഗങ്ങളോടുമുള്ള സഹിഷ്ണുത, കാലാവസ്ഥാ അനുരൂപണം മുതലായവയാണ്. റബ്ബർ കൃഷിക്ക് വളരെയധികം പ്രസക്തമായ മേൽ പറഞ്ഞ ഗുണങ്ങളിൽ ക്ലോണുകൾ എങ്ങനെ വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു എന്നതിന്റെ സൂചന സീക്വൻസിങ്ങ് വഴി ലഭിക്കുന്നു.

∙ വലിയ വെല്ലുവിളി, അതുല്യമായ നേട്ടം

കോവിഡ് മഹാമാരി കളം നിറയുന്ന ഈ  ദിവസങ്ങളിൽ വൈറസ് വകഭേദങ്ങളുടെ ജീനോം സീക്വൻസിങ്ങ് അഥവാ ജനിതക ശ്രേണീകരണവും അവയുടെ ജനിതകശ്രേണിയിലെ വ്യതിയാനങ്ങളും ( മ്യൂട്ടേഷനുകൾ ) ദൈനംദിന വാർത്തകളാണ്. 

കോവിഡ്- 19 വൈറസിന് ഏകദേശം 30,000 ബേസുകളുടെ ജീനോം വലുപ്പം മാത്രമാണുള്ളത്. എന്നാൽ കൊറോണ വൈറസിനേക്കാൾ 50,000 മടങ്ങ് വലുപ്പമുള്ളതും വളരെ സങ്കീർണവു ജീനോമാണ് റബറിനുള്ളത്. മുഴുവൻ ജീനോമിനെയും ക്രമപ്പെടുത്തുകയും അർഥവത്തായ രൂപത്തിൽ കൂട്ടിച്ചേർക്കുകയും പ്രത്യേക താൽപ്പര്യമുള്ള ജീനുകളെ വ്യാഖ്യാനിക്കുകയും ചെയ്യുക അങ്ങേയറ്റം വെല്ലുവിളി നിറഞ്ഞ ദൗത്യമാണ്.

മുഴുവൻ ജീനോം സീക്വൻസിംഗും അസംബ്ലിയും ജീവിയുടെ ഡീകോഡ് ചെയ്ത ജീനോമിന്റെ ഏറ്റവും സമഗ്രമായ സ്വഭാവം നൽകുന്നു. ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ കാർഷിക സ്വഭാവങ്ങളുള്ള റബർ ക്ലോണുകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിന് ഇത് അഭൂതപൂർവമായ സാധ്യതകൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.

∙ റബർ ജീനോം സീക്വൻസിംഗിന്റെ  ഗുണങ്ങൾ 

റബറിലെ പ്രജനന ചക്രം (അതായത്, ഒരു പുതിയ ക്ലോൺ വികസിപ്പിക്കുന്നതിനും പരിശോധിക്കുന്നതിനും പുറത്തിറക്കുന്നതിനും എടുക്കുന്ന സമയം) ഏകദേശം 23-25 ​​വർഷമാണ്. മുഴുവൻ ജീനോം വിവരങ്ങളുടെയും സഹായത്തോടെ ഈ കാലയളവ് പകുതിയായി കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും.

കൃഷിയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് പ്രാധാന്യമുള്ള സ്വഭാവങ്ങളുടെ ജീനുകൾ വ്യാഖ്യാനിക്കുന്നത് കീടങ്ങളോടും രോഗങ്ങളോടും സഹിഷ്ണുത പുലർത്തുന്ന സ്മാർട് ക്ലോണുകൾ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിനുള്ള കാര്യക്ഷമതയും കൃത്യതയും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു. ഉയർന്ന റബർ, തടി ഉൽപാദന സാധ്യത, കുറഞ്ഞ ഗർഭാവസ്ഥകാലയളവ്, ആഗോളതാപനവുമായി പൊരുത്തപ്പെടൽ, കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനവുമായി ചേർന്നുപോകൽ എന്നിവയിലൊക്കെ ഭാവിയിൽ നേട്ടമുണ്ടാക്കാം. ജനിതക വ്യതിയാനം വരുത്തിയ ജി‌എം റബർ നിർമിക്കുന്ന പ്രക്രിയ ഇനി കൂടുതൽ വേഗത്തിലാകും. CRISPR / Cas -9 ജീൻ എഡിറ്റിംഗ് റബ്ബറിൽ സാധ്യമാകാനുള്ള വഴിയും ഇതുവഴി തുറക്കുകയാണ്.

പരമ്പരാഗത ബ്രീഡിംഗിലൂടെയും ഏറ്റവും പുതിയ തന്മാത്രാബ്രീഡിംഗ് സമീപനങ്ങളിലൂടെയും സ്വാഭാവിക റബറിന്റെ ജനിതക മെച്ചപ്പെടുത്തലിനുള്ള ശക്തമായ ഉപകരണമാണ് മുഴുവൻ ജീനോം സീക്വൻസിങ്ങ് വഴി ഗവേഷകർ സ്വന്തമാക്കിയിരിക്കുന്നത്.

∙ ഭാവി പ്രതീക്ഷകൾ

ഉയർന്ന വിളവ്, രോഗസഹിഷ്ണുത, കാലാവസ്ഥാഅനുരൂപണം, ടിപിഡി രോഗ പ്രതിരോധം എന്നിവയ്ക്ക് ഉത്തരവാദികളായ ജീനുകൾ ഏതാണ് എന്നതു പോലുള്ള അതിപ്രധാനമായ വിവരങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കുന്നതിന് ലഭ്യമായ ജീനോം വിവരങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കാം. ഉയർന്ന വിളവ് ലഭിക്കുന്ന ഇനങ്ങളെ ശൈശവദശയിൽ തന്നെ  തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിനുള്ള രീതികൾ (തന്മാത്രാ മാർക്കറുകൾ ഉപയോഗിച്ച്) ആർ‌ ആർ‌ ഐ‌ ഐയുടെ ഗവേഷണ ലാബുകളിൽ‌ തന്നെ വികസിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. അതുവഴി റബ്ബർ‌ ബോർ‌ഡിൽ‌ നിന്നും കർഷകർ‌ക്ക് ഭാവിയിൽ കൂടുതൽ മികച്ച ക്ലോണുകൾ‌ ലഭിക്കുമെന്നും കരുതാം. മെച്ചപ്പെട്ട വിളവ്, അലർജി ഫ്രീ ലാറ്റക്സ്, കാലാവസ്ഥ യോടുള്ള ചേർച്ച എന്നിവയിൽ മികച്ച പ്രകടനം കാഴ്ചവയ്ക്കുന്ന ജിഎം റബ്ബർ പ്ലാന്റുകളുടെ രൂപകൽപ്പനയ്ക്കും ഈ വിവരങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കപ്പെടാം. ജനിതക ശ്രേണികരണ പദ്ധതിയുടെ പൂർത്തീകരണം രാജ്യത്തെ റബ്ബർ കൃഷിയിൽ മുൻപന്തിയിൽ എത്തിക്കുമെന്നാണ് പ്രതീക്ഷ.

ചൈന, മലേഷ്യ, തായ്‌ലൻഡ്, ജപ്പാൻ എന്നിവയാണ് റബർ ജീനോം സീക്വൻസിംഗ് നടത്തിയ മറ്റ് രാജ്യങ്ങൾ. ആർ‌ആർ‌ഐ‌ഐ ഡയറക്ടർ ഡോ. ജെയിംസ് ജേക്കബ് ആണ് ഈ പ്രോജക്റ്റിന് നേതൃത്വം നൽകിയത്. ഡോ. ആർ. ജി.കാല, ഡോ. താക്കൂർദാസ് സാഹ, ഡോ. എ. തുളസിധരൻ, ആർ. അനന്തരാമൻ, ഡോ. കെ.യു. തോമസ്, ഡോ. ബിന്ദു റോയ്, ഡോ. എം. ബി. മുഹമ്മദ് സാതിക്, ഡോ. മോളി തോമസ്, ഡോ. ഷാജി ഫിലിപ്പ്, മിനിമോൾ രവീന്ദ്രൻ എന്നിവരായിരുന്നു ഗവേഷണ സംഘത്തിലെ അംഗങ്ങൾ.

English Summary: Kerala’s Rubber Research Institute of India decodes entire genome of popular hybrid rubber clone