क्रिस्पर (सिआरआइएसपिआर) को पूरा रुप क्लस्टर्ड रेगुलर्ली इन्टरस्पेस्ड सर्ट पालिन्ड्रोमिक रिपिट्स हो। केस नाइन एन्जाइमको नाम हो जुन प्रोटिनबाट बनेको हुन्छ। क्रिस्पर केस नाइन प्रविधि प्रयोग गरेर जिन सम्पादन गर्न सकिन्छ।
जिन वंशाणुगतको भौतिक र कार्यात्मक एकाइ हो। जिनहरू डिएनएबाट बनेका हुन्छन्। क्रिस्पर केस नाइन एउटा यस्तो प्रविधि हो जसको प्रयोग गरेर डिएनएमा भएको जिनलाई बदल्ने, निष्क्रिय पार्ने र डिएनएमा जिन थपघट गर्ने काम गर्न सकिन्छ। यो प्रविधिलाई मलिक्युलर सिजर (डिएनए काट्ने कैँची) पनि भन्ने गरिन्छ।
क्रिस्पर केस नाइन ब्याक्टेरिया र आर्कियामा पाइने प्रतिरक्षा प्रणाली हो। भाइरसले मानिसलाई जस्तै ब्याक्टेरियालाई पनि संक्रमण गर्नेगर्छ। भाइरसको संक्रमणबाट बच्न ब्याक्टेरियामा पनि प्रतिरक्षा प्रणाली हुन्छ। क्रिस्पर केस नाइन भाइरसको संक्रमणबाट बच्न ब्याक्टेरियाले प्रयोग गर्ने प्रतिरक्षा प्रणाली हो।
भाइरसले संक्रमण गर्दा संक्रमित ब्याक्टेरियाले भाइरसको डिएनएको भागको नक्कल बनाई जम्मा गरेर राख्छ। जब अर्कोपल्ट उही पहिलेकै भाइरसले उक्त ब्याक्टेरियालाई आक्रमण गर्छ, त्योबेला पहिले जम्मा गरेर राखिएको भाइरसको डिएनएलाई ब्याक्टेरियाले भाइरसकै विरुद्ध प्रयोग गर्छ।
नक्कल बनाएर राखिएको भाइरसको डिएनएबाट आरएनए बन्छ जसले पुनः आक्रमण गर्न आउने भाइरसको डिएनए काट्न केस नाइन एन्जाइमलाई सहयोग गर्छ। यसरी डिएनए काट्न डिएनएलाई नै प्रयोग गर्न सकिने ज्ञानको विकास भयो।
अध्ययन गर्दै जाँदा ब्याक्टेरियाले प्राकृतिक तरिकाले प्रयोग गरिरहेको यो विधि कृत्रिम रुपमा विकास गरी अन्य जीवको डिएनएमा भएको जिनलाई पनि सम्पादन गर्न सकिन्छ भन्ने कुराको आविष्कार भयो। क्रिस्पर केस नाइन प्रविधिको ‘ब्रेक थ्रु’ भएको अनुसन्धान सन् २०१२ मा ‘साइन्स’ जर्नलमा प्रकाशित भएको थियो।
क्रिस्पर केस नाइन प्रविधिको विकासमा धेरै वैज्ञानिकहरूले योगदान गरे पनि यसको विकासमा सबैभन्दा बढी योगदान भने इमानुएल सर्पन्टाएर र जेनिफर डोन्डा नामका दुई वैज्ञानिक महिलाले गरेका छन्। यो प्रविधि आविष्कार गर्छु भनेर भएको भने होइन।
विज्ञानका प्रयोगमा अनपेक्षित परिणाम आउनु कुनै नौलो कुरा पनि होइन। जिज्ञासा र प्रश्नले हामीलाई कहाँसम्म पुर्याउँछ भन्ने हामीले पहिले नै थाहा पाउन सक्दैनौँ। इमानुएल सर्पन्टाएर र जेनिफर डोन्डाले नयाँ किसिमको एन्टिबायोटिक विकास गर्न स्ट्रेप्टोकोकस नामको ब्याक्टेरियाको प्रतिरक्षा प्रणालीको अनुसन्धान गर्दागर्दै यो विधि विकास भएको हो।
सन् २०१२ मा आविष्कार भएको यो प्रविधि केही समयमै मानवहितको लागि सफल प्रयोग हुन थाल्यो। यो प्रविधि निकै नै क्रान्तिकारी भएको ठहर गर्दै इमानुएल सर्पन्टाएर र जेनिफर डोन्डालाई संयुक्त रुपमा सन् २०२० को रसायन शास्त्रतर्फको नोबेल पुरस्कारबाट सम्मानित गरियो।
क्रिस्पर केस नाइनलाई धेरै कारणहरूले ‘गेम चेन्जर’ को रुपमा लिइएको छ। जिन सम्पादन गर्ने पुराना प्रविधिको तुलनामा यो प्रविधि प्रयोग गर्न धेरै नै सजिलो छ। पहिले जिन सम्पादन गर्ने प्रविधि नगन्य प्रयोगशालामा उपलब्ध थिए भने क्रिस्पर केस नाइन प्रविधि धेरैको पहुँचमा सजिलै पुग्न सक्ने देखिन्छ।
क्रिस्पर केस नाइन प्रविधिको प्रयोगबाट जिन सम्पादनको काम छिटो गर्न सकिन्छ। यसले डिएनएको कुनै पनि खण्ड पहिलेका प्रविधिले भन्दा सही तरिकाले सम्पादन गर्नसक्छ। यो प्रविधि सस्तो पनि छ।
क्रिस्पर केस नाइनलाई किन क्रान्तिकारी प्रविधि मानिन्छ?
क्यान्सर विश्वमा मृत्युको दोस्रो ठूलो कारण हो। हजारौं वंशाणुगत रोगहरू पहिचान भइसकेका छन् जसमा धेरैजसोको प्रभावकारी उपचार विधि विकास हुन सकेको छैन। यो प्रविधिले क्यान्सरको नयाँ उपचार विधिको विकास गर्न र वंशाणुगत रोगको उपचारको सपनालाई साकार पार्न सकिने अवसर ल्याएको छ।
वैज्ञानिकहरूका अनुसार क्रिस्पर केस नाइन प्रविधिले क्यान्सर उपचारको क्षेत्रमा क्रान्तिकारी परिवर्तन ल्याउन सक्छ। मानिसमा गरिएका प्रारम्भिक परीक्षणहरूमा आशालाग्दा संकेतहरू पनि देखिएका छन्। डिएनएमा हुने परिवर्तनले (म्युटेशन) क्यान्सर निम्त्याउँछ। डिएनएमा भएको म्युटेशनलाई क्रिस्पर केस नाइन प्रविधिको प्रयोग गरी सच्याउन सकिने र क्यान्सर निको हुनेमा वैज्ञानिकहरू अशावादी छन्।
‘साइन्स’ जर्नलमा प्रकाशित पहिलो चरणको क्लिनिकल ट्रायलको नतिजाले क्रिस्पर केस नाइन क्यान्सर उपचारमा प्रयोग गर्न सकिने र सुरक्षित पनि रहेको देखाएको छ। ट्रायलमा प्रतिरक्षा प्रणालीको कोष ‘टी– सेल’ लाई आनुवंशिक रुपमा बदलेर क्यान्सरको उपचारमा प्रयोग गरिएको थियो।
टी– सेल हाम्रो प्रतिरक्षा प्रणाली सक्रिय पार्ने कोष हो जसले शरीरभित्र कुनै खतरा छ भन्ने थाहा पाउने गर्छ। त्यसले शरीरमा क्यान्सर फैलाउन सक्ने कोषहरूलाई पनि आक्रमण गर्छ। टी–सेलले क्यान्सर कोषिकाहरूलाई राम्रोसँग पहिचान गरेर नष्ट गर्न सकोस् भनेर आनुवंशिक रुपम परिमार्जन गरिएको थियो। यो प्रयोगमा उपचार प्रतिरोधी क्यान्सरका बिरामीबाट टी–सेल निकाली जिन सम्पादन गरेर पुनः बिरामीको शरीरमा पठाइएको थियो।
यो प्रविधिलाई वंशाणुगत रोगहरूको उपचारमा पनि प्रयोग गर्न सकिने प्रारम्भिक अध्ययनहरूले देखाएका छन्। कुनै जिन वा क्रोमोजोममा म्युटेशनको कारणले हुने रोगलाई वंशाणुगत रोग भनिन्छ। वंशाणुगत रोग आमाबाबुबाट बच्चामा सर्छ।
वैज्ञानिकहरूले पहिलो पटक सन् २०१७ मा क्रिस्पर केस नाइन प्रविधि प्रयोग गरी मानव भ्रुणमा जिन सम्पादन गरेर मुटुको गम्भीर रोग निम्त्याउने म्युटेशनलाई सच्चाएका थिए। त्यो ‘ब्रेक थ्रु’ ले कुनै दिन बालबालिकाहरूलाई सयौँ वंशाणुगत रोगबाट बचाउन सकिने सम्भावना बढाएको छ।
‘साइन्स’ जर्नलमा प्रकाशित लेखअनुसार वंशाणुगत अन्धोपनाको उपचारमा क्रिस्पर केस नाइन प्रविधिको प्रयोग गरेर गरिएको प्रारम्भिक परीक्षणले सफलताको संकेत देखाएको छ। डिएनएमा रहेको हेमोग्लोबिन जिनमा हुने म्युटेशनले सिकल सेल एनिमिया हुन्छ।
सन् २०१९ मा भिक्टोरिया ग्रे नाम गरेकी सिकल सेल एनिमियाकी बिरामीमा एउटा प्रयोग गरियो। डिएनएमा रहेको सिकल सेल एनिमियाको लागि जिम्मेवार भागलाई क्रिस्पर केस नाइन प्रविधिको प्रयोग गरेर सम्पादन गरेपछि भिक्टोरिया ग्रे विस्तारै-विस्तारै निको भइन्। भिक्टोरिया ग्रे सिकल सेल एनिमिया नामक वंशाणुगत रोगबाट मुक्त भइन्।
यो प्रविधि कृषि क्षेत्रमा पनि उत्तिकै उपयोगी हुने देखिन्छ। जनावर र खाद्य बालीको डिएनए सम्पादन गरी हामीलाई चाहिने विशेष गुण भएका खाद्य बाली र जनावर उत्पादन गर्न सकिन्छ। यो प्रविधिको प्रयोग गरी सुक्खा सहने, पोषकतत्त्व बढी हुने र किरा प्रतिरोधी बालीको विकास गर्न थालिएको छ जसले खाद्यसुरक्षामा सुधार ल्याउने आशा गरिएको छ।
जापानमा क्रिस्पर सम्पादित उच्च पौष्टिक गुण भएको टमाटर र छिटो उत्पादन दिने माछाको बिक्री वितरण सुरु भइसकेको छ।
‘नेचर प्लान्ट्स’ जर्नलमा प्रकाशित अनुसन्धान नतिजाअनुसार क्रिस्पर केस नाइन प्रविधिले जिन सम्पादन गरी सूर्यको प्रकाशमा पर्दा ‘भिटामिन डि’ जम्मा गर्ने टमाटरको बिरुवा विकास गरिएको छ। जसले ‘भिटामिन डि’ को कमीबाट हुने स्वास्थ्य समस्याबाट बच्न सघाउने छ। विभिन्न अध्ययनअनुसार हाल विश्वमा एक अर्बभन्दा बढी मानिसमा ‘भिटामिन डि’ को कमी छ।
क्रिस्पर केस नाइनका जोखिमहरू
अथाह सम्भावनासँगै यसका केही जोखिमहरू पनि छन्। हेरफेर गरिएको जिन अन्य जीवहरूमा सर्नसक्छ र वातावरणमा रहने जोखिम रहन्छ।
जिन सम्पादन गर्दा क्यान्सरलगायत अन्य आनुवंशिक समस्या उत्पन्न हुनसक्छ। यसको दुरुपयोगले मानव समाजको विकास क्रमलाई नै चुनौती थपिन सक्छ।
(लेखक नेप्लिज फार्मिङ इन्स्टिच्युट डिल्लिबजार, काठमाडौंमा अनुसन्धान अधिकृतको रुपमा कार्यरत छन्।)
