वैज्ञानिकों ने कोशिका विभाजन में सक्षम नई सिंथेटिक कोशिका विकसित की
स्रोत:द हिंदू ↗
क्यों मायने रखता है
यह विकास बॉटम-अप बायोइंजीनियरिंग (bottom-up bioengineering) के क्षेत्र में एक अग्रणी कदम का प्रतिनिधित्व करता है। साधारण आनुवंशिक संशोधन (genetic modification) से आगे बढ़कर, निर्जीव रसायनों से स्वतः प्रजनन करने वाले कृत्रिम जीवन का निर्माण जीवन की हमारी परिभाषा को चुनौती देता है। यह सीधे तौर पर GS3 विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी (जैव प्रौद्योगिकी की उपलब्धियां, कार्टाजेना प्रोटोकॉल जैसे नैतिक/नियामक ढांचे) और GS4 (कृत्रिम जीवन के निर्माण की नैतिकता) से संबंधित है।
सारांश
यह लेख एक महत्वपूर्ण वैज्ञानिक सफलता का विवरण देता है: एक ऐसे सिंथेटिक (कृत्रिम) सेल का विकास जो स्वतंत्र रूप से पोषण प्राप्त कर सकता है, विकसित हो सकता है और विभाजित हो सकता है। निर्जीव घटकों से एक कार्यात्मक कृत्रिम सेल का यह बॉटम-अप इंजीनियरिंग (bottom-up engineering) निर्माण जीवन के मूल स्तंभों की नकल करता है। यह पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति को समझने, स्मार्ट ड्रग डिलीवरी (दवा वितरण) को उन्नत करने और आत्मनिर्भर बायोरेमेडिएशन (bioremediation) उपकरण बनाने के लिए गहरे निहितार्थ रखता है, साथ ही महत्वपूर्ण नैतिक और जैव-सुरक्षा (biosafety) संबंधी चिंताओं को भी उठाता है।
मुख्य बिंदु
- वैज्ञानिकों ने एक नया कृत्रिम सेल (synthetic cell) विकसित किया है जो जीवन की तीन मूलभूत प्रक्रियाओं की नकल करता है: भोजन करना (पोषक तत्वों का ग्रहण और चयापचय/metabolism), बढ़ना (झिल्ली या मेम्ब्रेन का विस्तार), और विभाजित होना (प्रजनन/विभाजन)।
- यह बॉटम-अप सिंथेटिक बायोलॉजी (bottom-up synthetic biology) में एक महत्वपूर्ण सफलता का प्रतिनिधित्व करता है, जहां मौजूदा जीवित जीवों को विघटित करने के बजाय निर्जीव जैव रासायनिक घटकों (लिपिड, प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड) का उपयोग करके नए सिरे से जीवंत प्रणालियों का निर्माण किया जाता है।
- यह कृत्रिम कोशिका विशाल लिपिड वेसिकल (giant lipid vesicles) का उपयोग करती है जो चयापचय (metabolic) प्रतिक्रियाओं को संचालित करने के लिए सक्रिय रूप से पोषक तत्वों का आयात करते हैं, जिससे झिल्ली (membrane) का विस्तार होता है और अंततः यह स्वतः ही विभाजित होकर संतति कोशिकाओं (daughter cells) में बदल जाती है।
- यह शोध एबायोजेनेसिस (abiogenesis - जीवन की उत्पत्ति) के बारे में गहरी समझ प्रदान करता है, और यह दर्शाता है कि जटिल जीनोमिक तंत्र (genomic machinery) के विकसित होने से पहले शुरुआती प्रीबायोटिक प्रोटोसेल्स (prebiotic protocells) ने किस प्रकार उपापचय (metabolism) को बनाए रखा और खुद को रेप्लिकेट (स्व-प्रतिकृति) किया होगा।
- इसके संभावित वास्तविक अनुप्रयोगों में लक्षित (टारगेटेड), स्मार्ट ड्रग डिलीवरी सिस्टम (जो लक्षित ट्यूमर की खोज कर स्थानीय ट्यूमर माइक्रोएन्वायरमेंट के संसाधनों का उपभोग करते हैं, और विभाजित होकर दवाओं को जारी करते हैं) तथा पर्यावरणीय बायोरेमेडिएशन (माइक्रोप्लास्टिक जैसे प्रदूषकों को खाना और उन्हें नष्ट करना) शामिल हैं।
महत्वपूर्ण शब्द
बायोसेफ्टी पर कार्टाजेना प्रोटोकॉल (Cartagena Protocol on Biosafety)
जैविक विविधता पर अभिसमय (Convention on Biological Diversity) के तहत एक अंतरराष्ट्रीय संधि, जो जैव प्रौद्योगिकी के जोखिमों से जैव विविधता की रक्षा करने के लिए जीवित संशोधित जीवों (LMOs) के सीमा पार आवागमन, पारगमन, हैंडलिंग और उपयोग को विनियमित करती है।
UPSC context
GS Paper III (पर्यावरण और जैव विविधता) के लिए महत्वपूर्ण, जो अंतर्राष्ट्रीय संधियों, जैव सुरक्षा विनियमों और आनुवंशिक रूप से संशोधित जीवों (GMOs) का परीक्षण करता है।
जैव विविधता पर अभिसमय (Convention on Biological Diversity)
1992 के रियो पृथ्वी शिखर सम्मेलन (Rio Earth Summit) में हस्ताक्षर के लिए खोला गया एक प्रमुख बहुपक्षीय समझौता, जिसका उद्देश्य जैविक विविधता का संरक्षण, इसके घटकों का सतत उपयोग और आनुवंशिक संसाधनों से होने वाले लाभों का निष्पक्ष और न्यायसंगत बंटवारा सुनिश्चित करना है।
UPSC context
GS Paper III (Environment) के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण, जो वैश्विक संरक्षण ढांचों (conservation frameworks), रियो कन्वेंशनों (Rio Conventions) और अंतर्राष्ट्रीय पारिस्थितिक नीतियों का परीक्षण करता है।
जे. क्रेग वेंटर इंस्टीट्यूट (J. Craig Venter Institute)
एक गैर-लाभकारी अनुसंधान संगठन जो जीनोमिक विज्ञान और सिंथेटिक जीवविज्ञान में अग्रणी कार्य के लिए प्रसिद्ध है, और जिसने विशेष रूप से पहला कार्यात्मक सिंथेटिक बैक्टीरियल जीनोम तथा न्यूनतम जीवित कोशिकाएं (minimal living cells) बनाई हैं।
UPSC context
GS पेपर III (विज्ञान और प्रौद्योगिकी) के लिए प्रासंगिक, जो सिंथेटिक बायोलॉजी, जेनेटिक्स और जैव प्रौद्योगिकी के मील के पत्थरों में प्रगति का परीक्षण करता है।
मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट ऑफ बायोकेमिस्ट्री
आणविक जीव विज्ञान (molecular biology) और बॉटम-अप सिंथेटिक बायोलॉजी (bottom-up synthetic biology) में अग्रणी एक विश्व स्तरीय जर्मन अनुसंधान संस्थान, जो बिल्कुल नए सिरे से कोशिकीय मॉड्यूल और न्यूनतम स्व-विभाजित होने वाली झिल्लियों (minimal self-dividing membranes) के पुनर्निर्माण पर ध्यान केंद्रित कर रहा है।
UPSC context
GS पेपर III (विज्ञान और प्रौद्योगिकी) के लिए प्रासंगिक, जिसमें उभरते जैव प्रौद्योगिकी क्षेत्रों, अंतर्राष्ट्रीय वैज्ञानिक अनुसंधान और सेलुलर इंजीनियरिंग का परीक्षण शामिल है।
टोक्यो विश्वविद्यालय
एक अग्रणी जापानी संस्थान जिसके शोधकर्ताओं ने बॉटम-अप सिंथेटिक बायोलॉजी (synthetic biology) में अग्रणी सफलताएं हासिल की हैं, जिसमें DNA एम्प्लीफिकेशन (amplification) से जुड़े स्व-प्रजनन करने वाले कृत्रिम लिपिड वेसिकल्स (artificial lipid vesicles) शामिल हैं।
UPSC context
यह GS Paper III (Science & Technology) के लिए प्रासंगिक है, जो नैनोटेक्नोलॉजी और कृत्रिम कोशिका प्रणालियों (artificial cell systems) में अंतर्राष्ट्रीय सहयोगात्मक अनुसंधान और महत्वपूर्ण खोजों (breakthroughs) का परीक्षण करता है।
प्रारंभिक ट्रैप
सिंथेटिक कोशिकाओं (synthetic cells) का उपयोग करने वाली बायोरेमेडिएशन (जैव-उपचार) तकनीकें प्रदूषित पारिस्थितिक तंत्र से सीसा (lead) और कैडमियम जैसी जहरीली भारी धातुओं को विघटित और समाप्त कर सकती हैं।
अकार्बनिक भारी धातुओं को जैविक प्रक्रियाओं द्वारा विघटित या नष्ट नहीं किया जा सकता है; उन्हें केवल रासायनिक रूप से परिवर्तित, जैव-संचित (bio-accumulated) या स्थिर (immobilized) किया जा सकता है। केवल कार्बनिक प्रदूषकों का ही वास्तविक रूप से विघटन होता है।
संबंधित अवधारणाएँ
बायोसेफ्टी पर कार्टाजेना प्रोटोकॉल (Cartagena Protocol on Biosafety) की मुख्य विशेषताएं क्या हैं?
- मूल संधि: यह वर्ष 2000 में अपनाए गए जैव विविधता अभिसमय (CBD) का एक पूरक समझौता है।
- प्राथमिक उद्देश्य: यह अंतरराष्ट्रीय सीमाओं के पार जीवित संशोधित जीवों (LMOs) के सुरक्षित रखरखाव, परिवहन और उपयोग को सुनिश्चित करता है।
- एहतियाती सिद्धांत (Precautionary Principle): यह सदस्य देशों को जोखिमों के संबंध में पूर्ण वैज्ञानिक निश्चितता न होने पर भी LMO के आयात को प्रतिबंधित करने की अनुमति देता है।
टॉप-डाउन (top-down) और बॉटम-अप (bottom-up) सिंथेटिक बायोलॉजी में क्या अंतर है?
- टॉप-डाउन दृष्टिकोण (Top-down approach): मौजूदा जीवित कोशिकाओं से शुरुआत करता है और उनके कार्यों को संशोधित करने के लिए उनके जीनोम को हटा देता है या उन्हें संश्लेषित (synthesized) DNA से प्रतिस्थापित कर देता है।
- बॉटम-अप दृष्टिकोण (Bottom-up approach): लिपिड्स और न्यूक्लिक एसिड जैसे पूरी तरह से निर्जीव आणविक घटकों का उपयोग करके शुरुआत से रासायनिक रूप से कार्यात्मक, जीवन-समान प्रोटोसेल्स (आदि-कोशिकाओं) का निर्माण करता है।
अंतर-विषय पैटर्न
बायोरेमेडिएशन की सीमाएं + पारिस्थितिक-पुनर्स्थापना (Eco-restoration)
यद्यपि सिंथेटिक कोशिकाएं (synthetic cells) कार्बनिक माइक्रोप्लास्टिक्स को विघटित कर सकती हैं, लेकिन वे भारी धातुओं (heavy metals) को नष्ट नहीं कर सकती हैं, जो प्रौद्योगिकी-संचालित पारिस्थितिक सफाई में ऊष्मागतिकीय सीमाओं (thermodynamic boundaries) को रेखांकित करता है।
LMO विनियम + राष्ट्रीय जैव-सुरक्षा
स्वायत्त सिंथेटिक कोशिकाएं (Autonomous synthetic cells) 'जीवित संशोधित जीवों' (Living Modified Organisms) की पारंपरिक परिभाषा को चुनौती देती हैं, जिससे कार्टाजेना प्रोटोकॉल (Cartagena Protocol) के तहत अंतरराष्ट्रीय जैव-सुरक्षा कानूनों में संशोधन की आवश्यकता पैदा होती है।
टॉप-डाउन/बॉटम-अप सिंथेटिक बायोलॉजी (synthetic biology) के बीच अंतर और भारी धातुओं के बायोरेमेडिएशन (heavy metal bioremediation) की भौतिक सीमाओं के 2026 में पूछे जाने की प्रबल संभावना है।
संबद्ध PYQ · 2
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- 2019PrelimsGS1
With reference to the recent developments in science, which one of the following statements is not correct?
- 2021MainsGS3
What are the research and developmental achievements in applied biotechnology? How will these achievements help to uplift the poorer sections of the society?
