Sterlet (Acipenser ruthenus) Surrogate maybe Reduce the Caviar Development of Critically Endandered Beluga (Huso huso)

मछली जीव विज्ञान की गहराई में, विलुप्त होने की कगार पर खड़ी प्रजातियों को बचाने के लिए एक बढ़ता हुआ प्रयास किया जा रहा है। कई स्टर्जन (sturgeon), जो अपनी कैवियार के लिए प्रसिद्ध प्राचीन मछलियाँ हैं, अत्यधिक मछली पकड़ने और आवास के नुकसान के कारण अपनी संख्या में भारी गिरावट देख चुके हैं। इनमें से कुछ प्रजातियाँ, जैसे कि विशाल बेलुगा (Beluga), प्रजनन के योग्य होने के लिए दशकों का समय लेती हैं। जब तक एक बेलुगा बच्चे पैदा करने के लिए तैयार होता है, तब तक जंगली आबादी को बचाने के लिए शायद बहुत देर हो चुकी होती है। वैज्ञानिक इस मदद के लिए 'जर्म सेल ट्रांसप्लांटेशन' (germ cell transplantation) नामक एक तकनीक की ओर मुड़े हैं। इस विधि में एक डोनर मछली से वे सबसे पहली कोशिकाएं ली जाती हैं जो शुक्राणु या अंडे बनेंगी और उन्हें एक अलग, छोटी मछली में रखा जाता है। यदि यह सफल होता है, तो मेजबान मछली डोनर की आनुवंशिक सामग्री लेकर बड़ी होती है और ऐसी संतान उत्पन्न कर सकती है जो आनुवंशिक रूप से डोनर के समान होती है, जिससे वह प्रभावी रूप से एक सरोगेट (surrogate) माता-पिता के रूप में कार्य करती है। यह दृष्टिकोण दुर्लभ, धीमी गति से परिपक्व होने वाले वयस्कों को बड़ी संख्या में जीवित रखे बिना आनुवंशिक वंशों को संरक्षित करने का एक तरीका प्रदान करता है।

एक हालिया अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने यह परीक्षण करने के उद्देश्य से काम शुरू किया कि क्या यह सरोगेट रणनीति दो विशिष्ट स्टर्जन प्रजातियों के बीच काम कर सकती है: संकटग्रस्त बेलुगा और छोटी, अधिक प्रबंधनीय स्टरलैट (Sterlet)। बेलुगा नदी का एक विशाल जीव है, जिसे जंगली अवस्था में यौन परिपक्वता तक पहुँचने में अठारह साल तक लग सकते हैं, जबकि स्टरलैट बहुत छोटा होता है और कुछ ही वर्षों में परिपक्व हो जाता है। टीम यह देखना चाहती थी कि क्या वे एक युवा बेलुगा से अपरिपक्व शुक्राणु बनाने वाली कोशिकाओं को लेकर एक छोटी स्टरलैट में प्रत्यारोपित कर सकते हैं। यदि स्टरलैट का शरीर इन बाहरी कोशिकाओं को स्वीकार कर लेता है, तो स्टरलैट अंततः बेलुगा शुक्राणु उत्पन्न कर सकता है, जिससे वैज्ञानिक प्रकृति द्वारा अनुमति दिए जाने वाले समय से बहुत पहले बेलुगा की आनुवंशिक सामग्री प्राप्त कर सकेंगे। शोधकर्ताओं ने स्टरलैट को बंध्य (sterile) बनाने के दो अलग-अलग तरीकों की तुलना भी करने का लक्ष्य रखा, ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि उत्पन्न होने वाली कोई भी संतान केवल बेलुगा कोशिकाओं से आए और स्टरलैट की अपनी जीव विज्ञान से नहीं।

प्रयोग शुरू करने के लिए, टीम ने लगभग एक वर्ष के युवा बेलुगा नर से वृषण ऊतक (testicular tissue) एकत्र किए। इस आयु में, मछलियाँ अभी शुक्राणु नहीं बना रही होती हैं, लेकिन उनके वृषण उन प्रारंभिक स्टेम कोशिकाओं से भरे होते हैं जो अंततः शुक्राणु बन जाती हैं। वैज्ञानिकों ने वांछित कोशिकाओं को मुक्त करने के लिए ऊतक को सावधानीपूर्वक तोड़ दिया और फिर वांछित स्टेम कोशिकाओं को शेष ऊतक से अलग करने के लिए एक विशेष स्पिनिंग तकनीक का उपयोग किया। उन्होंने एक विशिष्ट प्रोटीन मार्कर की तलाश करके पुष्टि की कि ये कोशिकाएं वास्तव में सही प्रकार की थीं, जो केवल जर्म कोशिकाओं के पास होता है। एक बार जब उनके पास बेलुगा स्टेम कोशिकाओं का एक स्वच्छ नमूना मिल गया, तो उन्होंने उन्हें बाद में ट्रैक करने के लिए एक लाल फ्लोरोसेंट डाई के साथ लेबल किया।

अगला कदम था बेबी स्टरलैट लार्वा को इन कोशिकाओं को प्राप्त करने के लिए तैयार करना। शोधकर्ताओं ने स्टरलैट को अपनी स्वयं की प्रजनन कोशिकाएं विकसित करने से रोकने के लिए दो अलग-अलग विधियों का उपयोग किया। एक समूह में, उन्होंने एक ऐसे अणु का इंजेक्शन लगाया जो जर्म सेल विकास के लिए आवश्यक जीन को रोकता है, जिससे प्रभावी रूप से स्टरलैट को अपने स्वयं के शुक्राणु या अंडे बनाने से रोका जा सके। दूसरे समूह में, उन्होंने हीट शॉक (heat shock) का उपयोग करके तीन क्रोमोसोम सेट वाली मछलियाँ बनाईं, जो सामान्य दो के बजाय अधिक होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप भी बंध्यता आती है। इसके बाद उन्होंने बेबी स्टरलैट के पेट के गुहा (belly cavity) में लाल रंग से लेबल की गई बेलुगा कोशिकाओं को इंजेक्ट किया, जिससे उन्हें उस स्थान के पास रखा जा सके जहाँ प्रजनन अंग अंततः बनेंगे।

अगले दो महीनों के दौरान, वैज्ञानिकों ने देखा कि स्टरलैट के शरीर के भीतर बेलुगा कोशिकाओं के साथ क्या हुआ। शुरुआत में, कोशिकाएं पेट की गुहा में बेतरतीब ढंग से बिखरी हुई थीं। लेकिन जैसे-जैसे समय बीता, वे विकसित हो रहे प्रजनन अंगों की ओर बढ़ने लगीं। जब तक मछलियाँ दो महीने की नहीं हुईं, बेलुगा कोशिकाएं सफलतापूर्वक स्टरलैट के गोनाड्स (gonads) में बस गईं और संख्या में बढ़ने लगीं। शोधकर्ताओं ने कोशिकाओं की गिनती की और पाया कि उनकी संख्या बढ़ गई थी, जिससे यह सिद्ध हुआ कि बेलगा स्टेम कोशिकाएं न केवल जीवित रह रही हैं बल्कि स्टरलैट के भीतर सक्रिय रूप से बढ़ भी रही हैं।

जब टीम ने स्टरलैट को बंध्य बनाने के लिए उपयोग किए गए दो तरीकों की तुलना की, तो एक स्पष्ट अंतर सामने आया। जिन मछलियों को जीन-ब्लॉकिंग अणु द्वारा उपचारित किया गया था, उनमें सफलता की दर बहुत अधिक थी। इन मछलियों में, बेलगा कोशिकाएं अधिक प्रभावी ढंग से प्रवास कर पाईं और हीट शॉक के माध्यम से बंध्य बनाई गई मछलियों की तुलना में अधिक तेजी से बढ़ीं। आनुवंशिक विश्लेषण ने पुष्टि की कि बेलगा कोशिकाएं स्टरलैट के प्रजनन अंगों में मौजूद थीं, और अधिकांश उपचारित मछलियों में बेलगा जर्म कोशिकाओं के आणविक मार्कर पाए गए। अध्ययन ने दिखाया कि स्टरलैट का शरीर वास्तव में बेलगा जर्म कोशिकाओं के विकास का समर्थन कर सकता है, जिससे एक ऐसा जीवित मेजबान बनता है जो संकटग्रस्त प्रजाति के आनुवंशिक ब्लूप्रिंट को वहन करता है।

यह कार्य यह प्रदर्शित करता है कि एक छोटी, तेजी से परिपक्व होने वाली स्टर्जन प्रजाति का उपयोग संकटग्रस्त बेलुगा के लिए सरोगेट के रूप में किया जाना संभव है। हालांकि इस अध्ययन ने अभी तक वास्तविक बेलुगा संतान का उत्पादन नहीं किया है, लेकिन इसने यह सिद्ध कर दिया है कि पहला महत्वपूर्ण चरण—डोनर कोशिकाओं को मेजबान के भीतर जीवित रहने, प्रवास करने और बढ़ने के लिए प्रेरित करना—प्राप्त किया जा सकता है। निष्कर्ष बताते हैं कि मेजबान को बंध्य बनाने के लिए जीन-ब्लॉकिंग विधि का उपयोग करके, वैज्ञानिक बेलुगा की आनुवंशिक सामग्री को संरक्षित करने के लिए एक विश्वसनीय प्रणाली बना सकते हैं। यह दृष्टिकोण संरक्षण के लिए एक व्यावहारिक मार्ग प्रदान करता है, जिससे संभावित रूप से वैज्ञानिक बेलुगा को प्राकृतिक रूप से परिपक्व होने की प्रतीक्षा करने के वर्षों पहले उनकी मूल्यवान आनुवंशिक सामग्री प्राप्त करने में सक्षम होंगे।