வட கரோலினா ஸ்டேட் யுனிவர்சிட்டியின் ஆராய்ச்சியாளர்கள் (CRISPR gene editing) சிஆர்ஐஎஸ்பிஆர் மரபணு எடிட்டிங் முறையைப் பயன்படுத்தி குறைந்த அளவு லிக்னின் கொண்ட பாப்லர் மரங்களை இனப்பெருக்கம் செய்தனர்.
இது மர இழைகளின் நிலையான உற்பத்திக்கு முக்கிய தடையாக உள்ளது. அதே நேரத்தில் அவற்றின் மர பண்புகளை மேம்படுத்துகிறது. காகிதம் முதல் டயப்பர்கள் வரை அனைத்திற்கும் ஃபைபர் உற்பத்தியை பசுமையாகவும், மலிவாகவும், திறமையாகவும் மாற்றுவதாக உறுதியளிக்கிறது.
NC மாநில CRISPR முன்னோடி ரோடோல்ஃப் பாரங்கோவ் மற்றும் மர மரபியல் நிபுணர் ஜாக் வாங் தலைமையில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு லிக்னின் அளவைக் குறைத்தல், கார்போஹைட்ரேட்டை லிக்னின் (C/L) விகிதத்தில் அதிகரிப்பது மற்றும் இரண்டு முக்கியமான லிக்னின் கட்டிடங்களின் விகிதத்தை அதிகரிப்பது போன்ற இலக்குகளை அமைக்க முன்கணிப்பு மாதிரியைப் பயன்படுத்தியது.
பாப்லர் மரங்களில் தொகுதிகள் சிரிங்கில் முதல் குயாசில் (S/G) வரை இந்த ஒருங்கிணைந்த இரசாயன பண்புகள் ஃபைபர் உற்பத்தி இனிமையான இடத்தைக் குறிக்கின்றன, என்று பாராங்கோ மற்றும் வாங் கூறுகிறார்கள். “நாங்கள் மிகவும் நிலையான காடுகளை உருவாக்க CRISPR ஐப் பயன்படுத்துகிறோம்,” என்று டோட் ஆர் கூறுகிறார்.
கிளேன்ஹாமர் NC மாநிலத்தில் உணவு, உயிர்ச் செயலாக்கம் மற்றும் ஊட்டச்சத்து அறிவியலின் சிறப்புப் பேராசிரியரும், கட்டுரையின் இணை ஆசிரியருமான Barrangou, “CRISPR அமைப்புகள் ஒற்றை மரபணுக்கள் அல்லது மரபணு குடும்பங்களை விட அதிகமானவற்றை திருத்துவதற்கான நெகிழ்வுத்தன்மையை வழங்குகின்றன, இது மர பண்புகளில் அதிக முன்னேற்றத்தை அனுமதிக்கிறது” என்று கூறுகிறார்.
இயந்திரக் கற்றல் மாதிரியானது லிக்னின் உற்பத்தியுடன் தொடர்புடைய 21 முக்கியமான மரபணுக்களை இலக்காகக் கொண்டு கிட்டத்தட்ட 70,000 வெவ்வேறு மரபணு எடிட்டிங் உத்திகளைக் கணித்து அதன் மூலம் வரிசைப்படுத்தப்பட்டது. சில ஒரே நேரத்தில் பல மரபணுக்களை மாற்றுவது 347 உத்திகளை எட்டியது. அந்த உத்திகளில் 99% க்கும் அதிகமானவை குறைந்தது மூன்று மரபணுக்களைக் குறிவைத்தன.
அங்கிருந்து, ஆராய்ச்சியாளர்கள் மாடலிங் பரிந்துரைத்த ஏழு சிறந்த உத்திகளைத் தேர்ந்தெடுத்தனர். அவை இரசாயன இனிமையான இடத்தை அடையக்கூடிய மரங்களுக்கு வழிவகுக்கும். காட்டு அல்லது மாற்றப்படாத மரங்களை விட 35% குறைவான லிக்னின் C/L விகிதங்கள் காட்டு மரங்களை விட 200% அதிகமாக இருந்தது. S/G விகிதங்கள் காட்டு மரங்களை விட 200% அதிகமாக இருந்தது மற்றும் மர வளர்ச்சி விகிதம் காட்டு மரங்களைப் போலவே இருந்தது.
இந்த ஏழு உத்திகளிலிருந்து, 174 வரி பாப்லர் மரங்களை உருவாக்க ஆராய்ச்சியாளர்கள் CRISPR மரபணு திருத்தத்தைப் பயன்படுத்தினர். NC மாநில பசுமை இல்லத்தில் ஆறு மாதங்களுக்குப் பிறகு, அந்த மரங்களை ஆய்வு செய்ததில் சில வகைகளில் 50% வரை லிக்னின் உள்ளடக்கம் குறைக்கப்பட்டது. மற்றவற்றில் C-L விகிதத்தில் 228% அதிகரித்தது.
சுவாரஸ்யமாக, நான்கு முதல் ஆறு மரபணு திருத்தங்களைக் கொண்ட மரங்களில் மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க லிக்னின் குறைப்புக்கள் காட்டப்பட்டுள்ளன. இருப்பினும் மூன்று மரபணு திருத்தங்களைக் கொண்ட மரங்கள் 32% வரை லிக்னின் குறைப்பைக் காட்டியது. ஒற்றை மரபணு திருத்தங்கள் லிக்னின் உள்ளடக்கத்தைக் குறைக்கத் தவறிவிட்டன.
CRISPR ஐப் பயன்படுத்தி மல்டிஜீன் மாற்றங்களைச் செய்வது நார் உற்பத்தியில் நன்மைகளை அளிக்கும் என்பதைக் காட்டுகிறது. மரங்களில் லிக்னின் உள்ளடக்கம் குறைவதால் கூழ் விளைச்சலை அதிகரிக்கலாம் மற்றும் கறுப்பு மதுபானம் என்று அழைக்கப்படும் கூழ் தயாரிப்பின் முக்கிய துணை உற்பத்தியைக் குறைக்கலாம் என்று பரிந்துரைக்கும் அதிநவீன கூழ் உற்பத்தி ஆலை மாதிரிகளும் இந்த ஆய்வில் அடங்கும்.
இறுதியாக, ஃபைபர் உற்பத்தியில் காணப்படும் செயல்திறன், லிக்னின் குறைக்கப்பட்டால் மற்றும் தொழில்துறை அளவில் மரங்களில் C/L மற்றும் S/G விகிதங்கள் அதிகரித்தால், கூழ் உற்பத்தியுடன் தொடர்புடைய கிரீன்ஹவுஸ் வாயுக்களை 20% வரை குறைக்கலாம். வன மரங்கள் பூமியில் உள்ள மிகப்பெரிய உயிரியக்க கார்பன் மடுவை பிரதிநிதித்துவப்படுத்துகின்றன மற்றும் காலநிலை மாற்றத்தை கட்டுப்படுத்தும் முயற்சிகளில் முதன்மையானவை.
அவை நமது சுற்றுச்சூழல் மற்றும் உயிரியல் பொருளாதாரத்தின் தூண்கள். வட கரோலினாவில், வனவியல் உள்ளூர் பொருளாதாரத்திற்கு $35 பில்லியனுக்கும் மேலாக பங்களிக்கிறது மற்றும் தோராயமாக 140,000 வேலைகளை ஆதரிக்கிறது.
பருவநிலை மாற்றத்தால் நமது இயற்கை வளங்கள் பெருகிய முறையில் சவாலுக்கு ஆளாகி, குறைந்த நிலத்தைப் பயன்படுத்தி அதிக நிலையான உயிர்ப் பொருட்களை உற்பத்தி செய்ய வேண்டியிருக்கும் நேரத்தில், காடுகளின் மீள்தன்மை, உற்பத்தித்திறன் மற்றும் பயன்பாட்டை மேம்படுத்த மல்டிபிளக்ஸ் ஜீனோம் எடிட்டிங் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க வாய்ப்பை வழங்குகிறது, என்று உதவி பேராசிரியரும் இயக்குனருமான வாங் கூறினார்.
அடுத்த படிகளில் காட்டு மரங்களுடன் ஒப்பிடும்போது மரபணு திருத்தப்பட்ட மரங்கள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதைப் பார்க்க தொடர்ச்சியான கிரீன்ஹவுஸ் சோதனைகள் அடங்கும். பின்னர், கட்டுப்படுத்தப்பட்ட கிரீன்ஹவுஸ் சூழலுக்கு வெளியே, வெளியில் வாழ்க்கை வழங்கும் அழுத்தங்களை மரபணு திருத்தப்பட்ட மரங்கள் கையாள முடியுமா என்பதை அறிய கள சோதனைகளைப் பயன்படுத்த குழு நம்புகிறது.
மூன்று NC மாநில கல்லூரிகள், பல துறைகள், N.C. தாவர அறிவியல் முன்முயற்சி, NC மாநிலத்தின் மூலக்கூறு கல்வி, தொழில்நுட்பம் மற்றும் ஆராய்ச்சி கண்டுபிடிப்பு மையம் (METRIC) மற்றும் கூட்டாளர் பல்கலைக்கழகங்களை உள்ளடக்கிய இந்த ஆய்வை செயல்படுத்திய பலதரப்பட்ட ஒத்துழைப்பின் முக்கியத்துவத்தை ஆராய்ச்சியாளர்கள் வலியுறுத்தினர்.
“மரபியல், கணக்கீட்டு உயிரியல், CRISPR கருவிகள் மற்றும் உயிரியல் பொருளாதாரம் ஆகியவற்றை ஒருங்கிணைக்கும் மர வளர்ப்புக்கான ஒரு இடைநிலை அணுகுமுறை மர வளர்ச்சி, மேம்பாடு மற்றும் வனப் பயன்பாடுகள் பற்றிய நமது அறிவை ஆழமாக விரிவுபடுத்தியுள்ளது” என்று NC மாநிலத்தின் முதுகலை அறிஞரும் முதல்வருமான டேனியல் சுலிஸ் கூறினார்.
இந்த சக்திவாய்ந்த அணுகுமுறை மர மரபியலின் சிக்கலை அவிழ்த்து, ஃபைபர் உற்பத்தியின் கார்பன் தடம் குறைக்கும் அதே வேளையில் சுற்றுச்சூழல் மற்றும் பொருளாதார ரீதியாக முக்கியமான மரப் பண்புகளை மேம்படுத்தக்கூடிய ஒருங்கிணைந்த தீர்வுகளைக் குறைக்கும் திறனை மாற்றியுள்ளது.
NC மாநிலத்தில் தாவர அறிவியல் மற்றும் வனவியல் துறைகளில் புதுமைகளின் நீண்டகால பாரம்பரியத்தை உருவாக்கி, வன மரங்களில் CRISPR தொழில்நுட்பங்களின் பயன்பாட்டை மேம்படுத்துவதற்காக ட்ரீகோ என்ற தொடக்க நிறுவனத்தை பாரங்கோ மற்றும் வாங் உருவாக்கினர்.
NC மாநில ஆசிரிய உறுப்பினர்களால் வழிநடத்தப்படும் இந்த கூட்டு முயற்சியானது, ஆரோக்கியமான மற்றும் நிலையான எதிர்காலத்தை உருவாக்க, மரபணு எடிட்டிங் சக்தியுடன் மர மரபணு நுண்ணறிவுகளை இணைப்பதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது.
