अनुवांशिक कीटकांपासून कीटकशास्त्रीय युद्धापर्यंत

जानेवारी 2023 मध्ये केंद्रीय मंत्री डॉ जितेंद्र सिंह यांनी पंजाबमधील मोहाली येथील राष्ट्रीय कृषी-अन्न जैवतंत्रज्ञान संस्था (NABI) येथे राष्ट्रीय जीनोम संपादन आणि प्रशिक्षण केंद्र (NGETC) चे उद्घाटन केले.

संस्थेच्या शुभारंभाबरोबरच, केंद्रीय मंत्र्यांनी अन्न आणि पोषण सुरक्षा (IFANS) वरील आंतरराष्ट्रीय परिषदेचे उद्घाटन देखील केले, जे अन्न वृद्धी आणि सुरक्षा, आणि जीनोमिक संपादन, जे NABI मधील सहयोगी प्रयत्न आहे याविषयी चर्चा करण्यासाठी आयोजित करण्यात आले होते. सेंटर फॉर इनोव्हेटिव्ह अँड अप्लाइड बायोप्रोसेसिंग (CIAB), आणि इंटरनॅशनल इन्स्टिट्यूट ऑफ प्लांट बायोटेक्नॉलॉजी.

NABI सारख्या संस्थांच्या अंमलबजावणीमुळे आणि सध्याच्या राष्ट्रीय जैवतंत्रज्ञान विकास धोरणामध्ये अनुवांशिक आणि एपिजेनेटिक्सवर लक्ष केंद्रित केल्यामुळे, भारताने बायोइंजिनियरिंग आणि जीनोमिक संपादनावर आपले लक्ष केंद्रित केले आहे.

या कार्यक्रमांतर्गत जीनोमिक एडिटिंगमध्ये अन्न सुधारणे, कमी हवामानाचा प्रभाव आणि अन्नाची लवचिकता यासाठी वनस्पती सुधारणेकडे दुर्लक्ष केले जाते. जीनोमिक संपादनाचा एक महत्त्वाचा परिणाम म्हणजे कीटकांसारख्या सजीव जीवांचे संपादन करणे, ज्याचा उपयोग आरोग्यसेवेसह अनेक वेगवेगळ्या कारणांसाठी केला जाऊ शकतो.

कीटकांचे अनुवांशिक अभियांत्रिकी

अनुवांशिक अभियांत्रिकी हे संशोधनाचे एक क्षेत्र आहे ज्यात वनस्पतींपासून प्राण्यांपर्यंत सर्व सजीवांच्या जीनोम बांधणीचा समावेश होतो. हे अभियांत्रिकी फॉर्म अनुवांशिक हाताळणीवर अवलंबून असतात ज्यात झिंक फिंगर न्यूक्लीसेस (ZFN), ट्रान्सक्रिप्शनल अॅक्टिव्हेटर-समान इफेक्ट न्यूक्लीज (TALEN), आणि अधिक लोकप्रिय क्लस्टर ऑफ रेग्युलरली स्पेस्ड शॉर्ट पॅलिंड्रोम रिपीट्स (CRISPR) यांचा समावेश असू शकतो. हे प्रोग्राम करण्यायोग्य न्यूक्लीज म्हणून उदयास आले आहेत, ज्यामुळे जीनोम हाताळणी त्याच्या अनेक उपयोगांसाठी प्रक्रियेवर अवलंबून असते.

युनायटेड स्टेट्स डिफेन्स अॅडव्हान्स्ड रिसर्च प्रोजेक्ट एजन्सी (DARPA) “सायबोर्ग” कीटकांवर प्रयोग करत आहे, जे रिमोट कंट्रोल केले जातील आणि त्याशिवाय पाळत ठेवणारे ड्रोन म्हणूनही वापरता येतील.

CRISPR ची उत्पत्ती बॅक्टेरियाच्या अनुकूली रोगप्रतिकारक प्रणालींवरील अभ्यासातून झाली आहे. तथापि, त्याच्या लागू आणि यशाच्या दरासह, जैव अभियांत्रिकीचा हा उपखंड कधीकधी कीटकांसारख्या मोठ्या जीवांवर लागू केला गेला आहे. हा अनुप्रयोग जीन कार्यक्षमतेवरील संशोधनापुरता मर्यादित नाही तर उपयोजित विज्ञानांमध्ये देखील वापरला गेला आहे. म्हणजेच, अनुवांशिकरित्या सुधारित कीटकांचा वापर कीटक नियंत्रण, रोग नियंत्रण, पर्यावरणीय प्रभाव आणि अगदी मानवी प्रभावासाठी केला जाऊ शकतो.

युद्धात कीटकांचा वापर

या कीटकांचा युद्धात वापर करण्याची व्याप्ती हा मानवी हस्तक्षेपाचा आणखी एक संभाव्य परिणाम आहे. पारंपारिकपणे, याला कीटवैज्ञानिक युद्ध म्हणतात आणि जैविक युद्धाच्या सध्याच्या समज अंतर्गत येते.

एका दशकापूर्वी, युनायटेड स्टेट्स डिफेन्स अॅडव्हान्स्ड रिसर्च प्रोजेक्ट एजन्सी (DARPA) “सायबोर्ग” कीटकांवर प्रयोग करत होती, जे रिमोट कंट्रोल्ड असतील आणि त्याशिवाय पाळत ठेवणारे ड्रोन म्हणूनही वापरता येतील. हा प्रकल्प रद्द करण्यात आला असला तरी, कीटकशास्त्रीय युद्धाची क्षमता तांत्रिकदृष्ट्या सुधारित कीटकांमुळे थांबत नाही. जीन मॅनिपुलेशन आता शक्य झाल्याने, कीटकांवर उपचार करण्याऐवजी रोग पसरवण्यासाठी युद्धाची साधने म्हणून वापरण्याची संधी आता परत आली आहे.

बायोलॉजिकल वेपन्स कन्व्हेन्शन (BWC) सूचीबद्ध विषाचा वापर किंवा व्यापार प्रतिबंधित करून आणि सूचीबद्ध वेक्टरद्वारे प्रसारित करून जैविक शस्त्रांच्या वापरावर बंदी घालते. BWC अंतर्गत सूचीबद्ध विषांचे विस्तृत स्पेक्ट्रम रोग पसरवण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या कीटकांपर्यंत देखील विस्तारित आहे; त्यामुळे बंदी कीटकांच्या हेतुपुरस्सर आणि ट्रॅक करण्यायोग्य प्रभावापर्यंत वाढविली जाते. तथापि, अशा शस्त्रांच्या संभाव्य स्वरूपामुळे, परिणामाचा नैसर्गिकरित्या उद्भवणारा उद्रेक म्हणून चुकीचे निदान केले जाऊ शकते ज्याचा अद्याप विचार करणे आणि नियंत्रित करणे आवश्यक आहे.

बायोलॉजिकल वेपन्स कन्व्हेन्शन (BWC) सूचीबद्ध विषाचा वापर किंवा व्यापार प्रतिबंधित करून आणि सूचीबद्ध वेक्टरद्वारे प्रसारित करून जैविक शस्त्रांच्या वापरावर बंदी घालते.

या सभोवतालच्या चिंतेवर अंकुश ठेवण्यासाठी, संशोधनाने जैव युद्धापासून नागरी अनुप्रयोगांमध्ये तसेच युद्धविषयक अनुप्रयोगांमधील कीटक जीवशास्त्रापासून प्रेरणा घेण्याकडे आपले स्वारस्य हलवले आहे. लष्करी ऍप्लिकेशन्ससाठी प्रेरणा म्हणून कीटकांचा वापर केल्याने सिव्हिल ऍप्लिकेशन्स असलेल्या आविष्कारांना परवानगी दिली आहे. हे ऍप्लिकेशन अनुवांशिक वाढ किंवा विषाच्या विकासापासून जैविक प्रेरणाकडे गेले आहेत. काही उदाहरणांमध्ये गोळ्यांच्या प्रवेशास प्रतिकार करू शकणार्‍या लष्करी वाहनांमध्ये मिश्रधातूचा वापर करण्यास प्रेरणा देण्यासाठी बीटलपासून क्यूटिकल आकार वापरणे समाविष्ट आहे; ड्रॅगनफ्लाय आणि मधमाशांची नक्कल करणारे मायक्रोड्रोन्स तयार करणे हे देखील पाळत ठेवण्याच्या अनुप्रयोगांसाठी विकसित होत असलेल्या नवीन नवकल्पना आहेत. त्यांच्या नाविन्यपूर्ण आणि गैर-हानिकारक स्वभावामुळे, हे नवकल्पना अधिक सहजपणे ट्रॅक करण्यायोग्य, न्याय्य आणि नैतिक आहेत.

आरोग्यसेवेमध्ये अनुवांशिक अभियांत्रिकी

कृषी, अन्न उत्पादन, जैवतंत्रज्ञान, अन्न वृद्धी आणि औषध यासारख्या संशोधनाच्या अनेक क्षेत्रांमध्ये CRISPR तंत्रज्ञानाचा संभाव्य युद्धाच्या पलीकडे परिणाम आहे. अलीकडे, CRISPR तंत्रज्ञानाचा वापर वाढत्या प्रमाणात होत आहे.

कीटकांमध्ये, पतंग आणि फुलपाखरांसह, त्यांच्या रेशीम उत्पादनातील आर्थिक फायद्यासाठी. कीटक नसलेल्या कीटकांवर नकारात्मक परिणाम न करता शेतीतील कीटक नियंत्रणासाठी कीटक जीनोम वाढविण्यासाठी देखील याचा वापर केला गेला आहे. डास, विशेषतः, कीटक-जनित रोगांना लक्ष्य करण्याच्या त्यांच्या क्षमतेसाठी अनुवांशिकदृष्ट्या वर्धित केले जातात.

ऑक्सिटेक या संशोधन संस्थेने डासांचा वापर करून डासांपासून होणाऱ्या आजारांना असुरक्षित असलेल्या भागात डासांची संख्या कमी करण्यासाठी यशस्वी चाचण्या केल्या आहेत. हे जीन एडिटिंग डासांनी पूर्ण केले आहे जेणेकरून नर डास व्यवहार्य शुक्राणू तयार करू शकत नाहीत, त्यामुळे असुरक्षित भागात रोगग्रस्त डासांची संख्या हळूहळू कमी होते. या जीनोमिक संपादनाची, दक्षिण अमेरिकेतील देशांमध्ये चाचणी केल्यानंतर, जागतिक आरोग्य संघटनेने (WHO) देखील पाठिंबा दिला आहे. या यशानंतर भारतात डेंग्यू, मलेरिया आणि चिकुनगुनियावर उपचार करण्यासाठी कीटक पाठवण्याबाबतही चर्चा सुरू झाली.

वर्ल्ड मॉस्किटो प्रोग्रामने ऑस्ट्रेलिया, ब्राझील, कोलंबिया, फिजी, इंडोनेशिया, किरिबाटी, लाओस, मेक्सिको, न्यू कॅलेडोनिया, श्रीलंका, वानुआतु आणि व्हिएतनाम येथेही आपला प्रसार वाढवला आहे, ज्याने हाताळलेल्या रोगांच्या यादीमध्ये पिवळा ताप जोडला आहे.

तथापि, आर्थिक शोध आणि औषधांमध्ये अनुवांशिकरित्या इंजिनियर केलेल्या कीटकांच्या यशाचा दर असूनही, अनुवांशिकरित्या इंजिनियर केलेल्या जीवांचा वापर अजूनही विवादास्पद आहे. अनुवांशिकरित्या सुधारित कीटकांचे काही फायदे आहेत जे शास्त्रज्ञांना उद्रेक नियंत्रण औषधे किंवा कीटकनाशके यांसारख्या हस्तक्षेपाच्या इतर प्रकारांपेक्षा परिणामांवर अधिक नियंत्रण ठेवू देतात, कारण ते एकाच प्रकारच्या कीटकांना लक्ष्य करू देतात, ज्यामुळे पर्यावरणास पूरक असलेल्या कीटकांना नुकसान होत नाही. दुसरे, कीटकांचे पुनरुत्पादन दर उच्च असल्याने, अनुवांशिक अभियांत्रिकी पुनरुत्पादनाचा अन्यथा अनियंत्रित दर नियंत्रित करण्यात मदत करू शकते. तिसरे, अनुवांशिकरित्या इंजिनिअर केलेले कीटक कीटकनाशकांवर अवलंबित्व कमी करतात जे पाणी पुरवठा, वनस्पती आणि इतर मौल्यवान कीटक आणि प्राण्यांसाठी विषारी असू शकतात. शेवटी, जेव्हा रोग नियंत्रणासाठी अनुवांशिकरित्या तयार केलेल्या कीटकांचा वापर केला जातो तेव्हा औषधाचा सामाजिक-आर्थिक अडथळा[1] काढून टाकला जातो.

हे फायदे बायोटेक्नॉलॉजी वापरण्यात मोठी आशा निर्माण करतात, परंतु हेच कोणत्याही नवकल्पनाच्या दुहेरी-वापराच्या संदिग्धतेत भर घालतात आणि त्याचे तोटे आहेत. या तोट्यांमध्ये क्षैतिज हस्तांतरणाद्वारे पर्यावरणीय प्रभाव[2] किंवा नकारात्मक बाह्यत्व म्हणून इतर प्रजातींवर अनपेक्षित प्रभाव यांचा समावेश होतो. हे हस्तांतरण अनावधानाने पारिस्थितिक प्रभाव निर्माण करू शकते जे विविध प्रकारे बदलू शकते, ते हस्तांतरित केलेल्या जीवावर अवलंबून असते. याचे उदाहरण म्हणजे कीटकनाशक प्रतिकारशक्तीची क्षैतिज उडी, जी रेशीम उत्पादक पतंगांसारख्या अनुवांशिकरित्या बदललेल्या कीटकांपासून, वनस्पती खाणाऱ्या सुरवंटांसारख्या कीटकनाशकांच्या हेतुपुरस्सर लक्ष्यापर्यंत हस्तांतरित करू शकते.

अनुवांशिकरित्या सुधारित कीटकांचे काही फायदे आहेत जे शास्त्रज्ञांना उद्रेक नियंत्रण औषधे किंवा कीटकनाशके यांसारख्या हस्तक्षेपाच्या इतर प्रकारांपेक्षा परिणामांवर अधिक नियंत्रण ठेवू देतात, कारण ते एकाच प्रकारच्या कीटकांना लक्ष्य करू देतात, ज्यामुळे पर्यावरणास पूरक असलेल्या कीटकांना नुकसान होत नाही.

हा गैरसोय दुसर्‍यामध्ये देखील वाढतो, म्हणजे, या पद्धतीची उलटक्षमता. एकदा सोडल्यानंतर, प्रभावाची व्याप्ती आणि हस्तक्षेपाची आठवण करणे शक्य नाही, विशेषत: कीटकांसारखे लहान असलेल्या सजीवांच्या बाबतीत, जे उच्च दराने पुनरुत्पादित करू शकतात, आणि जे काही विशिष्ट ठिकाणी ठेवता येत नाहीत आणि ते दूरपर्यंत प्रवास करू शकतात. हे नमुन्याचे आकार आणि स्थान कमी करते. पुढे, पारंपारिक आरोग्यसेवेच्या विपरीत, जिवंत जीवांना परत बोलावले जाऊ शकत नाही, जेथे डोस प्रशासित केलेल्या प्रत्येकाच्या नोंदी ठेवल्या जातात; कीटकांना वेक्टर म्हणून परत बोलावणे अशक्य आहे, त्यांच्या प्रभावाचा अचूक आकड्यात मागोवा घेण्यास असमर्थतेमुळे विस्तारित आहे.

उल्लेखित आधीचे तोटे नकारात्मक बाह्य म्हणून वर्गीकृत केले जाऊ शकतात आणि पुढील संशोधन आणि निरीक्षणाद्वारे नियंत्रित करणे आवश्यक आहे, परंतु कीटकशास्त्रीय युद्धावरील नंतरचे आणि इतर कोणतेही परिणाम जे अनियंत्रित आहेत ते विद्यमान जैवतंत्रज्ञान नियमांतर्गत येतात जे विस्तारासाठी कॉल करतात.

जीनोमिक संपादनासाठी भारताचा दृष्टीकोन

कीटकशास्त्रीय युद्धाच्या चिंतेसह, भारताने जैवसुरक्षा आणि जैविक युद्ध करारावरील कार्टेजेना प्रोटोकॉलवर स्वाक्षरी केली आहे. पुढे, कीटकांसह अनुवांशिकरित्या सुधारित जीवांच्या राष्ट्रीय उत्तरदायित्वासाठी, पर्यावरण, वन आणि हवामान बदल मंत्रालयाने, पर्यावरण (संरक्षण) कायद्यांतर्गत, अनुवांशिक-सुधारित जीवांच्या निर्मिती, वापर, व्यापार आणि संशोधनाकडे दुर्लक्ष करणारे नियम तयार केले आहेत. . या नियमांमध्ये सल्लागार, देखरेख आणि नियमन या सहा समित्यांचाही समावेश आहे. rDNA सल्लागार समिती (RDAC) सल्लागार फर्म म्हणून काम करते. नियमन आणि व्यवस्थापन संस्थात्मक जैवसुरक्षा समिती (IBSC), अनुवांशिक हाताळणीची पुनरावलोकन समिती (RCGM) आणि अनुवांशिक अभियांत्रिकी मूल्यांकन समिती (GEAC) द्वारे नियंत्रित केली जाते. याव्यतिरिक्त, राज्य जैवतंत्रज्ञान समन्वय समिती (SBCC) आणि जिल्हास्तरीय समिती (DLC) देखरेखीसाठी मदत करतात.

अशाप्रकारे, या सभोवतालच्या नियमांनी, अभावाभोवतीचे त्याचे सध्याचे तोटे रोखले पाहिजेत. हितसंबंधांचे उत्परिवर्तन करणार्‍या कीटकांच्या तपासणीपर्यंत आणि ते शोधण्यापर्यंत डिझाइन, मूल्यमापन आणि वितरण यंत्रणेबद्दल जागरूकता वाढवून परिणामांची आठवण आणि अनियंत्रित व्याप्ती.

अनुवांशिकरित्या सुधारित जीवांसंबंधीच्या भारताच्या नियमांमध्ये युरोपियन युनियनमधील देशांच्या नियमांना मागे टाकून अनुवांशिक आणि अनुवंशिक बदलांचा समावेश आहे. भारताच्या राष्ट्रीय जैवतंत्रज्ञान विकास धोरण 2012-2025 मध्ये नवीन आणि उदयोन्मुख जीन संपादन तंत्रज्ञानाची अंमलबजावणी करण्यासाठी जागतिक मानकांनुसार जीन संपादन नियम सुधारणे आणि संरेखित करण्याचा उल्लेख आहे. तथापि, आतापर्यंत जाहीर केलेले नियम प्रामुख्याने वनस्पती जनुक संपादनावर केंद्रित आहेत आणि इतर जीवांवर कमी पडतात.

जसजसे CRISPR तंत्रज्ञान वाढत आहे आणि परिणामाचे अधिक मार्ग शोधत आहेत, तसतसे तंत्रज्ञान ऑप्टिमाइझ करण्याची आणि सध्याची मर्यादा वाढवण्याची गरज देखील वाढेल. या तंत्रज्ञानाचा वापर करून कीटकांच्या जीनोमच्या यशस्वी संपादनासाठी काळजीपूर्वक लक्ष देणे आवश्यक आहे. अशाप्रकारे, या सभोवतालच्या नियमांनी, हितसंबंधांचे उत्परिवर्तन करणार्‍या कीटकांच्या तपासणीपर्यंत आणि शोधण्यापर्यंत डिझाइन, मूल्यांकन आणि वितरण यंत्रणेची जागरूकता वाढवून निकालांच्या स्मरणशक्तीच्या अभाव आणि अनियंत्रित व्याप्तीच्या आसपासचे सध्याचे तोटे रोखले पाहिजेत.

या जोखीम मूल्यमापनासाठी नंतर वैद्यकीय हस्तक्षेप, पर्यावरणीय प्रभाव आणि सुरक्षिततेसह जनुकीय उत्परिवर्तन आणि बायोइंजिनियरिंगच्या विस्तारित व्याख्या आवश्यक असतील. शेवटी, अत्याधुनिक विज्ञानाच्या आधारे, अनुवांशिकरित्या बदललेल्या जीवांचे नियमन कसे केले जाते याचे पुनर्मूल्यांकन, भविष्यात CRISPR-संपादित कीटकांच्या वातावरणात सोडण्याच्या शक्यतेमध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावेल.

सुधारित आणि वर्तमान नियमांनुसार, CRISPR आणि इतर जैव तंत्रज्ञानासारख्या नवकल्पनांद्वारे कीटकशास्त्रीय संवर्धनाने अनेक प्रभाव क्षेत्रांमध्ये एक विशाल नवीन अर्थव्यवस्था निर्माण केली आहे, ज्याचे भविष्य आर्थिक आणि आरोग्य समस्यांवरील पर्यावरणीय समाधानासाठी अधिक आशा निर्माण करते.

_______________________________________________________

[१] एखाद्या भागात कीटक सोडले जात असल्याने ते मानवांशी बिनदिक्कतपणे संवाद साधतात आणि वैद्यकीय उपचार कोणाला परवडेल यावर ते अवलंबून नसतात.

[२] कीटकांमध्ये तयार केलेली नवीन जीन्स इतर प्रजातींमध्ये “उडी” घेऊ शकतात.