"جینوم ایڈیٹنگ کا طریقہ روایتی انتخاب کے طریقوں کے خلاف نہیں ہونا چاہئے. "یہ بلکہ ایک نیا ٹول ہے،" پودوں کے تناؤ کے خلاف مزاحمت کی لیبارٹری کے سربراہ پر زور دیتے ہیں۔ آل روسی ریسرچ انسٹی ٹیوٹ آف ایگریکلچرل بائیو ٹیکنالوجی (VNIISB) واسیلی ترانوف۔ - ایک زمانے میں، سرجنوں نے چاقو سے آپریشن کیا، پھر وہ نمودار ہوئے۔ scalpels، پھر lasers. سرجری کے لیے مکمل طور پر مختلف اختیارات دستیاب ہو گئے۔ لہذا جینیاتی انجینئرنگ ایک ایسا آلہ پیش کرتی ہے جس کے ساتھ آپ کچھ لے سکتے ہیں اور اسے بہتر بنا سکتے ہیں، لیکن یہ ہر اس چیز کو منسوخ یا تبدیل نہیں کرتا ہے جو پہلے استعمال کیا جاتا تھا۔"
آل رشین ریسرچ انسٹی ٹیوٹ آف ایگریکلچرل بائیوٹیکنالوجی (VNIISB) پودوں کے تناؤ کے خلاف مزاحمت کے لیے ایک تجربہ گاہ چلاتا ہے، جس کا کام دو اہم سمتوں میں کیا جاتا ہے: ایسے جینوں کی تلاش جو پودوں کی ابیوٹک اور بائیوٹک تناؤ کے خلاف مزاحمت کا تعین کرتے ہیں، اور جینوم میں ترمیم کرتے ہیں۔ تناؤ کے خلاف مزاحمت کو بڑھانے کے لیے کاشت شدہ پودوں کی سائنسدانوں کے تحقیقی علاقے میں آلو اور کھلی زمین کی سبزیاں شامل ہیں۔
ہم لیبارٹری کے سربراہ واسیلی ترانوف اور سینئر محقق مرینا لیبیدیوا سے اس بارے میں بات کرتے ہیں کہ جدید ترین ٹیکنالوجیز کی خصوصیات اور فوائد کیا ہیں، وہ کیا نتائج حاصل کر سکتے ہیں اور روسی زرعی پیداوار کے کن مسائل کو حل کرنے کے لیے لیبارٹری کے سائنسدان استعمال کرتے ہیں۔
- آج انتخاب کے عمل کو تیز کرنے کی ضرورت کے بارے میں کافی باتیں ہو رہی ہیں۔ یہ خیال کیا جاتا ہے کہ جینوم ایڈیٹنگ کا طریقہ ایسا کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ یہ حقیقت ہے؟
V.T.: یہ کہنا زیادہ درست ہوگا کہ بائیوٹیکنالوجیکل طریقے انتخاب کو تیز کرنے میں اتنی مدد نہیں کرتے جتنی سائنسدانوں کی صلاحیتوں کو بڑھانے میں۔ مختلف قسموں پر کام کرنے کا عمل اب بھی کافی لمبا ہے، کیونکہ ہم ان پودوں کے بارے میں بات کر رہے ہیں جن کی زندگی کا ایک خاص چکر ہے۔
لیکن ماہرین کے لیے ایسے نتائج حاصل کرنا ممکن ہو جاتا ہے جو روایتی افزائش نسل کے طریقوں کو استعمال کرتے ہوئے حاصل کرنا انتہائی مشکل (اگر ناممکن نہیں تو) ہو گا۔
جینومک ایڈیٹنگ کی مدد سے، ہم جان بوجھ کر ایک میوٹیشن متعارف کروا سکتے ہیں جو مختلف قسم کی مخصوص خصوصیت کو براہ راست متاثر کرتا ہے، جبکہ باقی معاشی طور پر قیمتی خصائص کے کمپلیکس کو بغیر کسی تبدیلی کے رکھتا ہے۔
ایم ایل: تصور کریں کہ ہم روایتی افزائش کے طریقوں کو استعمال کرتے ہوئے جنگلی آلو سے ایک مزاحمتی جین کو اپنی کاشت شدہ اقسام میں متعارف کرانا چاہتے ہیں۔ ایسا کرنے کے لیے، بریڈر مخصوص ثقافتی خطوط کے ساتھ "وحشی" کے کراس کا ایک سلسلہ چلاتا ہے۔ مسئلہ یہ ہے کہ مزاحمتی جین کے ساتھ ساتھ دیگر تمام "جنگلی" جین مختلف قسم میں منتقل ہو جاتے ہیں، جو کہ اکثر انتہائی ناپسندیدہ ہوتا ہے۔ جینیاتی انجینئرنگ آپ کو صرف ایک مطلوبہ جین لینے/تبدیل کرنے کی اجازت دیتی ہے۔
- ایک نقطہ نظر یہ ہے کہ اس حقیقت کے باوجود کہ جینوم ایڈیٹنگ کا طریقہ تقریباً 10 سال سے جانا جاتا ہے، اس نے ابھی تک قابل توجہ تجارتی نتائج نہیں دیے۔
V.T.: یہ مکمل طور پر درست نہیں ہے۔ دنیا کی معروف بریڈنگ کمپنیاں جینوم ایڈیٹنگ کا استعمال کرتی ہیں اور اسے چھپاتی نہیں ہیں۔ لیکن ہم نہیں جانتے کہ وہ بالکل کیا کرتے ہیں اور ان کے کیا نتائج برآمد ہوتے ہیں۔
کامیابیوں کی تشہیر نہیں کی جاتی کیونکہ روایتی طور پر حاصل کیے گئے پلانٹ کے مقابلے جینیاتی انجینئرنگ کے طریقوں سے پروسیس کیے گئے پلانٹ کو مارکیٹ میں لانا زیادہ مہنگا ہوتا ہے۔ اور بعض اوقات ایسا کرنا محض ناممکن ہوتا ہے۔
ایک ہی وقت میں، یہ ثابت کرنا بہت مشکل ہے کہ جینوم ایڈیٹنگ کا استعمال موجودہ طریقوں کو استعمال کرتے ہوئے ایک خاص ورائٹی بنانے کے لیے کیا گیا تھا۔
ٹیسٹ کے دوران، ماہرین حیاتیات کے جینوم میں مارکر کی ترتیب تلاش کریں گے؛ اگر یہ موجود ہے، تو پودے کو جینیاتی طور پر تبدیل شدہ کے طور پر تسلیم کیا جائے گا۔ لیکن جینومک ایڈیٹنگ کے ساتھ، جینوم میں کچھ بھی متعارف نہیں ہوتا، لہذا کچھ بھی نہیں مل سکتا۔
تبدیلیاں اکثر نہ صرف ایک جین کو متاثر کرتی ہیں، بلکہ جین میں ایک مخصوص جگہ، لفظی طور پر ایک نیوکلیوٹائڈ، ایک حرف۔ اور باقی اربوں خطوط جوں کے توں باقی ہیں۔ اس بات کا تعین کرنے کے لیے کہ پلانٹ میں ترمیم کی گئی ہے، آپ کو درحقیقت اس کا پورا جینوم پڑھنا ہوگا، جس کی کوریج معیار سے دس گنا زیادہ ہو تاکہ غلطی کو ختم کیا جا سکے۔ کوئی بھی اتنا بڑا اور بہت مہنگا تجزیہ نہیں کرے گا، اور بریڈر ہمیشہ یہ کہہ سکتا ہے کہ اس نے پودوں کو میوٹاجینیسیس یا روایتی انتخاب کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کیا ہے۔
- ایم ایل: عام طور پر جینوم کی تدوین، اور خاص طور پر پودوں پر ان ٹیکنالوجیز کے استعمال کا تجربہ، کافی حالیہ کہانی ہے۔
کم از کم اس لیے نہیں کہ کسی خصوصیت کو تبدیل کرنے کے لیے آپ کو یہ جاننے کی ضرورت ہے کہ اس میں کیا اور کیسے ترمیم کرنا ہے۔ پودوں کی خصوصیات کا تعین جینوں کے ذریعے کیا جاتا ہے، اکثر جین کا ایک مجموعہ، جس میں سے ترمیم کے لیے مناسب اہداف کا انتخاب کرنا ضروری ہے۔ لیکن مخصوص جینوں کے افعال اور ضابطے کو واضح کرنا جو دلچسپی کی خصوصیات میں حصہ ڈالتے ہیں پیچیدہ اور اکثر لمبے مطالعے کی ضرورت ہوتی ہے۔ جب جانوروں اور انسانوں سے موازنہ کیا جائے تو ہم کہہ سکتے ہیں کہ ہم پودوں کی خصوصیات کے بہت سے مالیکیولر میکانزم (مثلاً مزاحمت، پیداواری صلاحیت وغیرہ) کو اچھی طرح سے نہیں جانتے ہیں۔ ایک ہی وقت میں، پودوں کے جینوم بڑے اور زیادہ پیچیدہ ہوتے ہیں، جو کام کو بالکل آسان نہیں بناتے ہیں۔ تاہم، پودوں کی حیاتیات میں بنیادی تحقیق کے ذریعے پہلے ہی بہت کچھ جانا جاتا ہے، اور جتنا ہم اس کو سمجھیں گے، ترمیم کے ہمارے امکانات اتنے ہی بڑھ جائیں گے۔
اس کے علاوہ، ہم ایک ایسے طریقہ کے بارے میں بات کر رہے ہیں جو بعض خصوصیات کو درست کرنے کے لئے ممکن بناتا ہے، لیکن مارکیٹ میں نئی قسموں کو متعارف کرانے کے لئے نہیں، جس پر کام، کچھ سرعت کے باوجود، اب بھی سال لگتے ہیں.
- کیا بایوٹیکنالوجسٹ جین ایڈیٹنگ کرتے ہیں؟ وہ کام کی اصل سمت (ترمیم کا مقصد) کیسے طے کرتے ہیں؟
V.T.: بائیوٹیکنالوجسٹ کو منتخب فصل کے کامیاب بریڈر کے ساتھ مل کر کام کرنا چاہیے اور مثالی طور پر، دوسرے ماہر پروڈیوسرز کو شامل کرنا چاہیے۔ بریڈر، کسانوں کے ساتھ مل کر کام طے کرتا ہے، بریڈر مناسب جین ٹائپس کو منتخب کرنے میں مدد کرتا ہے۔ ہم، بایوکیمسٹ اور جینیاتی ماہرین سے مشورہ کرتے ہیں، ہم سوچتے ہیں کہ ہم اس بنیاد پر کیا پیش کر سکتے ہیں (ضروری خصوصیات ہمیشہ حیاتیاتی نقطہ نظر سے کافی مطالعہ نہیں کی جاتی ہیں)۔ ہم دیکھتے ہیں کہ ہم اصل میں کیا کر سکتے ہیں، اپنے کام کے مرحلے کو انجام دیتے ہیں، نتیجے میں آنے والی لائن کو بریڈر کو واپس کر دیتے ہیں، اور بریڈر مختلف قسم کا نتیجہ لاتا ہے۔
- کیا جینوم ایڈیٹنگ ایک مہنگی ٹیکنالوجی ہے؟
V.T.: پودے کے حصول کی لاگت کا انحصار اس فصل پر ہوتا ہے کہ آیا اس کے نتیجے میں پیدا ہونے والا پودا ترمیم شدہ ہے یا ٹرانسجینک۔
اگر ہم آلات کے بارے میں بات کرتے ہیں، تو ایک کمپنی جو پہلے سے ہی وائرس سے پاک مواد اور مائکروکلوننگ کے حصول میں مصروف ہے، جینوم ایڈیٹنگ کے لیے آلات اور ریجنٹس کی خریداری پر نسبتاً کم لاگت آئے گی۔ اس طرح کے کام کو شروع کرنے میں رکاوٹ سرمایہ کاری کی بھاری مقدار نہیں بلکہ اہل افراد کی کمی ہے۔ بہت کم لوگ ہیں جو اس طرح کے خصوصی کام کو سنبھال سکتے ہیں اور انجام دے سکتے ہیں۔
اور اخراجات پر واپس آنا: اس علاقے میں تکنیکی ترقی بہت تیز ہے۔ جینوم ایڈیٹنگ کے طریقے، کہتے ہیں، 2012 میں، جب CRISPR/Cas9 دریافت ہوا تھا (بیکٹیریا کے مدافعتی نظام پر مبنی اعلیٰ جانداروں کے جینوم میں ترمیم کرنے کی ٹیکنالوجی) اور اب ہمارے پاس جو کچھ ہے وہ بہت مختلف ہے۔ آپریٹنگ کارکردگی سال بہ سال بڑھتی ہے، اور اخراجات کم ہوتے ہیں۔
ایم ایل: اس کا موازنہ انسانی جینوم کی ترتیب کے منصوبے سے کیا جا سکتا ہے۔ پہلا انسانی جینوم ایک بین الاقوامی کنسورشیم نے 10 سال کے لیے 2.7 بلین ڈالر میں ترتیب دیا تھا کیونکہ اس طرح کی ٹیکنالوجیز 90 کی دہائی میں دستیاب تھیں۔ فی الحال، ایک مکمل انسانی جینوم کو ترتیب دینے کی لاگت $1000 سے کم ہے اور اس میں کچھ دن لگتے ہیں۔
- آئیے آپ کی لیبارٹری کے بارے میں بات کرتے ہیں، کیا یہ بنیادی سائنس یا اطلاقی تحقیق پر مرکوز ہے؟
V.T.: ہم دونوں کو کرنے کی کوشش کرتے ہیں۔ شروع میں بنیادی چیزوں کو ترجیح دی جاتی تھی لیکن اب ہم اپنی ترقی کو عملی جامہ پہنانے کی کوشش کر رہے ہیں۔
اس وقت، مثال کے طور پر، ہم وائرس Y کے خلاف آلو کی مزاحمت کے طریقہ کار کا مطالعہ کر رہے ہیں۔ یہ بہت بنیادی کام ہے، لیکن اگر کامیاب ہو گیا، تو مزاحمتی اقسام کے انتخاب کے لیے نتیجہ بہت دلچسپ ہو گا۔
ایم ایل: بنیادی اور عملی سائنس کا آپس میں گہرا تعلق ہے؛ ایک دوسرے کے بغیر نہیں رہ سکتا۔ اگر ہم نہیں جانتے کہ وائرس پودوں کے ساتھ کس طرح تعامل کرتا ہے، کن مخصوص پروٹینوں کے ساتھ، تو ہم پودوں کو مزاحم بنانے کے لیے انہیں تبدیل نہیں کر پائیں گے۔
ہم 2018 سے وائرس Y پر تحقیق کر رہے ہیں اور اب اس حقیقت کے قریب پہنچ رہے ہیں کہ اگلے دو سالوں میں ہم مزاحمت کا فارمولا حاصل کر لیں گے، اور مستقبل میں ضروری عملی نتیجہ: آلو کا پودا وائرل پروٹین کی ترکیب نہیں کرے گا، یہ وائرس کے خلاف مزاحم ہوگا۔
- کیا آپ روسی بریڈنگ کمپنیوں/بریڈرز کے ساتھ تعاون کرتے ہیں؟
V.T.: آلو پر، ہم ایک نوجوان بریڈر ماریا پولیاکووا کے ساتھ کام کرتے ہیں، آلو یونین کے ماہرین کے ساتھ فعال طور پر بات چیت کرتے ہیں، اور پوٹیٹو فیڈرل ریسرچ سینٹر کے نام سے رابطے برقرار رکھتے ہیں۔ اے جی لورجا جہاں تک گوبھی کا تعلق ہے، ہم روسی ریاستی زرعی یونیورسٹی-ماسکو ایگریکلچرل اکیڈمی کے نسل دینے والوں اور بیج کاشت کرنے والوں کے ساتھ بات چیت کرتے ہیں۔ K.A تیمیرازیف از گریگوری اور سقراط موناچوس۔ اور ہم اس علاقے میں جو کچھ کرتے ہیں، ہم ان کی مکمل رہنمائی کرتے ہیں۔
- اور پھر وائرس کے بارے میں۔ مرینا ویلریوینا، آپ کی سائنسی دلچسپیوں میں نہ صرف وائرس شامل ہے۔ Y. 2023 میں، آپ کو روسی سائنس فاؤنڈیشن کی طرف سے "ہائی تھرو پٹ سیکوینسنگ طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے کاشت شدہ آلوؤں کے وائرسوں کا مطالعہ (سولانم ٹیوبروسم ایل)" کے منصوبے پر تحقیق کرنے کے لیے گرانٹ موصول ہوئی۔ یہ موضوع دلچسپ کیوں ہے؟
ایم ایل: آلو، بہت سے دوسرے پودوں کی نسبت زیادہ حد تک، وائرل بیماریوں کا شکار ہوتے ہیں، کیونکہ ان کی افزائش نباتاتی طور پر ہوتی ہے۔ وائرس tubers میں جمع ہوتے ہیں اور اگلی نسلوں کو منتقل ہوتے ہیں، اس لیے وائرل بوجھ مسلسل بڑھ رہا ہے۔ جب وہ کہتے ہیں کہ آلو انحطاط پذیر ہو رہے ہیں، تو یہ بالکل وہی ہے جس کے بارے میں ہم بات کر رہے ہیں۔
وائرس غیر فعال نظام نہیں ہیں؛ وہ میزبان پلانٹ اور ایک دوسرے کے ساتھ فعال طور پر تعامل کرتے ہیں۔ ایسے معاملات ہیں جہاں ایک پودا جو پہلے ہی ایک مخصوص وائرس سے بیمار ہے دوسرے سے متاثر نہیں ہو سکتا۔ اور ایسے وائرس ہیں جو اکیلے پودے کو متاثر نہیں کر سکتے؛ وہ صرف دوسرے وائرسوں کے ساتھ مل کر کام کرتے ہیں۔ ابھی حال ہی میں، ایک کام شائع ہوا تھا جس میں وائرس کی شکلیں بیان کی گئی تھیں جو پودوں کو خشک سالی سے بچنے میں مدد دیتی ہیں۔ پرجیوی سے باہمی پرستی کی طرف اس طرح کی غیر متوقع تبدیلی۔
آلو پر وائرل بیماریوں سے نمٹنے کے لیے کوئی موثر کیمیکل موجود نہیں ہے۔ اس کی صحت کو بہتر بنانے کے لیے، کافی پیچیدہ اور سب سے اہم، مہنگے طریقے تیار کیے گئے ہیں: ان وٹرو کلچر کے ذریعے، مائیکرو ٹیوبرز حاصل کرنا۔ لیکن نتیجہ صرف چند نسلوں تک رہتا ہے۔ دیگر حل تلاش کرنے کے لیے، آپ کو وائرس کی خصوصیات کا مزید تفصیل سے مطالعہ کرنے کی ضرورت ہے، لہذا یہ مطالعہ بہت، بہت متعلقہ ہے۔
– GOST 33996-2016 “بیج آلو۔ معیار کے تعین کے لیے تکنیکی حالات اور طریقے" پانچ وائرس درج ہیں (PVK - X آلو وائرس؛ SBK - S آلو وائرس؛ MVK - M آلو وائرس؛ YBK - Y آلو وائرس؛ VSLK - لیف کرل وائرس آلو) اور ایک وائرائڈ (PSTV - آلو تکلا ٹبر وائرائڈ)۔ کیا آپ ان پر توجہ دیں گے؟
ایم ایل: میرے پروجیکٹ کا مقصد ان وائرسوں (وائرس کے مجموعوں) کا مطالعہ کرنے کے لیے ہائی تھرو پٹ طریقے استعمال کرنا ہے جو روس میں آلو پر موجود ہیں۔ یہ دونوں نقطہ نظر سے دلچسپ ہے کہ ایک پودے پر مختلف وائرسوں کے کون سے کمپلیکس پائے جاتے ہیں اور ان وائرسوں کے پھیلاؤ کے نقطہ نظر سے۔
مجموعی طور پر آلو پر پائے جانے والے 50 سے زیادہ وائرس دنیا میں معلوم ہیں۔ GOST میں درج سب سے زیادہ خطرناک ہیں، اور اس کے علاوہ، ان میں واضح بیرونی نشانیاں ہیں۔ اس طرح، موزیک نیکروسس وائرس Y انفیکشن کا ایک عام مظہر ہے، اور لیف کرل وائرس کی موجودگی کا تعین لیف بلیڈ کی خصوصیت کی خرابی سے کیا جا سکتا ہے۔
لیکن بہت سے وائرس ایسے ہیں جو خود کو فینوٹائپ طور پر ظاہر نہیں کرتے ہیں، حالانکہ ان کا اثر فصل پر بھی پڑ سکتا ہے۔ وہ شاذ و نادر ہی دریافت ہوتے ہیں، لیکن صرف اس وجہ سے کہ ان کی تلاش نہیں کی جاتی ہے۔
مثال کے طور پر، میں آل رشین ریسرچ انسٹی ٹیوٹ آف پلانٹ پروٹیکشن (VIZR) کے ساتھیوں کے کام کا حوالہ دے سکتا ہوں۔ 2019 میں، انہوں نے روس میں آلو وائرس P کی دریافت کے بارے میں ایک مضمون شائع کیا۔ پہلے یہ خیال کیا جاتا تھا کہ یہ خصوصی طور پر جنوبی امریکہ میں تقسیم کیا گیا تھا۔
سوال یہ ہے کہ اگر ہم "اسٹریٹ لائٹ کے نیچے" نہیں دیکھیں گے جہاں روشنی ہے، لیکن جہاں ہم نے ابھی تک نہیں دیکھا ہے تو ہم کیا دریافت کریں گے۔
- آپ اپنی تحقیق کہاں کریں گے؟
ایم ایل: گرانٹ کی شرائط کے مطابق اس منصوبے پر دو سال لگیں گے۔ پچھلے سال ہم نے تولا کے علاقے میں آلو کے فارم کے ساتھ تعاون کیا، مواد اکٹھا کیا، مختلف اقسام اور تولیدات کے ساتھ کام کیا۔ اس سال ہم دوسرے علاقوں میں جائیں گے اور دیکھیں گے کہ وہاں کون سے وائرس پائے جاتے ہیں۔
مطالعہ کے نتائج کا خلاصہ 2025 میں کیا جائے گا، اور ہم روسی آلو کے کاشتکاروں کو ان کے بارے میں ضرور بتائیں گے۔