خبر | یونیورسٹی آف کیلیفورنیا کے سائنس دانوں نے ‘قابلِ پروگرام جنینی ماڈلز’ کے ذریعے ابتدائی نشوونما کو دوبارہ تخلیق کیا، جس سے زرخیزی کی تحقیق کے نئے راستے کھل گئے
خبر | یونیورسٹی آف کیلیفورنیا کے سائنس دانوں نے ‘قابلِ پروگرام جنینی ماڈلز’ کے ذریعے ابتدائی نشوونما کو دوبارہ تخلیق کیا، جس سے زرخیزی کی تحقیق کے نئے راستے کھل گئے
بارآوری کے بعد ابتدائی دنوں میں ایک خلیہ کس طرح مکمل جاندار بن جاتا ہے، یہ سائنس کے عظیم ترین اسرار میں سے ایک ہے۔ چونکہ ممالیہ جانوروں کی ابتدائی نشوونما رحم کے اندر ہوتی ہے، اس لیے محققین طویل عرصے سے اسے براہِ راست دیکھنے یا اس میں مداخلت کرنے میں دشواری کا سامنا کرتے رہے ہیں، جس کے باعث یہ سمجھنا محدود رہا ہے کہ جنین کی نشوونما کبھی کبھی کیوں ناکام ہو جاتی ہے۔
یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، سانتا کروز میں ہونے والی ایک اہم تحقیق اس حد کو دور کر رہی ہے۔ جدید CRISPR ٹیکنالوجی استعمال کرتے ہوئے، حقیقی جنینوں کے بغیر، محققین نے خود کو منظم کرنے والے “قابلِ پروگرام جنینی ماڈلز” یا ایمبریوئڈز تیار کیے، جو تجربہ گاہ میں ابتدائی نشوونما کے اہم مراحل کو دوبارہ پیدا کرتے ہیں۔ یہ کام Cell Stem Cell میں شائع ہوا۔
“ہم ابتدائی نشوونما کی خرابیوں پر تحقیق کو آگے بڑھانے کے لیے پیٹری ڈش میں قدرتی مظاہر، مثلاً جنین کی تشکیل، کو دوبارہ تشکیل دینا بلکہ اس میں تبدیلی بھی لانا چاہتے ہیں۔”
—علی شریعتی، UC Santa Cruz میں متعلقہ مصنف اور بایومولیکیولر انجینئرنگ کے اسسٹنٹ پروفیسر
CRISPR کے ذریعے اسٹیم سیلز کی پروگرامنگ
یہ تحقیق پوسٹ ڈاکٹریٹ محقق Gerrald Lodewijk اور سابق طالبہ Sayaka Kozuki نے مشترکہ طور پر کی، جو اب Caltech میں گریجویٹ طالبہ ہیں۔ اس میں تجربہ گاہ میں چوہوں کے اسٹیم سیلز استعمال کیے گئے۔ اسٹیم سیلز ایک خالی کینوس کی مانند ہوتے ہیں اور نظری طور پر دماغ یا آنتوں کے خلیوں سمیت کسی بھی قسم کے خلیے میں تبدیل ہو سکتے ہیں۔
ٹیم نے CRISPR کی ایک نسبتاً نرم قسم، CRISPR ایکٹیویشن سسٹم (CRISPRa)، استعمال کی۔ DNA کو کاٹنے کے بجائے یہ جنینی نشوونما کے لیے ضروری جینی خطوں کو منظم اور فعال کرتا ہے۔ یہ درست فعالیت اسٹیم سیلز کو مختلف ابتدائی جنینی خلیوں کی اقسام پیدا کرنے پر آمادہ کرتی ہے۔
“بیرونی محرک شامل کرنے کے بجائے، ہم ان جینی سوئچز کو فعال کرتے ہیں جو خلیوں میں پہلے سے موجود ہوتے ہیں اور انہیں یہ طے کرنے دیتے ہیں کہ نشوونما کا سفر کیسے شروع کرنا ہے،” Lodewijk نے وضاحت کی۔
اسٹیم سیلز میں سے 80% سے زیادہ نے چند ہی دنوں میں ازخود ایسی ساختیں ترتیب دیں جو ابتدائی جنینوں سے مشابہ تھیں، اور جین کے اظہار کے ایسے پروگرام شروع کیے جو قدرتی جنینوں سے بہت قریب سے مطابقت رکھتے تھے۔
“خود تنظیم حیرت انگیز حد تک مماثل ہے۔ ایسا لگتا ہے کہ خلیے جانتے ہیں کہ کیا کرنا ہے؛ ہمیں صرف انہیں ہلکا سا محرک دینا ہوتا ہے۔”
—علی شریعتی
یہ مشاہدہ کرنا کہ ابتدائی زندگی خود کو کیسے منظم کرتی ہے
کاشت میں ایمبریوئڈ خلیوں نے اجتماعی رویہ ظاہر کیا، جس میں گردش کرتے ہوئے نقل مکانی بھی شامل تھی۔ اسے پرندوں کے غول کی طرح منظم حرکت قرار دیا گیا، اور بالآخر ابتدائی جنینی نمونے نمایاں انداز میں تشکیل پائے۔
ان سابقہ طریقوں کے برعکس جن میں مختلف اقسام کے خلیے پیدا کرنے کے لیے کیمیکلز استعمال کیے جاتے تھے، اس تحقیق میں باہمی نشوونما پر زور دیا گیا، جو جسم میں ہونے والی قدرتی جنینی نشوونما سے زیادہ مشابہ ہے۔
“ہم خلیوں کو الگ الگ تیار نہیں کرتے۔ ہم انہیں ایک ساتھ بڑھنے اور ایک دوسرے پر اسی طرح اثر انداز ہونے دیتے ہیں جیسے وہ حقیقی جنین میں ہوتے، اور ہم پڑوسی خلیوں کی حیثیت سے ان کی حیاتیاتی یادداشت کو دوبارہ تخلیق کرتے ہیں۔”
—شریعتی
قابلِ پروگرام ماڈلز نشوونمایی نقائص کی وجوہات ظاہر کر سکتے ہیں
ان جنینی ماڈلز کا بنیادی فائدہ ان کی اعلیٰ درجے کی پروگرام پذیری ہے۔ محققین زندگی کے ابتدائی ترین مراحل کا مطالعہ کر سکتے ہیں اور جان بوجھ کر جینز کو فعال یا غیر فعال کر کے دیکھ سکتے ہیں کہ کون سی تبدیلیاں خلیوں کی اقسام، بافتوں کی تنظیم یا پورے جنین میں ناکامی کا سبب بنتی ہیں۔
یہ حقیقی جنین استعمال کیے بغیر نشوونمایی غیر معمولیات کی ماڈلنگ کے لیے ایک مؤثر پلیٹ فارم فراہم کرتا ہے۔
بالآخر اس ٹیکنالوجی کو انسانوں سمیت دیگر انواع تک وسعت دی جا سکتی ہے، جس سے سائنس دان یہ تحقیق کر سکیں گے کہ ابتدائی انسانی جنین اکثر رحم میں پیوست ہونے یا نشوونما پانے میں کیوں ناکام رہتے ہیں۔ شریعتی نے کہا: “اب ہم زندگی کے آغاز میں موجود رکاوٹوں کو زیادہ واضح طور پر دیکھ سکتے ہیں، جو انسانی تولیدی کامیابی بہتر بنانے کے لیے نہایت اہم ہے۔”
خبر | یونیورسٹی آف کیلیفورنیا کے سائنس دانوں نے ‘قابلِ پروگرام جنینی ماڈلز’ کے ذریعے ابتدائی نشوونما کو دوبارہ تخلیق کیا، جس سے زرخیزی کی تحقیق کے نئے راستے کھل گئے
خبر | یونیورسٹی آف کیلیفورنیا کے سائنس دانوں نے ‘قابلِ پروگرام جنینی ماڈلز’ کے ذریعے ابتدائی نشوونما کو دوبارہ تخلیق کیا، جس سے زرخیزی کی تحقیق کے نئے راستے کھل گئے
بارآوری کے بعد ابتدائی دنوں میں ایک خلیہ کس طرح مکمل جاندار بن جاتا ہے، یہ سائنس کے عظیم ترین اسرار میں سے ایک ہے۔ چونکہ ممالیہ جانوروں کی ابتدائی نشوونما رحم کے اندر ہوتی ہے، اس لیے محققین طویل عرصے سے اسے براہِ راست دیکھنے یا اس میں مداخلت کرنے میں دشواری کا سامنا کرتے رہے ہیں، جس کے باعث یہ سمجھنا محدود رہا ہے کہ جنین کی نشوونما کبھی کبھی کیوں ناکام ہو جاتی ہے۔
یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، سانتا کروز میں ہونے والی ایک اہم تحقیق اس حد کو دور کر رہی ہے۔ جدید CRISPR ٹیکنالوجی استعمال کرتے ہوئے، حقیقی جنینوں کے بغیر، محققین نے خود کو منظم کرنے والے “قابلِ پروگرام جنینی ماڈلز” یا ایمبریوئڈز تیار کیے، جو تجربہ گاہ میں ابتدائی نشوونما کے اہم مراحل کو دوبارہ پیدا کرتے ہیں۔ یہ کام Cell Stem Cell میں شائع ہوا۔
“ہم ابتدائی نشوونما کی خرابیوں پر تحقیق کو آگے بڑھانے کے لیے پیٹری ڈش میں قدرتی مظاہر، مثلاً جنین کی تشکیل، کو دوبارہ تشکیل دینا بلکہ اس میں تبدیلی بھی لانا چاہتے ہیں۔”
—علی شریعتی، UC Santa Cruz میں متعلقہ مصنف اور بایومولیکیولر انجینئرنگ کے اسسٹنٹ پروفیسر
CRISPR کے ذریعے اسٹیم سیلز کی پروگرامنگ
یہ تحقیق پوسٹ ڈاکٹریٹ محقق Gerrald Lodewijk اور سابق طالبہ Sayaka Kozuki نے مشترکہ طور پر کی، جو اب Caltech میں گریجویٹ طالبہ ہیں۔ اس میں تجربہ گاہ میں چوہوں کے اسٹیم سیلز استعمال کیے گئے۔ اسٹیم سیلز ایک خالی کینوس کی مانند ہوتے ہیں اور نظری طور پر دماغ یا آنتوں کے خلیوں سمیت کسی بھی قسم کے خلیے میں تبدیل ہو سکتے ہیں۔
ٹیم نے CRISPR کی ایک نسبتاً نرم قسم، CRISPR ایکٹیویشن سسٹم (CRISPRa)، استعمال کی۔ DNA کو کاٹنے کے بجائے یہ جنینی نشوونما کے لیے ضروری جینی خطوں کو منظم اور فعال کرتا ہے۔ یہ درست فعالیت اسٹیم سیلز کو مختلف ابتدائی جنینی خلیوں کی اقسام پیدا کرنے پر آمادہ کرتی ہے۔
“بیرونی محرک شامل کرنے کے بجائے، ہم ان جینی سوئچز کو فعال کرتے ہیں جو خلیوں میں پہلے سے موجود ہوتے ہیں اور انہیں یہ طے کرنے دیتے ہیں کہ نشوونما کا سفر کیسے شروع کرنا ہے،” Lodewijk نے وضاحت کی۔
اسٹیم سیلز میں سے 80% سے زیادہ نے چند ہی دنوں میں ازخود ایسی ساختیں ترتیب دیں جو ابتدائی جنینوں سے مشابہ تھیں، اور جین کے اظہار کے ایسے پروگرام شروع کیے جو قدرتی جنینوں سے بہت قریب سے مطابقت رکھتے تھے۔
“خود تنظیم حیرت انگیز حد تک مماثل ہے۔ ایسا لگتا ہے کہ خلیے جانتے ہیں کہ کیا کرنا ہے؛ ہمیں صرف انہیں ہلکا سا محرک دینا ہوتا ہے۔”
—علی شریعتی
یہ مشاہدہ کرنا کہ ابتدائی زندگی خود کو کیسے منظم کرتی ہے
کاشت میں ایمبریوئڈ خلیوں نے اجتماعی رویہ ظاہر کیا، جس میں گردش کرتے ہوئے نقل مکانی بھی شامل تھی۔ اسے پرندوں کے غول کی طرح منظم حرکت قرار دیا گیا، اور بالآخر ابتدائی جنینی نمونے نمایاں انداز میں تشکیل پائے۔
ان سابقہ طریقوں کے برعکس جن میں مختلف اقسام کے خلیے پیدا کرنے کے لیے کیمیکلز استعمال کیے جاتے تھے، اس تحقیق میں باہمی نشوونما پر زور دیا گیا، جو جسم میں ہونے والی قدرتی جنینی نشوونما سے زیادہ مشابہ ہے۔
“ہم خلیوں کو الگ الگ تیار نہیں کرتے۔ ہم انہیں ایک ساتھ بڑھنے اور ایک دوسرے پر اسی طرح اثر انداز ہونے دیتے ہیں جیسے وہ حقیقی جنین میں ہوتے، اور ہم پڑوسی خلیوں کی حیثیت سے ان کی حیاتیاتی یادداشت کو دوبارہ تخلیق کرتے ہیں۔”
—شریعتی
قابلِ پروگرام ماڈلز نشوونمایی نقائص کی وجوہات ظاہر کر سکتے ہیں
ان جنینی ماڈلز کا بنیادی فائدہ ان کی اعلیٰ درجے کی پروگرام پذیری ہے۔ محققین زندگی کے ابتدائی ترین مراحل کا مطالعہ کر سکتے ہیں اور جان بوجھ کر جینز کو فعال یا غیر فعال کر کے دیکھ سکتے ہیں کہ کون سی تبدیلیاں خلیوں کی اقسام، بافتوں کی تنظیم یا پورے جنین میں ناکامی کا سبب بنتی ہیں۔
یہ حقیقی جنین استعمال کیے بغیر نشوونمایی غیر معمولیات کی ماڈلنگ کے لیے ایک مؤثر پلیٹ فارم فراہم کرتا ہے۔
بالآخر اس ٹیکنالوجی کو انسانوں سمیت دیگر انواع تک وسعت دی جا سکتی ہے، جس سے سائنس دان یہ تحقیق کر سکیں گے کہ ابتدائی انسانی جنین اکثر رحم میں پیوست ہونے یا نشوونما پانے میں کیوں ناکام رہتے ہیں۔ شریعتی نے کہا: “اب ہم زندگی کے آغاز میں موجود رکاوٹوں کو زیادہ واضح طور پر دیکھ سکتے ہیں، جو انسانی تولیدی کامیابی بہتر بنانے کے لیے نہایت اہم ہے۔”
ماخذ:
آن لائن سے جمع کردہ