लोग और टमाटर दोनों अलग-अलग आकार और आकार में आते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि प्रत्येक व्यक्ति में आनुवंशिक विविधताओं का एक अनूठा सेट होता है - उत्परिवर्तन - जो प्रभावित करते हैं कि जीन कैसे कार्य करते हैं और कार्य करते हैं। एक साथ जोड़ा गया, लाखों छोटी आनुवंशिक विविधताएं यह अनुमान लगाना कठिन बनाती हैं कि कोई विशेष उत्परिवर्तन किसी व्यक्ति को कैसे प्रभावित करेगा। कोल्ड स्प्रिंग हार्बर लेबोरेटरी (सीएसएचएल) के प्रोफेसर और हॉवर्ड ह्यूजेस मेडिकल इंस्टीट्यूट के अन्वेषक जैच लिपमैन ने दिखाया कि टमाटर में आनुवंशिक विविधताएं किस तरह से एक विशिष्ट उत्परिवर्तन पौधे को प्रभावित करती हैं। वह टमाटर की विभिन्न किस्मों पर उत्परिवर्तन के प्रभावों की भविष्यवाणी करने में सक्षम होने की दिशा में काम कर रहा है।
उत्परिवर्तन के विभिन्न संयोजन टमाटर के आकार को अप्रत्याशित रूप से प्रभावित कर सकते हैं। इस छवि में, पहला कॉलम एक अनम्यूटेटेड (WT) टमाटर दिखाता है। दूसरे और तीसरे कॉलम में फलों के आकार के जीन SlCV1 के लिए प्रमोटर (R4 या R3) के क्षेत्र में एकल उत्परिवर्तन के साथ टमाटर दिखाई देते हैं। अलग-अलग उत्परिवर्तन का फल के आकार पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। लेकिन इन दो उत्परिवर्तन (R1 + R4) के संयोजन से बहुत बड़ा फल मिलता है।
इस अध्ययन में, लिपमैन और उनकी टीम ने फलों के आकार, SlCV3 और SlWUS को नियंत्रित करने वाले दो टमाटर जीनों पर CRISPR, एक अत्यधिक सटीक और लक्षित जीन-संपादन उपकरण का उपयोग किया। उन्होंने प्रमोटर क्षेत्रों, उनकी अभिव्यक्ति को नियंत्रित करने वाले जीन के पास के क्षेत्रों में डीएनए के छोटे टुकड़ों को हटाकर 60 से अधिक टमाटर म्यूटेंट उत्पन्न किए। कुछ मामलों में, अलग-अलग उत्परिवर्तन ने टमाटर के आकार को थोड़ा बढ़ा दिया। उत्परिवर्तन के कुछ जोड़े फलों के आकार को बिल्कुल भी नहीं बदलते हैं। कुछ सहक्रियात्मक संयोजनों के कारण फलों के आकार में नाटकीय, अप्रत्याशित वृद्धि हुई। लिपमैन कहते हैं: "फसल प्रजनन के लिए इस सब में असली पवित्र कंघी बनानेवाले की रेती भविष्यवाणी है। अगर मैं इस क्रम को बदलता हूं, तो मुझे यह प्रभाव मिलेगा। क्योंकि अन्य रूपों का यह समुद्र है कि प्रकृति ने उस उत्परिवर्तन के पास जमा किया है जिसे आप इंजीनियरिंग कर रहे हैं, साथ ही पूरे जीनोम में बिखरे हुए हैं, जिनमें से कई आपके द्वारा बनाए जा रहे विशिष्ट उत्परिवर्तन को प्रभावित कर सकते हैं।
किन्हीं दो उत्परिवर्तनों के लिए अंतःक्रियाओं की यह श्रेणी विभिन्न आनुवंशिक पृष्ठभूमियों में होने वाले एकल उत्परिवर्तन के परिणामों को दर्शाती है। प्रभाव कुछ मानव रोगों में पाए जाने वाले लोगों के साथ तुलनीय है, जहां कुछ लोगों में कुछ पूर्व-मौजूदा उत्परिवर्तन हो सकते हैं जो उन्हें रोग पैदा करने वाले उत्परिवर्तन से बचाते हैं।
लिपमैन और उनकी टीम यह निर्धारित करना जारी रखेगी कि व्यक्तिगत और संयुक्त उत्परिवर्तन कुछ फसल लक्षणों को कैसे प्रभावित करते हैं। अब तक, उन्होंने दो अलग-अलग उत्परिवर्तन के बीच बातचीत को मापा है, लेकिन जीनोम में लाखों भिन्नताएं हैं। लिप्पमैन प्रजनन को अधिक अनुमानित और कुशल बनाने के लिए पर्याप्त मापन योग्य बातचीत का अध्ययन करने की उम्मीद करता है।
अधिक जानकारी के लिए:
कोल्ड स्प्रिंग हार्बर प्रयोगशाला
www.cshl.edu