ஃபெர்ன் ஜீனோம் டிகோடட்: சுற்றுச்சூழல் நிலைத்தன்மைக்கான நம்பிக்கை

ஒரு ஃபெர்னின் மரபணு தகவலைத் திறப்பது, நாம் எதிர்கொள்ளும் பல சிக்கல்களுக்கு சாத்தியமான தீர்வுகளை வழங்கலாம் கிரகம் இன்று.

In மரபணு வரிசைப்படுத்துதல், டிஎன்ஏ ஒவ்வொரு குறிப்பிட்ட டிஎன்ஏ மூலக்கூறிலும் உள்ள நியூக்ளியோடைடுகளின் வரிசையைத் தீர்மானிக்க வரிசைப்படுத்துதல் செய்யப்படுகிறது. டிஎன்ஏவில் எடுத்துச் செல்லப்படும் மரபணுத் தகவலின் வகையைப் புரிந்து கொள்ள இந்த சரியான வரிசை மதிப்பு வாய்ந்தது. பெரும்பாலான உடல் செயல்பாடுகளுக்குப் பொறுப்பான புரதத்தை மரபணுக்கள் குறியாக்கம் செய்வதால், இந்தத் தகவல் உடலில் அவற்றின் செயல்பாட்டின் விளைவைப் புரிந்துகொள்ள உதவும். வரிசைப்படுத்தல் முடிந்தது மரபணு ஒரு உயிரினத்தின் அதாவது அதன் அனைத்து டிஎன்ஏவும் ஒரு சிக்கலான மற்றும் சவாலான பணியாகும், மேலும் டிஎன்ஏவை சிறிய துண்டுகளாக உடைத்து, அவற்றை வரிசைப்படுத்தி, பின்னர் அனைத்தையும் ஒன்றாக இணைப்பதன் மூலம் சிறிது சிறிதாக செய்ய வேண்டும். உதாரணமாக, முழுமையான மனிதன் மரபணு 2003 இல் வரிசைப்படுத்தப்பட்டது 13 ஆண்டுகள் மற்றும் மொத்த செலவு USD 3 பில்லியன். தொழில்நுட்ப முன்னேற்றத்துடன் மரபுத்தொகுதிகளின் Sanger sequencing மற்றும் Next-generation sequencing போன்ற முறைகளைப் பயன்படுத்தி ஒப்பீட்டளவில் வேகமாகவும் குறைந்த செலவிலும் வரிசைப்படுத்தலாம். ஒரு மரபணு வரிசைப்படுத்தப்பட்டு டிகோட் செய்யப்பட்டவுடன், உயிரியல் ஆராய்ச்சியின் சாத்தியமான பகுதிகளை அடையாளம் காணவும், இலக்கு பயன்பாட்டு மேம்பாட்டை நோக்கி முன்னேறவும் வரம்பற்ற சாத்தியக்கூறுகள் திறக்கப்படுகின்றன.

கார்னெல் பல்கலைக்கழகம் மற்றும் உலகெங்கிலும் உள்ள 40 ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு முழுவதையும் வரிசைப்படுத்தியுள்ளது மரபணு ஒரு தண்ணீர் பன்னம் அசோலா ஃபிலிகுலோயிட்ஸ் என்று அழைக்கப்படுகிறது^1,2. இந்த ஃபெர்ன் பொதுவாக வெப்பமான வெப்பநிலை மற்றும் உலகின் வெப்பமண்டல பகுதிகளில் வளர்வதைக் காணலாம். ஃபெர்னின் மரபணு ரகசியங்களை அவிழ்க்கும் திட்டம் சிறிது காலமாக பைப்லைனில் உள்ளது, மேலும் Experiment.com எனப்படும் க்ரூட்ஃபண்டிங் தளத்தின் மூலம் 22,160 ஆதரவாளர்களிடமிருந்து 123 அமெரிக்க டாலர் நிதியால் ஆதரிக்கப்பட்டது. Utrecht பல்கலைக்கழகத்துடன் இணைந்து பெய்ஜிங் ஜெனோமிக்ஸ் நிறுவனத்திடமிருந்து வரிசைப்படுத்தலை மேற்கொள்ள ஆராய்ச்சியாளர்கள் இறுதியில் நிதியுதவி பெற்றனர். விரல் நகத்தின் மேல் பொருந்தும் இந்த சிறிய மிதக்கும் ஃபெர்ன் இனமானது .75 ஜிகாபேஸ் (அல்லது பில்லியன் அடிப்படை ஜோடிகள்) மரபணு அளவைக் கொண்டுள்ளது. ஃபெர்ன்கள் பெரியவை என்று அறியப்படுகிறது மரபுத்தொகுதிகளின், சராசரியாக 12 ஜிகாபேஸ் அளவு, இருப்பினும் பெரிய ஃபெர்ன் மரபணுக்கள் எதுவும் இதுவரை டிகோட் செய்யப்படவில்லை. இத்தகைய விரிவான திட்டம், இந்த ஃபெர்னின் சாத்தியம் என்னவாக இருக்கும் என்பதற்கான தடயங்களை வழங்குவதை நோக்கமாகக் கொண்டது.

ஃபெர்ன் அசோலாவின் பல சுவாரஸ்யமான அம்சங்கள் இதில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளன மரபணு வரிசைப்படுத்தல் ஆய்வு வெளியிடப்பட்டது இயற்கை தாவரங்கள் மேலும் இந்த ஃபெர்ன் நன்மை பயக்கும் சாத்தியமான பகுதிகள் குறித்த எதிர்கால ஆராய்ச்சிக்கான வழிகாட்டுதலை வழங்கியுள்ளது. ஃபெர்ன் அசோலா கிட்டத்தட்ட 50 மில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு பரவலாகவும் வளர்ந்தும் இருந்தது கிரகம் ஆர்க்டிக் பெருங்கடலைச் சுற்றி. அந்த நேரத்தில் பூமி தற்போதைய நிலைமைகளுடன் ஒப்பிடும்போது வெப்பமாக இருந்தது மற்றும் இந்த ஃபெர்ன் முக்கிய பங்கு வகிக்கும் என்று கருதப்பட்டது. கிரகம் 10 மில்லியன் ஆண்டுகளில் வளிமண்டலத்தில் இருந்து சுமார் 1 டிரில்லியன் டன் கார்பன் டை ஆக்சைடை கைப்பற்றுவதன் மூலம் குளிர்ச்சியானது. இந்த ஃபெர்னை எதிர்த்துப் போராடுவதற்கும் பாதுகாப்பதற்கும் சாத்தியமான பங்கை இங்கே காண்கிறோம் கிரகம் காலநிலை மாற்றத்தின் விளைவாக புவி வெப்பமடைதல்.

வளிமண்டலத்தில் உள்ள இலவச நைட்ரஜனை (N2) - காற்றில் ஏராளமாகக் கிடைக்கும் ஒரு மந்த வாயு - மற்ற இரசாயனக் கூறுகளுடன் அதிக வினைத்திறன் கொண்ட நைட்ரஜன் அடிப்படையிலான சேர்மங்களை உருவாக்க, அம்மோனியா, நைட்ரேட்டுகள் போன்றவை பின்னர் விவசாய நோக்கங்களுக்காக உரம் போன்ற பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படலாம். ஜீனோம் நோஸ்டாக் அசோலே என்ற சயனோபாக்டீரியாவுடன் இந்த ஃபெர்னின் கூட்டுவாழ்வு உறவு (பரஸ்பர நன்மை) பற்றி தரவு கூறுகிறது. ஃபெர்ன் இலை இந்த சயனோபாக்டீரியாவை சிறிய துளைகளில் வைக்கிறது மற்றும் இந்த பாக்டீரியாக்கள் நைட்ரஜனை உருவாக்குகின்றன. ஆக்சிஜன் ஃபெர்ன் மற்றும் சுற்றியுள்ள வளரும் தாவரங்கள் பயன்படுத்த முடியும். இதையொட்டி, சயனோ பாக்டீரியா ஃபெர்ன் எரிபொருளை வழங்கும் போது தாவர ஒளிச்சேர்க்கை மூலம் ஆற்றலை சேகரிக்கிறது. எனவே, இந்த ஃபெர்ன் ஒரு இயற்கையான பச்சை உரமாக பயன்படுத்தப்படலாம் மற்றும் அதிக நிலையான விவசாய நடைமுறைகளை பரப்பும் நைட்ரஜன் உரங்களின் பயன்பாட்டை நீக்கலாம். இரண்டையும் கொண்டதாக ஆசிரியர்கள் கூறுகின்றனர் மரபுத்தொகுதிகளின் சயனோபாக்டீரியா மற்றும் இப்போது ஃபெர்ன், ஆராய்ச்சி போன்ற நிலையான நடைமுறைகளை உருவாக்க மற்றும் பின்பற்றுவதில் கவனம் செலுத்த முடியும். சுவாரஸ்யமாக, ஃபெர்ன் அசோலா ஏற்கனவே 1000 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக ஆசிய விவசாயிகளால் நெற்பயிர்களில் பச்சை உரமாக சேர்க்கப்பட்டுள்ளது.

ஃபெர்னில் இயற்கையாக மாற்றியமைக்கப்பட்ட (பூச்சிக்கொல்லி) மரபணுவை ஆராய்ச்சியாளர்கள் அடையாளம் கண்டுள்ளனர், இது பூச்சி எதிர்ப்பை வழங்கும் திறனைக் கொண்டுள்ளது. இந்த மரபணு பருத்தி செடிகளுக்கு மாற்றப்படும் போது பூச்சிகளிடமிருந்து பாரிய பாதுகாப்பை வழங்குகிறது. இந்த 'பூச்சிக்கொல்லி' மரபணு பாக்டீரியாவிலிருந்து ஃபெர்னுக்கு மாற்றப்பட்டதாகவோ அல்லது 'பரிசாக' கொடுக்கப்பட்டதாகவோ கருதப்படுகிறது, மேலும் இது ஃபெர்னின் பரம்பரையின் ஒரு குறிப்பிட்ட அங்கமாகக் காணப்படுகிறது, அதாவது இது வெற்றிகரமாக தலைமுறையிலிருந்து தலைமுறைக்கு அனுப்பப்படுகிறது. பூச்சிகளிடமிருந்து சாத்தியமான பாதுகாப்பின் கண்டுபிடிப்பு விவசாய நடைமுறைகளில் வலுவான தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும்.

ஃபெர்ன்களிலிருந்து முதன்முதலில் மரபணு தகவல்களை அவிழ்க்கும் 'தூய அறிவியல்' முக்கியமான தாவர மரபணுக்களைக் கண்டறிந்து புரிந்துகொள்வதற்கான திசையில் ஒரு முக்கிய படியாகும் என்பதை இந்த ஆய்வு காட்டுகிறது. இது ஃபெர்ன்களின் பரிணாம வரலாற்றை நன்கு புரிந்துகொள்ள உதவுகிறது, அதாவது தலைமுறைகளாக அவற்றின் அம்சங்கள் எவ்வாறு உருவாகியுள்ளன. தாவரங்கள் மற்றும் விலங்கினங்கள் எவ்வாறு இணக்கமாக உள்ளன என்பதை ஆராய்வதற்கும் புரிந்துகொள்வதற்கும் தாவரங்களைப் புரிந்துகொள்வது மிகவும் முக்கியமானது. கிரகம் மேலும் இது போன்ற ஆராய்ச்சிக்கு முக்கியத்துவம் கொடுக்கப்பட வேண்டும், அதை போதுமான முக்கியத்துவம் இல்லாத ஒன்று என்று முத்திரை குத்துவதை விட. அசோலா ஃபிலிகுலோயிட்ஸ் மற்றும் சால்வினியா குகுல்லட்டாவை வரிசைப்படுத்திய பிறகு, 10 க்கும் மேற்பட்ட ஃபெர்ன் இனங்கள் மேலதிக ஆராய்ச்சிக்காக ஏற்கனவே பைப்லைனில் உள்ளன.

***

{மேற்கோள் காட்டப்பட்ட ஆதாரங்களின் பட்டியலில் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ள DOI இணைப்பைக் கிளிக் செய்வதன் மூலம் அசல் ஆய்வுக் கட்டுரையைப் படிக்கலாம்}

ஆதாரம் (ங்கள்)

1. ஃபே-வீ எல் மற்றும் பலர். 2018. ஃபெர்ன் மரபுத்தொகுதிகளின் நில தாவர பரிணாமம் மற்றும் சயனோபாக்டீரியல் கூட்டுவாழ்வுகளை தெளிவுபடுத்துகிறது. இயற்கை தாவரங்கள். 4(7) https://doi.org/10.1038/s41477-018-0188-8

2. ஃபெர்ன்பேஸ் https://www.fernbase.org/. [பார்க்கப்பட்டது ஜூலை 18 2018].

***