ऑक्टोपस की तरह रंग बदलने की ताकत अब इंसानों के एक कदम और करीब
ऑक्टोपस और अन्य सेफेलोपोड्स छलावरण में माहिर होते हैं, और इसका श्रेय उनकी रंग बदलने वाली त्वचा को जाता है जो उन्हें पृष्ठभूमि में गायब होने में मदद कर सकती है। अब, शोधकर्ताओं ने उनकी महाशक्ति को पुनः प्राप्त करने की दिशा में एक बड़े कदम की सूचना दी है। यूसी सैन डिएगो के नेतृत्व में एक टीम एक प्रमुख वर्णक, ज़ैंथोमैटिन, का बड़े पैमाने पर उत्पादन करने में सफल रही है, जो कई सेफेलोपोड्स की साइकेडेलिक त्वचा में पाया जाता है। अब तक, ज़ैंथोमैटिन को जानवरों से प्राप्त करना या प्रयोगशाला में बनाना अव्यावहारिक साबित हुआ है।
शोधकर्ताओं ने तकनीकी रूप से यह वर्णक नहीं बनाया। उन्होंने इसे बनाने के लिए जीवाणुओं का जैव-अभियांत्रिकीकरण किया, जिससे सूक्ष्मजीवों को न केवल इस दुर्लभ पदार्थ का उत्पादन करने के लिए प्रेरित किया गया, बल्कि अभूतपूर्व दक्षता के साथ ऐसा करने के लिए प्रेरित किया गया, जिससे पिछली विधियों की तुलना में 1,000 गुना अधिक ज़ैंथोमैटिन प्राप्त हुआ। ज़ैंथोमैटिन तक आसान पहुँच सेफेलोपोड्स के छलावरण के अध्ययन के प्रयासों में मदद मिल सकती है, जिससे प्रकृति के इस अजूबे पर नई रोशनी पड़ सकती है – और हमें इसकी नकल करने में मदद करने के लिए सुराग मिल सकते हैं।
ऑक्टोपस जैसी शक्तियों के लिए मानवता की खोज को बढ़ावा देने के अलावा, इस नए अध्ययन के सूक्ष्मजीव निर्माण की हमारी बढ़ती समझ पर भी प्रभाव पड़ सकता है। अगर बैक्टीरिया को इसी तरह अन्य रसायनों के उत्पादन के लिए प्रेरित किया जा सके, तो इससे वर्तमान औद्योगिक प्रथाओं में बड़े सुधार हो सकते हैं। स्क्रिप्स ओशनोग्राफी और यूनिवर्सिटी ऑफ़ कैलिफ़ोर्निया सैन डिएगो के समुद्री रसायनज्ञ, वरिष्ठ लेखक ब्रैडली मूर कहते हैं, “हमने एक नई तकनीक विकसित की है जिसने पहली बार किसी बैक्टीरिया में एक पदार्थ, इस मामले में ज़ैंथोमैटिन, बनाने की हमारी क्षमताओं को तेज़ कर दिया है।”
मूर कहते हैं, “यह प्राकृतिक रंगद्रव्य ऑक्टोपस या स्क्विड को छलावरण करने की क्षमता देता है – एक अद्भुत महाशक्ति – और इस पदार्थ के उत्पादन को आगे बढ़ाने में हमारी उपलब्धि तो बस एक छोटा सा हिस्सा है।” अनिच्छुक बैक्टीरिया से उच्च उपज प्राप्त करने के लिए, उन्होंने एक नई विधि का उपयोग किया जिसे वे “विकास-युग्मित जैवसंश्लेषण” कहते हैं, जिसने बैक्टीरिया को उनके अस्तित्व को रंगद्रव्य उत्पादन से जोड़कर ढेर सारा ज़ैंथोमैटिन बनाने के लिए प्रोत्साहित किया। स्क्रिप्स ओशनोग्राफी की मूर लैब में इस अध्ययन का नेतृत्व करने वाली प्रमुख लेखिका लीह बुशिन कहती हैं, “हमें इस समस्या के समाधान के लिए एक बिल्कुल नए दृष्टिकोण की आवश्यकता थी।” “वास्तव में, हमने बैक्टीरिया को उस पदार्थ को और अधिक बनाने के लिए प्रेरित करने का एक तरीका खोज निकाला जिसकी हमें आवश्यकता थी।”
बैक्टीरिया व्यावहारिक जीव हैं, और वे अपने अल्प संसाधनों को ऐसे उत्पाद बनाने में बर्बाद नहीं करना चाहते जो उनके अस्तित्व के लिए अनिवार्य न हों। इसलिए, बुशिन और उनके सहयोगियों ने बैक्टीरिया को एक ऐसा प्रस्ताव दिया जिसे वे अस्वीकार नहीं कर सके। उन्होंने आनुवंशिक रूप से “बीमार” कोशिकाओं का निर्माण किया, जो केवल तभी बढ़ सकती थीं जब वे दो यौगिकों का उत्पादन जारी रखें: ज़ैंथोमैटिन और फॉर्मिक एसिड। बाद वाला ईंधन के रूप में कार्य करता था, और चूँकि एक बैक्टीरिया प्रत्येक नए वर्णक अणु के लिए एक फॉर्मिक एसिड अणु बनाता था, इसलिए उसके पास बढ़ने के लिए पर्याप्त ईंधन था – जब तक वह वर्णक बनाता रहा। इस प्रतिक्रिया चक्र ने फिर गहन वर्णक उत्पादन को बनाए रखा। बुशिन कहती हैं, “हमने इसे इस तरह बनाया कि इस मार्ग से होकर गुजरने वाली गतिविधि, महत्वपूर्ण यौगिक बनाने की, जीवन के लिए नितांत आवश्यक है।” “अगर जीव ज़ैंथोमैटिन नहीं बनाता, तो वह विकसित नहीं होगा।”
इस तकनीक से प्रति लीटर माध्यम में 3 ग्राम तक वर्णक प्राप्त हुआ। यह सुनने में ज़्यादा तो नहीं लगता, लेकिन टीम का कहना है कि यह अन्य तरीकों से मिलने वाले 5 मिलीग्राम प्रति लीटर से कहीं ज़्यादा है। एक बार परिस्थितियाँ अनुकूल हो जाने के बाद, टीम को नतीजों के लिए ज़्यादा इंतज़ार नहीं करना पड़ा। बुशिन कहते हैं, “यह प्रयोगशाला में मेरे सबसे अच्छे दिनों में से एक था। मैंने प्रयोग शुरू किया और उसे रात भर के लिए छोड़ दिया। अगली सुबह जब मैं वापस आया और मुझे पता चला कि यह काम कर रहा है और इससे काफ़ी वर्णक उत्पन्न हो रहा है, तो मैं बहुत खुश हुआ। ऐसे ही पलों के लिए मैं विज्ञान करता हूँ। इस रणनीति को आगे बढ़ाने वाले फीडबैक लूप के अलावा, शोधकर्ताओं ने अनुकूली प्रयोगशाला विकास के साथ अपनी रचनाओं को अनुकूलित किया, और जैव सूचना विज्ञान उपकरणों का उपयोग करके दक्षता में सुधार किया और सूक्ष्मजीवों को ग्लूकोज़ जैसे एकल पोषक स्रोत से वर्णक संश्लेषित करने में सक्षम बनाया।
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