فرن کی جینیاتی معلومات کو غیر مقفل کرنے سے ہمیں درپیش متعدد مسائل کا ممکنہ حل مل سکتا ہے۔ سیارے آج.
In جینوم ترتیب، DNA ہر مخصوص ڈی این اے مالیکیول میں نیوکلیوٹائڈس کی ترتیب کا تعین کرنے کے لیے ترتیب دی جاتی ہے۔ ڈی این اے میں جینیاتی معلومات کی قسم کو سمجھنے کے لیے یہ درست ترتیب اہمیت کی حامل ہے۔ چونکہ جینز پروٹین کے لیے انکوڈ کرتے ہیں جو جسم کے زیادہ تر افعال کے لیے ذمہ دار ہوتے ہیں، اس لیے یہ معلومات جسم میں ان کے افعال کے اثر کو سمجھنے میں مدد کر سکتی ہیں۔ ترتیب مکمل جینوم کسی جاندار کا یعنی اس کا تمام ڈی این اے ایک پیچیدہ اور چیلنجنگ کام ہے اور اسے تھوڑا تھوڑا کرکے ڈی این اے کو چھوٹے چھوٹے ٹکڑوں میں توڑنا پڑتا ہے، ان کی ترتیب اور پھر سب کو ایک ساتھ رکھنا پڑتا ہے۔ مثال کے طور پر، مکمل انسان جینوم 2003 میں ترتیب دی گئی تھی جس میں 13 سال لگے اور اس کی کل لاگت 3 بلین امریکی ڈالر تھی۔ ٹیکنالوجی میں ترقی کے ساتھ جینوم سنجر کی ترتیب اور اگلی نسل کی ترتیب جیسے طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے نسبتا تیزی سے اور کم قیمت پر ترتیب دی جا سکتی ہے۔ ایک بار جینوم کو ترتیب اور ضابطہ کشائی کے بعد، حیاتیاتی تحقیق کے ممکنہ شعبوں کی نشاندہی کرنے اور ٹارگٹڈ ایپلیکیشن ڈویلپمنٹ کی طرف پیش رفت کرنے کے لامحدود امکانات کھل جاتے ہیں۔
کورنیل یونیورسٹی اور دنیا بھر کے 40 محققین کی ایک ٹیم نے مکمل ترتیب دی ہے۔ جینوم ایک پانی کی fern Azolla filiculoides کہلاتا ہے۔1,2. یہ فرن عام طور پر دنیا کے گرم درجہ حرارت اور اشنکٹبندیی علاقوں میں اگتا ہوا دیکھا جاتا ہے۔ فرن کے جینومک رازوں سے پردہ اٹھانے کا منصوبہ کچھ عرصے سے پائپ لائن میں تھا اور اسے Experiment.com نامی کراؤڈ فنڈنگ سائٹ کے ذریعے 22,160 حمایتیوں کے 123 امریکی ڈالر کے فنڈز کی حمایت حاصل تھی۔ آخر کار محققین نے یوٹریکٹ یونیورسٹی کے تعاون سے بیجنگ جینومکس انسٹی ٹیوٹ سے ترتیب کو انجام دینے کے لیے فنڈنگ حاصل کی۔ یہ چھوٹی تیرتی ہوئی فرن پرجاتی جو انگلی کے ناخن پر فٹ بیٹھتی ہے اس کا جینوم سائز .75 گیگا بیس (یا ارب بیس جوڑے) ہوتا ہے۔ فرنز بڑے ہونے کے لیے جانا جاتا ہے۔ جینومسائز میں اوسطاً 12 گیگا بیس، تاہم اب تک کسی بھی بڑے فرن جینوم کو ڈی کوڈ نہیں کیا گیا ہے۔ اس طرح کے ایک وسیع منصوبے کا مقصد اس بات کا اشارہ فراہم کرنا تھا کہ اس فرن کی کیا صلاحیت ہو سکتی ہے۔
اس پر فرن ازولا کے بہت سے دلچسپ پہلوؤں سے پردہ اٹھایا گیا ہے۔ جینوم میں شائع ترتیب مطالعہ فطرت کے پودوں اور مستقبل کی تحقیق کے لیے ممکنہ علاقوں کے بارے میں سمت فراہم کی ہے جس میں یہ فرن فائدہ مند ہو سکتا ہے۔ فرن ازولا تقریباً 50 ملین سال پہلے اس پر پھیلی ہوئی تھی اور بڑھ رہی تھی۔ سیارے آرکٹک اوقیانوس کے ارد گرد. اس وقت کے دوران زمین بھی موجودہ حالات کے مقابلے میں زیادہ گرم تھی اور خیال کیا جاتا تھا کہ یہ فرن زمین کو برقرار رکھنے میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ سیارے 10 ملین سالوں کے دوران فضا سے تقریباً 1 ٹریلین ٹن کاربن ڈائی آکسائیڈ حاصل کرکے کولر۔ یہاں ہم اس فرن کا مقابلہ کرنے اور اپنے تحفظ میں ممکنہ کردار دیکھتے ہیں۔ سیارے موسمیاتی تبدیلی کے نتیجے میں گلوبل وارمنگ سے۔
فرن کو نائٹروجن کی درستگی میں بھی اہم کردار ادا کرنے کے بارے میں سوچا جاتا ہے، یہ ایک ایسا عمل ہے جو فضا میں مفت نائٹروجن (N2) کو ملاتا ہے - ایک غیر فعال گیس جو ہوا میں وافر مقدار میں دستیاب ہوتی ہے - دیگر کیمیائی عناصر کے ساتھ نائٹروجن پر مبنی زیادہ رد عمل پیدا کرنے والے مرکبات مثلاً امونیا، نائٹریٹ وغیرہ جو اس کے بعد زراعت کے مقاصد کے لیے کھاد کی طرح مختلف ایپلی کیشنز میں استعمال ہو سکتے ہیں۔ جینوم اعداد و شمار ہمیں Nostoc azollae نامی سائانوبیکٹیریا کے ساتھ اس فرن کے ایک علامتی تعلق (باہمی فائدے) کے بارے میں بتاتا ہے۔ فرن کی پتی ان سائانوبیکٹیریا کو چھوٹے سوراخوں میں میزبانی کرتی ہے اور یہ بیکٹیریا نائٹروجن کو ٹھیک کرتے ہیں اس طرح پیدا کرتے ہیں۔ آکسیجن جسے فرن اور اردگرد کے اگنے والے پودے استعمال کر سکتے ہیں۔ بدلے میں، cyano بیکٹیریا جب فرن اسے ایندھن فراہم کرتا ہے تو پودوں کے فوٹو سنتھیسز کے ذریعے توانائی جمع کریں۔ لہذا، اس فرن کو ممکنہ طور پر قدرتی سبز کھاد کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے اور ممکنہ طور پر نائٹروجن کھادوں کے استعمال کو ختم کیا جا سکتا ہے جو زیادہ پائیدار زراعت کی مشقوں کا پرچار کرتا ہے۔ مصنفین کا کہنا ہے کہ دونوں کا ہونا جینوم سیانوبیکٹیریا اور اب فرن کی تحقیق پر توجہ مرکوز کی جا سکتی ہے اس طرح کے پائیدار پریکٹسز کو تیار کرنے اور اپنانے پر۔ دلچسپ بات یہ ہے کہ فرن ایزولا پہلے ہی چاول کی دھانوں میں سبز کھاد کے طور پر ایشیائی کسان 1000 سال سے زیادہ عرصے سے شامل کر چکے ہیں۔
محققین نے فرن میں ایک اہم قدرتی طور پر تبدیل شدہ (کیڑے مار دوا) جین کی بھی نشاندہی کی ہے جو کیڑوں کے خلاف مزاحمت فراہم کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے۔ یہ جین جب کپاس کے پودوں میں منتقل ہوتا ہے تو کیڑوں سے بڑے پیمانے پر تحفظ فراہم کرتا ہے۔ اس 'کیڑے مار' جین کو بیکٹیریا سے فرن میں منتقل یا 'تحفہ' کے طور پر سمجھا جاتا ہے اور اسے فرن کے نسب کا ایک خاص جزو سمجھا جاتا ہے یعنی یہ نسل در نسل کامیابی سے منتقل ہوتا رہا ہے۔ کیڑوں سے ممکنہ تحفظ کی دریافت کا زراعت کے طریقوں پر گہرا اثر پڑے گا۔
یہ مطالعہ ظاہر کرتا ہے کہ فرنز سے پہلی بار جینومک معلومات کو کھولنے کی 'خالص سائنس' پودوں کے اہم جینوں کو کھولنے اور سمجھنے کی سمت میں ایک اہم قدم ہے۔ اس سے فرنز کی ارتقائی تاریخ کو بہتر طور پر سمجھنے میں بھی مدد ملتی ہے یعنی نسلوں کے دوران ان کی خصوصیات کیسے تیار ہوئیں۔ پودوں کی تفہیم اس بات کو جاننے اور سمجھنے کے لیے بہت ضروری ہے کہ نباتات اور حیوانات کیسے ایک ساتھ مل کر موجود ہیں سیارے اور ایسی تحقیق کو اہمیت دی جانی چاہیے بجائے اس کے کہ اسے کوئی ایسی چیز قرار دیا جائے جو کافی اہم نہ ہو۔ Azolla filiculoides اور Salvinia cucullata کو ترتیب دینے کے بعد، مزید تحقیق کے لیے 10 سے زیادہ فرن کی انواع پہلے ہی پائپ لائن میں ہیں۔
***
{آپ اصل تحقیقی مقالے کو ذیل میں دیے گئے DOI لنک پر کلک کر کے پڑھ سکتے ہیں جو حوالہ دیئے گئے ماخذ کی فہرست میں ہے}
ذرائع)
1. Fay-Wei L et al. 2018. فرن جینوم زمینی پودوں کے ارتقاء اور سیانو بیکٹیریل سمبیوز کو واضح کریں۔ فطرت کے پودوں. 4(7)۔ https://doi.org/10.1038/s41477-018-0188-8
2. فرن بیس https://www.fernbase.org/. [18 جولائی 2018 تک رسائی حاصل کی گئی]۔
***
