গবেষকরা উদ্ভিদ কোষের বিভেদন নিয়ন্ত্রণকারী জিনের অভিব্যক্তি নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে উদ্ভিদ পুনর্জন্মের একটি নতুন পদ্ধতি উদ্ভাবন করছেন।

 চিত্র: উদ্ভিদ পুনর্জন্মের প্রচলিত পদ্ধতিগুলোতে হরমোনের মতো উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রক ব্যবহারের প্রয়োজন হয়, যা প্রজাতি-নির্দিষ্ট এবং শ্রমসাধ্য হতে পারে। একটি নতুন গবেষণায়, বিজ্ঞানীরা উদ্ভিদ কোষের ডিডিফারেন্সিয়েশন (কোষ বিভাজন) এবং রিডিফারেন্সিয়েশন (অঙ্গসৃষ্টি)-এর সাথে জড়িত জিনগুলোর কার্যকারিতা ও অভিব্যক্তি নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে একটি নতুন উদ্ভিদ পুনর্জন্ম ব্যবস্থা তৈরি করেছেন। আরও দেখুন
উদ্ভিদ পুনর্জন্মের প্রচলিত পদ্ধতিগুলিতে ব্যবহারের প্রয়োজন হয়উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রকযেমনহরমোনযা প্রজাতি-নির্দিষ্ট এবং শ্রমসাধ্য হতে পারে। একটি নতুন গবেষণায়, বিজ্ঞানীরা উদ্ভিদ কোষের ডিডিফারেন্সিয়েশন (কোষ বিভাজন) এবং রিডিফারেন্সিয়েশন (অর্গানোজেনেসিস)-এর সাথে জড়িত জিনগুলির কার্যকারিতা ও অভিব্যক্তি নিয়ন্ত্রণ করে একটি নতুন উদ্ভিদ পুনর্জন্ম ব্যবস্থা তৈরি করেছেন।
বহু বছর ধরে উদ্ভিদ প্রাণী ও মানুষের খাদ্যের প্রধান উৎস হয়ে আসছে। এছাড়াও, উদ্ভিদ থেকে বিভিন্ন ঔষধীয় ও চিকিৎসাগত যৌগ নিষ্কাশন করা হয়। তবে, এদের অপব্যবহার এবং খাদ্যের জন্য ক্রমবর্ধমান চাহিদা নতুন উদ্ভিদ প্রজনন পদ্ধতির প্রয়োজনীয়তা তুলে ধরে। উদ্ভিদ জৈবপ্রযুক্তির অগ্রগতি অধিক উৎপাদনশীল এবং জলবায়ু পরিবর্তনের প্রতি সহনশীল জিনগতভাবে পরিবর্তিত (জিএম) উদ্ভিদ উৎপাদনের মাধ্যমে ভবিষ্যতের খাদ্য ঘাটতির সমাধান করতে পারে।
স্বাভাবিকভাবে, উদ্ভিদ একটিমাত্র “টটিপোটেন্ট” কোষ (এমন একটি কোষ যা থেকে একাধিক ধরনের কোষ তৈরি হতে পারে) থেকে ডিডিফারেন্সিয়েশন এবং রিডিফারেন্সিয়েশনের মাধ্যমে ভিন্ন ভিন্ন গঠন ও কার্যকারিতা সম্পন্ন কোষে রূপান্তরিত হয়ে সম্পূর্ণ নতুন উদ্ভিদ পুনরুৎপাদন করতে পারে। উদ্ভিদ টিস্যু কালচারের মাধ্যমে এই ধরনের টটিপোটেন্ট কোষের কৃত্রিম কন্ডিশনিং উদ্ভিদ সুরক্ষা, প্রজনন, ট্রান্সজেনিক প্রজাতি উৎপাদন এবং বৈজ্ঞানিক গবেষণার উদ্দেশ্যে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। ঐতিহ্যগতভাবে, উদ্ভিদ পুনরুৎপাদনের জন্য টিস্যু কালচারে কোষ ডিফারেন্সিয়েশন নিয়ন্ত্রণের উদ্দেশ্যে অক্সিন এবং সাইটোকিনিনের মতো উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রক (GGRs) ব্যবহার করা হয়। তবে, উদ্ভিদের প্রজাতি, কালচারের পরিবেশ এবং টিস্যুর ধরনের উপর নির্ভর করে সর্বোত্তম হরমোনগত অবস্থা উল্লেখযোগ্যভাবে ভিন্ন হতে পারে। তাই, সর্বোত্তম পরীক্ষামূলক পরিবেশ তৈরি করা একটি সময়সাপেক্ষ এবং শ্রমসাধ্য কাজ হতে পারে।
এই সমস্যাটি কাটিয়ে উঠতে, সহযোগী অধ্যাপক তোমোকো ইকাওয়া, চিবা বিশ্ববিদ্যালয়ের সহযোগী অধ্যাপক মাই এফ. মিনামিকাওয়া, নাগোয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের জৈব-কৃষি বিজ্ঞান স্নাতকোত্তর স্কুলের অধ্যাপক হিতোশি সাকাকিবারা এবং রিকেন সিএসআরএস-এর বিশেষজ্ঞ টেকনিশিয়ান মিকিকো কোজিমার সাথে মিলে, উদ্ভিদ পুনর্জন্ম অর্জনের জন্য "বিকাশগতভাবে নিয়ন্ত্রিত" (ডিআর) কোষ বিভেদন জিনের অভিব্যক্তি নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে উদ্ভিদ নিয়ন্ত্রণের একটি সর্বজনীন পদ্ধতি তৈরি করেছেন। ৩ এপ্রিল, ২০২৪ তারিখে ফ্রন্টিয়ার্স ইন প্ল্যান্ট সায়েন্স-এর ১৫তম খণ্ডে প্রকাশিত, ডঃ ইকাওয়া তাদের গবেষণা কাজ সম্পর্কে আরও তথ্য প্রদান করে বলেন: “আমাদের সিস্টেমে বাহ্যিক পিজিআর ব্যবহার করা হয় না, বরং স্তন্যপায়ী প্রাণীদের মধ্যে প্ররোচিত প্লুরিপোটেন্ট কোষের মতো কোষ বিভেদন নিয়ন্ত্রণ করতে ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টর জিন ব্যবহার করা হয়।”
গবেষকরা মডেল উদ্ভিদ হিসেবে ব্যবহৃত অ্যারাবিডোপসিস থ্যালিয়ানা থেকে বেবি বুম (BBM) এবং উশেল (WUS) নামক দুটি DR জিনকে স্থানিকভাবে প্রকাশ করেন এবং তামাক, লেটুস ও পিটুনিয়ার টিস্যু কালচার ডিফারেন্সিয়েশনের উপর এদের প্রভাব পরীক্ষা করেন। BBM একটি ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টরকে এনকোড করে যা ভ্রূণীয় বিকাশ নিয়ন্ত্রণ করে, অপরদিকে WUS একটি ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টরকে এনকোড করে যা শুট এপিকাল মেরিস্টেম অঞ্চলে স্টেম সেলের স্বকীয়তা বজায় রাখে।
তাদের পরীক্ষা থেকে দেখা গেছে যে, তামাক পাতার কলায় কোষ বিভেদন ঘটাতে শুধুমাত্র অ্যারাবিডোপসিস BBM বা WUS-এর প্রকাশই যথেষ্ট নয়। এর বিপরীতে, কার্যকরীভাবে উন্নত BBM এবং কার্যকরীভাবে পরিবর্তিত WUS-এর সহ-প্রকাশ একটি ত্বরান্বিত স্বতঃস্ফূর্ত বিভেদন ফেনোটাইপকে প্ররোচিত করে। PCR ব্যবহার ছাড়াই, ট্রান্সজেনিক পাতার কোষগুলো ক্যালাস (অসংগঠিত কোষপুঞ্জ), সবুজ অঙ্গের মতো গঠন এবং অস্থানিক মুকুলে বিভেদিত হয়েছিল। কোয়ান্টিটেটিভ পলিমারেজ চেইন রিঅ্যাকশন (qPCR) বিশ্লেষণ, যা জিন ট্রান্সক্রিপ্টের পরিমাণ নির্ণয়ের একটি পদ্ধতি, দেখিয়েছে যে অ্যারাবিডোপসিস BBM এবং WUS-এর প্রকাশ ট্রান্সজেনিক ক্যালাস এবং শুট গঠনের সাথে সম্পর্কিত।
কোষ বিভাজন ও অঙ্গাণু গঠনে ফাইটো হরমোনের গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা বিবেচনা করে, গবেষকরা ট্রান্সজেনিক উদ্ভিদ ফসলে ছয়টি ফাইটো হরমোন—অক্সিন, সাইটোকাইনিন, অ্যাবসিসিক অ্যাসিড (ABA), জিবেরেলিন (GA), জ্যাসমোনিক অ্যাসিড (JA), স্যালিসাইলিক অ্যাসিড (SA) এবং এদের মেটাবোলাইটের মাত্রা পরিমাপ করেছেন। তাদের ফলাফলে দেখা গেছে যে, কোষ যখন অঙ্গাণু গঠনে রূপান্তরিত হয়, তখন সক্রিয় অক্সিন, সাইটোকাইনিন, ABA এবং নিষ্ক্রিয় GA-এর মাত্রা বৃদ্ধি পায়, যা উদ্ভিদ কোষের অঙ্গাণু গঠন ও অঙ্গসৃষ্টিতে এদের ভূমিকা তুলে ধরে।
এছাড়াও, গবেষকরা সক্রিয় বিভেদন প্রদর্শনকারী ট্রান্সজেনিক কোষগুলিতে জিনের অভিব্যক্তির ধরণ মূল্যায়ন করার জন্য আরএনএ সিকোয়েন্সিং ট্রান্সক্রিপ্টোম ব্যবহার করেছেন, যা জিনের অভিব্যক্তির গুণগত ও পরিমাণগত বিশ্লেষণের একটি পদ্ধতি। তাদের ফলাফলে দেখা গেছে যে, কোষ বিভাজন এবং অক্সিন সম্পর্কিত জিনগুলো ভিন্নভাবে নিয়ন্ত্রিত জিনগুলোর মধ্যে সমৃদ্ধ ছিল। কিউপিআরসি ব্যবহার করে আরও পরীক্ষা করে দেখা গেছে যে, ট্রান্সজেনিক কোষগুলিতে চারটি জিনের অভিব্যক্তি বৃদ্ধি বা হ্রাস পেয়েছে, যার মধ্যে উদ্ভিদ কোষের বিভেদন, বিপাক, অঙ্গসৃষ্টি এবং অক্সিন প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণকারী জিনও অন্তর্ভুক্ত।
সামগ্রিকভাবে, এই ফলাফলগুলো উদ্ভিদ পুনর্জন্মের একটি নতুন ও বহুমুখী পদ্ধতি উন্মোচন করে, যার জন্য পিসিআর-এর বাহ্যিক প্রয়োগের প্রয়োজন হয় না। এছাড়াও, এই গবেষণায় ব্যবহৃত পদ্ধতিটি উদ্ভিদ কোষের বিভেদনের মৌলিক প্রক্রিয়াগুলো সম্পর্কে আমাদের বোঝাপড়া উন্নত করতে এবং উপকারী উদ্ভিদ প্রজাতির জৈবপ্রযুক্তিগত নির্বাচনকে সহজতর করতে পারে।
তাঁর কাজের সম্ভাব্য প্রয়োগ তুলে ধরে ডঃ ইকাওয়া বলেন, “প্রতিবেদিত এই পদ্ধতিটি পিসিআর (PCR) ছাড়াই ট্রান্সজেনিক উদ্ভিদ কোষের বিভেদন ঘটানোর একটি উপায় প্রদানের মাধ্যমে উদ্ভিদ প্রজননের উন্নতি ঘটাতে পারে। ফলে, ট্রান্সজেনিক উদ্ভিদকে পণ্য হিসেবে গ্রহণ করার আগেই সমাজ উদ্ভিদ প্রজনন প্রক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করতে পারবে এবং এর সাথে জড়িত উৎপাদন খরচও কমাতে পারবে।”
সহযোগী অধ্যাপক তোমোকো ইগাওয়া সম্পর্কে: ড. তোমোকো ইগাওয়া জাপানের চিবা বিশ্ববিদ্যালয়ের গ্র্যাজুয়েট স্কুল অফ হর্টিকালচার, সেন্টার ফর মলিকিউলার প্ল্যান্ট সায়েন্সেস এবং সেন্টার ফর স্পেস এগ্রিকালচার অ্যান্ড হর্টিকালচার রিসার্চ-এর একজন সহকারী অধ্যাপক। তাঁর গবেষণার আগ্রহের বিষয়গুলোর মধ্যে রয়েছে উদ্ভিদের যৌন প্রজনন ও বিকাশ এবং উদ্ভিদ জৈবপ্রযুক্তি। তাঁর কাজ বিভিন্ন ট্রান্সজেনিক সিস্টেম ব্যবহার করে যৌন প্রজনন এবং উদ্ভিদ কোষ বিভেদনের আণবিক প্রক্রিয়া বোঝার উপর কেন্দ্র করে। এই ক্ষেত্রগুলিতে তাঁর বেশ কয়েকটি প্রকাশনা রয়েছে এবং তিনি জাপান সোসাইটি অফ প্ল্যান্ট বায়োটেকনোলজি, বোটানিক্যাল সোসাইটি অফ জাপান, জাপানিজ প্ল্যান্ট ব্রিডিং সোসাইটি, জাপানিজ সোসাইটি অফ প্ল্যান্ট ফিজিওলজিস্টস এবং ইন্টারন্যাশনাল সোসাইটি ফর দ্য স্টাডি অফ প্ল্যান্ট সেক্সুয়াল রিপ্রোডাকশন-এর সদস্য।
বাহ্যিক হরমোন ব্যবহার ছাড়াই ট্রান্সজেনিক কোষের স্বতঃস্ফূর্ত বিভেদন: অন্তঃস্থ জিনের অভিব্যক্তি এবং ফাইটো হরমোনের আচরণ
লেখকগণ ঘোষণা করছেন যে, এই গবেষণাটি এমন কোনো বাণিজ্যিক বা আর্থিক সম্পর্ক ছাড়াই পরিচালিত হয়েছে, যা সম্ভাব্য স্বার্থের সংঘাত হিসেবে বিবেচিত হতে পারে।
দাবিত্যাগ: AAAS এবং EurekAlert, EurekAlert-এ প্রকাশিত প্রেস রিলিজের নির্ভুলতার জন্য দায়ী নয়। তথ্য প্রদানকারী সংস্থা কর্তৃক বা EurekAlert সিস্টেমের মাধ্যমে তথ্যের যেকোনো ব্যবহার এর অন্তর্ভুক্ত।