ජාන ඉංජිනේරු විද්‍යාව (Genetic Engineering)
ඩීඑන්ඒ. (DNA) (Deoxyribo Nucleic Acid = ඩි’ඔක්සිරයිබො නියුක්ලික් අම්ල) තාක්ෂණය භාවිත කොට මිනිසා විසින් ඍජුව ම කිසියම් ජීවියකුගේ ගෙනෝමය හෙවත් ජිනෝමය (Genome) හැසිරවීමේ කි‍්‍රයාවලිය පාලනය කිරීම ජාන ඉංජිනේරු විද්‍යාව යන්නෙන් අදහස් කෙරේ. ගෙනෝමය හෙවත් ජිනෝමය යනු ජීවියකුගේ හෝ ජීවී විශේෂයක හෝ ජාන සියල්ලේ සමස්ත එකතුවයි. කිසියම් ජීවියකුගේ ගෙනෝමයට ආගන්තුක DNA හෝ කෘත්‍රිම DNA හෝ එකතු කිරීම මෙහි දී සිදු කෙරෙන අතර එසේ කිරීම සඳහා සාම්ප‍්‍රදායික ප‍්‍රවේණික ශිල්පක‍්‍රම උපයෝගී කොට නොගැනේ. නූතන DNA ශිල්පක‍්‍රම මගින් නිපදවා ගන්නා නව ජීවීන් බෝ කර ගැනීම සඳහා පමණක් සාම්ප‍්‍රදායික අභිජනන ක‍්‍රම භාවිත කෙරේ.
ඉහත කී පරිදි කිසියම් ජීවියකුගේ ගෙනෝමයට නව DNA(ජාන) එකතු කළ පසු එම ජීවියා ප‍්‍රතිසංයෝජිත DNA අඩංගු ජීවියකු හෝ ජාන විකරණය කරන ලද ජීවියකු ලෙස හෝ හැඳින්වේ. ලොව ප‍්‍රථමවරට මෙසේ ජාන විකරණය කරන ලද ජීවියකු නිපදවනු ලැබුවේ 1972 දී බැක්ටීරියාවකට ආගන්තුක DNA එකතු කිරීම මගිනි. 1974 දී ජාන විකරණය කරන ලද මීයකු නිපදවූ අතර 1982 දී ඉන්සියුලින් ස‍්‍රාවය සිදු කෙරෙන බැක්ටීරියාවක් වෙළෙදපොළට ඉදිරිපත් කෙරිණ. 1994 සිට ජාන විකරණය කරන ලද ආහාර වෙළෙඳපොළෙහි දක්නට ලැබේ.
ජාන විකරණයේ සරලතම අවස්ථාව වන්නේ කිසියම් නව ප‍්‍රවේණි ද්‍රව්‍ය කොටසක් හෝ ජානයක් ධාරක ජීවියාගේ ගෙනෝමයේ විශේෂිත නොවූ කිසියම් ස්ථානයකට ඇතුළු කිරීමයි. එහි දී අවශ්‍ය DNA කොටස හඳුනාගෙන අණුක ක්ලෝනීකරණය භාවිතයෙන් පිටපත් කරගෙන අවශ්‍ය ප‍්‍රකාශනය ලබා ගත හැකි කොටසක් හෙවත් ප‍්‍රවාහිත ජාන නිර්මාණකයක් (Transgenic Construct) ගොඩනගා ගැනීම සිදු කළ යුතු ය. ඉන්පසු එම ප‍්‍රවාහිත ජාන නිර්මාණකය ධාරක ගෙනෝමය තුළට ඇතුළු කිරීම හෙවත් පරිණාමනය (Transformation) සිදු කෙරේ.
මීට අමතරව ජාන ඉංජිනේරු විද්‍යාවේ භාවිත වන ශිල්පීය ක‍්‍රම වන්නේ ජාන ඉලක්ක කිරීම (Gene Targeting), නිර්මාණය කරන ලද නියුක්ලියේස උපකාරයෙන් සමහර තෝරාගත් ජානයක් ඉවත් කිරීම යන ඒවා ය. ජාන තාක්ෂණ ශිල්පීය ක‍්‍රම අද පර්යේෂණ, ජෛව තාක්ෂණ, වෛද්‍ය විද්‍යා, කෘෂිකර්ම ආදි විවිධ ක්ෂේත‍්‍රයන්හි බහුලව භාවිත වේ. වෛද්‍ය විද්‍යාව සැලකීමේ දී ඉන්සියුලින්, වර්ධක හෝමෝනය වැනි ජෛව රසායනිකයන්, බැක්ටීරියා මගින් නිපදවීමට හැකියාව ලැබීම ජාන ඉංජිනේරු විද්‍යාවේ ජයග‍්‍රහණයන් ය. එසේ ම ජාන විකරණය කොට නිපදවූ එළුවන් මගින් කිරි සමග ස‍්‍රාවය කෙරෙන ප‍්‍රතිත්‍රොම්බින් වෙළෙඳපොළෙහි විකිණීම සඳහා අවසර ලබා දී ඇත.
ජාන ඉංජිනේරු විද්‍යාව මගින් ජීවීන්ගේ ප‍්‍රවේණික ස්වභාවය වෙනස් කරනු ලබන්නේ ජීවියාට ආගන්තුක ජානයක් ඍජුව ම හෝ වෙනත් වාහකයකුගේ මාර්ගයෙන් ධාරක ෙසෙල තුළට ඇතුළු කිරීමෙනි. එම ආගන්තුක ජානය පසුව ධාරක ගෙනෝමය සමග සම්බන්ධ වී එයට අදාළ වූ ප‍්‍රකාශනය සිදු කරයි. ඒ අනුව ධාරක ගෙනෝමය මගින් එතෙක් ප‍්‍රකාශයට පත් නොවූ නව ලක්ෂණයක් ප‍්‍රකාශයට පත්වීම සිදු වේ. ජාන ඉංජිනේරු විද්‍යාවේ දී සාම්ප‍්‍රදායික ශාක සහ සත්ත්ව අභිජනන ක‍්‍රම, දේහයෙන් බැහැරව සිදුකෙරෙන සංසේචනය, බහුගුණ ආකාර, විකෘති හටගැනීම උත්තේජනය කිරීම වැනි ශිල්පක‍්‍රම භාවිත නොකෙරෙයි. කෙසේ වෙතත් ක්ලෝනීකරණය සහ ස්ටෙම් සෙල් (Stem Cell) පර්යේෂණ ජාන තාක්ෂණය හා සමීප සබඳතාවක් පවත්වන තාක්ෂණ වේ. කෘති‍්‍රම ජීව විද්‍යාව (Synthetic Biology) නම් නව විෂය ක්ෂේත‍්‍රයක් වර්ධනය වෙමින් පවතින අතර එහි දී කෘති‍්‍රම ලෙස සංශ්ලේෂණය කරනු ලැබූ ප‍්‍රවේණි ද්‍රව්‍ය අමුද්‍රව්‍ය ලෙස යොදා ගෙන නව ජීවියකු ගොඩනැගීම සිදුවෙයි.
පටුන
ජාන තාක්ෂණයේ ඉතිහාසය
මිනිසා වසර දහස් ගණනක් තිස්සේ ජීවීන්ගේ ගෙනෝමයන් වෙනස් කිරීම සිදු කරන ලද්දේ වරණීය අභිජනන තුළින් සිදු කරන ලද කෘති‍්‍රම වරණය මගිනි. මෑතක සිට ඒ සඳහා විකෘති ජනනය කිරීම ද භාවිත කෙරෙයි. කෙසේ වෙතත් එවැනි සාම්ප‍්‍රදායික ක‍්‍රමවලින් බැහැර ව මිනිසා විසින් ඍජුව ම ජීවීන්ගේ ගෙනෝමයෙහි DNA හැසිරවීම ආරම්භ කෙරුණේ 1970 දශකයේ සිටයි. ‘ජාන ඉංජිනේරු විද්‍යාව’ යන යෙදුම ප‍්‍රථමවරට භාවිත වූයේ ජැක් විලියම්සන් (Jack Williamson) විසින් 1951 දී පළ කරන ලද ‘මකරුන්ගේ දිවයින’ (Dragon's Island) නමැති විද්‍යා ප‍්‍රබන්ධයෙනි. සැබැවින් ම ‘මකරුන්ගේ දිවයින’ විද්‍යා ප‍්‍රබන්ධයෙහි ‘ජාන ඉංජිනේරු විද්‍යාව’ යන යෙදුම භාවිත වූයේ ‘ප‍්‍රවේණිය පිළිබඳ DNAවල භූමිකාව’ ඇල්ෆ‍්‍රඞ් හර්ශේ (Alfred Hershey) සහ මාතා චේස් (Martha Chase) යන විද්‍යාඥයන් විසින් සනාථ කිරීමට වසරකට පෙර ය. විශේෂයෙන් ම ජේම්ස් වොට්සන් (James Watson) සහ ෆ‍්‍රැන්සිස් කි‍්‍රක් (Francis Crick) විසින් DNA අණුවෙහි ව්‍යූහය විස්තර කිරීම පිණිස ද්විහේලික්ස ආකෘතිය ඉදිරිපත් කිරීමට වසර දෙකකට පෙර ය.
1972 දී මුල්වරට පෝල් බර්ග් (Paul Berg) විසින් ප‍්‍රථම ප‍්‍රතිසංයෝජිත DNA අණුව ගොඩනගන ලද්දේ Monkey Virus sv 40 සමග Lambda Virus එක් කිරීමෙනි. 1973 දී මුල්වරට හර්බට් බෝයර් (Herbert Boyer) සහ ස්ටැන්ලි කොහෙන් (Stanley Cohen) විසින් ජාන විකරණය කරන ලද ජීවියකු නිර්මාණය කරන ලද්දේ E-Coli බැක්ටීරියාවක ප්ලස්මිඩයක් තුළට ප‍්‍රතිජීවකවලට ප‍්‍රතිරෝධී ජානයක් එකතු කිරීමෙනි. මෙයින් වසරකට පමණ පසුව රුඩොල්ෆ් ජානික් (Rudolf Jaenich) විසින් ප‍්‍රථම ජාන විකරණය කරන ලද සත්ත්වයා ලෙස මීයකු තනන ලද්දේ මී කළලයක් තුළට ආගන්තුක DNA එකතු කිරීමෙනි.
1976 දී ප‍්‍රථම ජාන ඉංජිනේරු සමාගම ජීන් ටෙක් (Gene-Tech) ලෙසින් හර්බට් බෝයර් (Herbert Boyer) සහ රොබට් ස්වෝන්සන් (Robert Swanson) විසින් ආරම්භ කරන ලදි. ඉන් වසරකට පසුව E-coli මගින් මුල් ම මානව ප්‍රෝටීනය සොමැටොස්ටේටින් (Somatostain) නිපදවිය හැකි විය. ජාන තාක්ෂණයේ ප‍්‍රතිඵලයක් ලෙස එම ආයතනය විසින් ම 1978 දී මානව ඉන්සියුලින් නිපදවීම ඇරැුඹිණි. 1980 වන විට ඇ.එ.ජ. අධිකරණය විසින් ජාන විකරණය කරන ලද ජීවීන් සඳහා පේටන්ට් බලපත‍්‍ර ලබාගැනීම අනුමත කරන ලදි. 1982 දී ඉන්සියුලින් නිපදවන බැක්ටීරියාව හ්‍යුම්‍යුලින් (Humulin) ලෙසින් එක්සත් ජනපද ආහාර සහ ඖෂධ අධිකාරිය විසින් සම්මත කරන ලදි.
ජාන තාක්ෂණය මගින් නිපදවන ලද ශාකයක ප‍්‍රථම ක්ෂේත‍්‍ර පර්යේෂණය කරන ලද්දේ 1986 දී ඇ.එ.ජ.යේ දී හා ප‍්‍රංසයේ දී ය. මෙලෙසින් නිපදවන ලද්දේ වල්නාශකවලට ප‍්‍රතිරෝධී දුම්කොළ ශාකයකි. මෙම වකවානුවෙහි දී ම වෛරසවලට ප‍්‍රතිරෝධී දුම්කොළ සහ කල්තබාගත හැකි තක්කාලි ප්රභේද ද ජාන තාක්ෂණයෙන් නිර්මාණය විය. 2009 වන විට ජාන විකරණය කරන ලද භෝගවර්ග එකොළහක් රටවල් විසිපහක වගාකිරීම සිදුවිය. විශාල ලෙස ම වගා කළ රටවල් අතර ඇ.එ.ජ., බ‍්‍රසීලය, ආජන්ටිනාව, ඉන්දියාව, කැනඩාව, චීනය, පැරගුවේ සහ දකුණු අප‍්‍රිකාව ප‍්‍රධාන විය.
2010 වසරේ දී ජේ.කේ‍්‍රග් වෙන්ටර් ආයතනයෙහි (J.Craig Venter Institute) විද්‍යාඥයන් විසින් ප‍්‍රථමවරට කෘති‍්‍රම බැක්ටීරියා ගෙනෝමයක් නිපදවා එය DNA අන්තර්ගත නොවන සෙලයකට ඇතුළු කර ලෝකයේ ප‍්‍රථම කෘති‍්‍රම ජීවියා නිර්මාණය කොට එයට සින්තියා (Synthia) ලෙස නම් තබන ලදි.
ජානයක් තෝරා වෙන්කර ගැනීම
ජාන ඉංජිනේරු විද්‍යාවෙහි අඩංගු පියවර අතර ප‍්‍රථමය වන්නේ අවශ්‍ය ජානයක් හඳුනා එය තෝරාගෙන වෙන්කර ගැනීමයි. අද ජාන හුවමාරු කිරීමේ දී ශාකවලට බහුලව ඇතුළු කෙරෙනුයේ ශාකය කෘමීන්ගෙන් ආරක්ෂා කර ගැනීමට සහ වල්නාශකයන්ට ප‍්‍රතිරෝධීතාවක් ජනනය කළ හැකි ජානයන් ය. සතුන්ට ඇතුළු කෙරෙන ජාන අතර බහුලතම වන්නේ වර්ධක හෝමෝනයන්ට කේත සපයන ජානයන් ය. අවශ්‍ය ජානය තෝරා ගත් පසුව එය වෙන් කොට ලබා ගත යුතු අතර එහි පිටපත් විශාල සංඛ්‍යාවක් ද ලබා ගත යුතු වේ. මේ සඳහා බහුලව භාවිත වන පහසු ක‍්‍රමය වන්නේ බහු අවයවීකරණ දාම ප‍්‍රතිකි‍්‍රයාව (Polymarace Chain Reaction) හෙවත් PCR තාක්ෂණයයි. ඡුක්‍ඍ තාක්ෂණය මගින් අවශ්‍ය ජානයක පිටපත් මිලියනයක් ලබා ගැනීමට ගත වන්නේ පැය කිහිපයක් පමණි.
තමා තෝරාගත් ජානය අයත් ජීවියාගේ ගෙනෝමය හොඳින් අධ්‍යයනය කොට ඇති එකක් නම් එම ජානයෙහි භෂ්ම අනුපිළිවෙළ ප‍්‍රවේණික පුස්තකාලයකින් (Genetic Library) ලබා ගත හැකි ය. අනතුරුව මෙලෙස ලබා ගන්නා ජානයෙහි පිටපත් විශාල සංඛ්‍යාවක් PCR තාක්ෂණය වැනි ශිල්පක‍්‍රම භාවිතයෙන් ලබාගත හැකි ය. මේ අයුරින් ජානය තෝරාගෙන පිටපත් කර ගැනීමෙන් පසුව එය ධාරක ජීවියා තුළට ඇතුළු කිරීමට පෙර මෙම ජානය උපයෝගී කරගෙන ප‍්‍රවාහිත ජාන, නිර්මාණකයක් ගොඩනැගිය යුතු ය.
ප‍්‍රවාහිත ජාන නිර්මාණකයක් ගොඩනැගීම
තෝරාගෙන වෙන්කොට ලබා ගත් අදාළ ඞීඑන්ඒ අණුව වෙනත් ජීවියකුගේ ගෙනෝමය තුළට ඇතුළු කළ පසු එයට අදාළ ලක්ෂණය ප‍්‍රකාශයට පත්වීමට නම් එයට තවත් කොටස් කිහිපයක් එක්කොට නවීකරණය කොට ප‍්‍රවාහිත ජාන නිර්මාණකයක් (Transgene Construct) ගොඩනැගිය යුතු ය. ජානය නවීකරණය කිරීමේ දී පෙර වෙන්කොට ගත් ජානයට එක් කළ යුතු අංග ප‍්‍රධාන වශයෙන් තෙවැදෑරුම් වේ.
එනම් :
- 1. සලකුණු ජානයක් (Marker Gene)
- 2. ප‍්‍රවර්ධකය (Promoter)
- 3. අවසානය හඟවන ජාන කොටස (Terminator)
- 1. සලකුණු ජානයක් (Marker Gene)
ප‍්‍රවර්ධක පෙදෙස ජානය ප‍්‍රකාශයට පත්වන කි‍්‍රයාවලියේ දී පිටපත් කිරීම ආරම්භ කරයි. එමගින් ජානය ප‍්‍රකාශයට පත්වීම යාමනය කරයි. අවසානය හඟවන ෘභ් කොටස මගින් ජානය පිටපත් කිරීම අවසන් කරනු ලැබේ. බොහෝ අවස්ථාවල දී සලකුණු ජානය සඳහා ප‍්‍රතිජීවක ප‍්‍රතිරෝධීතාව පෙන්වන ජානයක් භාවිත කරන අතර එමගින් පසුව ප‍්‍රවාහිත ජාන නිර්මාණකය ධාරක ෙසෙලයක් තුළට ඇතුළු කිරීමෙන් (Transformation) පසු එය සත්‍ය වශයෙන් කි‍්‍රයා කරන්නේදැයි පරීක්ෂා කර බැලීම පහසු කරවයි.
මෙලෙස ප‍්‍රවාහිත ජාන නිර්මාණකයක් සාදාගැනීම ප‍්‍රතිසංයෝජිත ජාන තාක්ෂණය ලෙස ද හැඳින්වේ. ගොඩනගා ගත් ප‍්‍රවාහිත ජාන නිර්මාණකයක මූලික කොටස් පහත රූපයේ දැක්වේ.
(සටහන 1)
ප‍්‍රවාහිත ජාන නිර්මාණයක (Transgene Construct) අඩංගු ප‍්‍රධාන සංඝටක
ජාන ඉලක්ක කිරීම
ජාන ඉලක්ක කිරීම (Gene targeting) ලෙස හඳුන්වන්නේ ඉහත සඳහන් කළ ආකාරයට ගොඩනගාගත් ප‍්‍රවාහිත ජාන නිර්මාණකයක් ධාරක ගෙනෝමයේ කිසියම් ස්ථානයක් කරා යොමු කිරීමයි. මෙහි දී බහුලව සිදුවන්නේ ජාන නිර්මාණකය ධාරක ගෙනෝමයේ කිසියම් ස්ථානයක් කරා සසම්භාවී ලෙස යොමු කිරීමයි. අද වඩා දියුණු ක‍්‍රම ලෙස ගොඩනගාගත් නව ජානය ධාරක ගෙනෝමයේ යම් විශිෂ්ට පෙදෙසකට යොමු කිරීම සිදු කෙරේ. මේ සඳහා Zinc Finger Nuclease වැනි නිර්මාණය කරන ලද නියුක්ලියේස වර්ග යොදා ගැනීම සිදු වේ.
පරිණාමනය (Transformation)
මීළඟ ප‍්‍රධාන පියවර වන්නේ නිර්මාණය කරන ලද ප‍්‍රවාහිත ජානය ධාරක සෛලය තුළට ඇතුළු කිරීමයි. ඉන් පසුව මෙම නව ජානය ධාරක ගෙනෝමය සමග බද්ධ විය යුතු අතර ඊට අමතරව මෙම නව ජානය තමාට උරුම ලක්ෂණ ප‍්‍රකාශයට පත් කිරීමත් එහි ප‍්‍රවේණිගත ලක්ෂණ ඊළඟ පරම්පරාව වෙත රැගෙන යාමත් සිදු කළ යුතු ය.
නිර්මාණය කරන ලද ජානය ධාරක සෛලයේ ගෙනෝමය වෙත ගෙන යන ක‍්‍රම කිහිපයක් ජාන තාක්ෂණයේ දී භාවිත වේ.
- 1. ජෛවීය ක‍්‍රම
- 2. භෞතික ක‍්‍රම
- 3. විද්‍යුත් ක‍්‍රම
ජෛවීය ප‍්‍රවාහන ක‍්‍රමයේ දී ප‍්‍රවාහිත ජාන නිර්මාණකය ධාරක සෛලය තුළට රැගෙන යාමට කිසියම් වාහකයකුගේ උපකාරය අවශ්‍ය වේ. මේ සඳහා නිදසුනක් ලෙස ඇග්‍රො-බැක්ටීරියම් ටියුමිෆේසියන්ස් (Agronbacterium tumefaciens) බැක්ටීරියාවේ ඇති ඔස ප්ලාස්මිඩය උපයෝගී කර ගෙන සිදු කරන පරිණාමනය දැක්විය හැකි ය.
පාංශුජීවී බැක්ටීරියාවක් වන ඇග්‍රො- බැක්ටීරියම් ටියුමිෆේසියන්ස් මගින් බොහෝ ද්විබීජපතී‍්‍ර ශාකවලට මුදුන්ගඩු (Crown Gall) රෝගය සාදයි. මෙහි දී සිදුවන්නේ බැක්ටීරියාවේ අඩංගු කිසියම් ෘභ් කොටසක් ද්විබීජ පතී‍්‍ර ශාකයේ සෛල තුළට ගමන් කොට එහි ගෙනෝමය සමග සම්බන්ධ වී එම DNA කොටසට අදාළ ලක්ෂණ ප‍්‍රකාශයට පත්වීමයි. මෙම ජානයට අදාළ ලක්ෂණය වන්නේ ඔක්සින් සහ සයිටොකයින් වැනි හෝමෝන නිපදවීමයි. මෙම හෝමෝනවල බලපෑම යටතේ ශාක සෛල අධික ලෙස වර්ධනය වී ගැටිත්තක් ලෙස විශාල වීම සිදුවෙයි. එමනිසා බැක්ටීරියාවෙන් ඉවත් ව යන මෙම ෘභ් කොටස අඩංගු ප්ලාස්මිඩය ගැට ඇති කරන ප්ලාස්මිඩය (Tumour Inducing Plasmid) හෙවත් ඔස ප්ලාස්මිඩය ලෙස හැඳින්වේ. ප්ලාස්මිඩයෙන් කැඩී ගොස් ශාක ෙසෙලයේ ගෙනෝමය හා සම්බන්ධ වන කොටස ටී-ඞී.එන්.ඒ. (T-DNA) ලෙස ද නම් කෙරේ.
Ti ප්ලාස්මිඩයේ ඇති T-DNA කොටස ප්ලාස්මිඩයෙන් ගැළවී ධාරක සෛල තුළට ගමන් කිරීමේ හැකියාව සඳහා හේතු වන්නේ Ti ප්ලාස්මිඩයේ පවතින Vir නමින් නම්කොට ඇති වෙනත් ජාන කට්ටලයක කි‍්‍රයාකාරීත්වයයි. ජාන තාක්ෂණයේ දී පෙර සූදානම් කරන ලද ප‍්‍රවාහිත ජාන නිර්මාණකය පරිණාමනය සඳහා Ti ප්ලාස්මිඩය උපයෝගී කරගත හැකි ය.
(සටහන 2)
Ti ප්ලාස්මිඩයේ ඇති ටී-ඞී.එන්.ඒ. (T-DNA) කොටස ශාක සෛල කරා ගමන් කිරීම
ඒ සඳහා Ti ප්ලාස්මිඩය භාවිත කිරීමේ දී එහි වූ හානිකර T-DNA කොටස ඉවත් කොට ඒ වෙනුවට ධාරක ෙසෙලයට ඇතුළු කළ යුතු ප‍්‍රවාහිත ජාන නිර්මාණකය ආදේශ කෙරේ.
මෙම කි‍්‍රයාවලියේ දී ප‍්‍රවාහිත ජාන නිර්මාණකය Ti ප්ලාස්මිඩයට ඇතුළු කිරීමට පෙර ප්ලාස්මිඩයෙහි වම් සීමාව හා දකුණු සීමාව අතර ඇති හෝමෝන සඳහා කේත සපයන ජාන ඉවත් කළ යුතු ය. එසේ නොකළ හොත් ශාකවලට මුදුන් ගඩු රෝගය ඇතිවිය හැකි ය. මෙසේ අහිතකර කොටස් ඉවත් කළ ඔස ප්ලාස්මිඩය ‘රෝගකාරක හැකියාව ඉවත් කළ Ti ප්ලාස්මිඩ’ (Disarmed Ti Plasmid) ලෙස නම් කෙරේ. රෝග කාරක හැකියාව ඉවත් කොට ඇති ප්ලාස්මිඩවල වම් සහ දකුණු සීමා අතරට කිලෝ බයිට් 30-35 (kb) (භෂ්ම පාද 30,000-35,000) ක පමණ ජානයක් සම්පේ‍්‍රෂණය කළ හැකි ය.
පසුකාලයේ දී ද්විවාහක (Binary Vector) පද්ධතියක් භාවිත කොට වඩා සාර්ථක ප‍්‍රතිඵල ලබා ගැනීම සිදු විය.
(සටහන 3)
Ti ප්ලස්මිඩයේ කොටස් දක්වන සටහන
ඇග්‍රොබැක්ටීරියම් ටියුමිෆේසියන්ස් (A.tumefaciens) සෛලයක ඇති ද්විවාහක පද්ධතියක එක් ප්ලාස්මිඩයක ශාක ගෙනෝමයට ඇතුළු කළ යුතු ප‍්‍රවාහිත ජාන නිර්මාණකය අඩංගු ව පවතී. අනෙක් ප්ලාස්මිඩයෙහි එම නිර්මාණිකය ප‍්‍රවාහනය කිරීමට අවශ්‍ය කටයුතු සම්පාදයනට උපකාර කරයි. මෙය සහායක ප්ලාස්මිඩය ලෙස නම් වී ඇත.
(සටහන 4)
මෙසේ නිපදවා ගත් ද්විවාහක හෝ Ti ප්ලාස්මිඩ සහිත A.tumefaciens සෛල කුඩාවට කැපූ ධාරක පත‍්‍ර කැබලි හෝ වෙනත් පටක කැබලි සමග රෝපණ මාධ්‍යයක වගා කරනු ලැබේ. එවිට A.tumefaciens ධාරක සෛල සමග සමීප සම්බන්ධතාවක් ගොඩනගාගෙන ජානයේ කි‍්‍රයාකාරීත්වය මත ප‍්‍රවාහිත ජාන නිර්මාණකය ධාරක සෛල තුළට ප‍්‍රවාහනය කෙරෙයි. ඊට පසුව එම නිර්මාණකය ධාරක ගෙනෝමය සමග සම්බන්ධ වේ.
ජාන සම්පේ‍්‍රෂණය සිදු කිරීම සඳහා භාවිත කෙරෙන භෞතික ක‍්‍රම, ජාන තුවක්කුව (genegun) : මෙම දී ප‍්‍රවාහිත ජාන නිර්මාණකය ලෝහමය ආවරණයකින් වට කෙරුණ ඉතා ක්ෂුද්‍ර අංශු ලෙස සකස් කරනු ලබයි. ආවරණ තැනීමට බහුලව භාවිත කෙරෙන්නේ රන් හෝ ටංස්ටන් වැනි ලෝහයන් ය. ලෝහ ආවරණය මගින් නිර්මාණකයට නියුක්ලියේස මගින් හානිවීම වළකයි. මෙම අංශු අධික පීඩනයක් යටතේ ජාන තුවක්කුව මගින් ධාරක ෙසෙල පටක වෙතට වේගයෙන් විදිනු ලැබේ. එවිට එම ආවරණිත අංශු, පටකයේ සමහර සෛල තුළට ඇතුළු වී ආවරණය දියකර හැර එහි ඇති ජාන නිර්මාණිතය අහඹු ලෙස ධාරක ෙසෙලයේ ගෙනෝමය තුළ ස්ථාපිත වේ.
මෙසේ ධාරක ගෙනෝමය සමග සම්බන්ධ වන ප‍්‍රවාහිත ජාන නිර්මාණකය, අවශ්‍ය අනෙක් සාධක සම්පූර්ණ වී නම් ධාරක සෛලය තුළ දී ප‍්‍රකාශයට පත් වේ. මෙම ක‍්‍රමයේ දී අධික පීඩනයක් යටතේ ආවරණිත ජාන නිර්මාණකය අංශු ලෙසට වර්ෂාවක් ආකාරයකට ධාරක ශාක පටකය නැහැවීම සිදු කරයි. එම නිසා මෙම ක‍්‍රමය ‘අධිපීඩන ජාන ප‍්‍රහාරය’ (Gene Bombardment / Particle Bombardment) ලෙසින් ද හැඳින්වේ.
විද්‍යුත් ක‍්‍රම භාවිතයෙන් සිදු කෙරෙන ජාන සම්පේ‍්‍රෂණය : මෙම ක‍්‍රමයේ දී භාවිතයට ගන්නා ධාරක ශාක, ඒවායේ බිත්ති ඉවත් කොට විශේෂයෙන් සකසාගත යුතු ය. සෛල බිත්ති ඉවත් කොට සාදාගන්නා මෙම සෛල ප‍්‍රාක්ප්ලාස්ම (Protoplast) ලෙස හැඳින්වේ. ඉන්පසුව මෙම ප‍්‍රාක්ප්ලාස්ම ඉතා අධික වෝ්ල්ටීයතාවකින් යුත් ක්ෂණික විදුලි සැරයකට භාජනය කරනු ලබයි. මේ සඳහා Electroporator උපකරණ භාවිත කෙරේ. මෙම විද්‍යුත් ප‍්‍රතිකාරයෙන් ප්ලාස්ම පටලයේ කුඩා විවර හටගන්නා අතර මාධ්‍යයට එක් කොට ඇති ජාන නිර්මාණකය එම විවර තුළින් ධාරක ෙසෙල තුළට ඇතුළු වී ධාරක ගෙනෝමය සමග සම්බන්ධ වීම සිදු වෙයි. විදුලි සැරය ඉවත්වීමත් සමග ප්ලාස්ම පටලයේ හටගත් සිදුරු පෑහී පටලය යළිත් පෙර තත්ත්වයට පත් වේ.
ජාන සම්පේ‍්‍රෂණය නිසි ලෙස සිදු වී ඇති දැයි සොයා බැලීම : පෙර කී ප‍්‍රවාහිත ජාන නිර්මාණයක නිසි ලෙස ධාරකය වෙත සම්පේ‍්‍රෂණය වී එහි ගෙනෝමය සමග ස්ථාපිත වී එහි අඩංගු ලක්ෂණ ප‍්‍රකාශයට පත්වීමට සූදානම් දැයි සොයා බැලීම සඳහා විවිධ උපක‍්‍රම භාවිත වේ.
ඉහත සඳහන් කළ කවර ක‍්‍රමයකින් පරිණාමනය සිදු කළ ද ලැබෙන පරිණාමිතයන්ගේ ප‍්‍රතිශතය සාමාන්‍යයෙන් 1-2% අතර අගයක් ගනී. කෙතරම් ප‍්‍රතිශතයක් පරිණාමනය සිදු වී ඇති දැයි සොයා බැලීම සඳහා නිර්මාණකය ගොඩනැගීමේ දී එක් කළ සලකුණු ජානය උපයෝගී කොට ගත හැකි ය. සලකුණු ජානය ලෙස බොහෝ විට භාවිත කෙරෙනුයේ ප‍්‍රතිජීවිකයන්ට ප‍්‍රතිරෝධී හෝ ශාක නාෂකයන්ට ප‍්‍රතිරෝධී හෝ දීප්තිමත් ආලෝකයක් විහිදුවන ජානයකි. එම නිසා රෝපණ මාධ්‍යයක පරිණාමයට භාජනය කළ පත‍්‍ර කැබලි හෝ ප‍්‍රාක්ප්ලාස්ම වගාකොට එහි සලකුණු ජානයේ ලක්ෂණ පිළිබිඹු වන්නට අවස්ථාව සලසා දීමෙන් සම්පේ‍්‍රෂිත ප‍්‍රතිශතය සොයා ගැනීමට මග සැලසෙයි.
මෙලෙසින් ජාන තාක්ෂණයේ දී තෝරාගත් පරිණාමිතයන් මගින් වැඩුණු ශාක ලබා ගැනීම ඊළඟ කාර්යයයි. ෙසෙලයකින් හෝ පටක කැබැල්ලකින් හෝ වැඩුණු ශාකයක් ලබා ගැනීම සඳහා පටක රෝපණය භාවිත කෙරෙයි. පරිණාමිතය හඳුනාගැනීමෙන් පසුව සුදුසු හෝමෝන සහිත මාධ්‍යයක ඒවා වගා කරනු ලැබේ. ඉන්පසු සුදුසු මාධ්‍ය යොදා ගනිමින් ඒවායේ මුල් වර්ධනය කරගෙන ක‍්‍රමයෙන් පූර්ණ ශාකයක් බවට වර්ධනය කර ගත හැකි ය.
ජාන ඉංජිනේරු විද්‍යාවෙහි යෙදුම් (භාවිතයන්): ජාන ඉංජිනේරු විද්‍යාව වෛද්‍ය විද්‍යාවෙහි පර්යේෂණවල දී මෙන් ම කර්මාන්ත සහ කෘෂිකර්මාන්ත වැනි ක්ෂේත‍්‍රයන්හි දී ද අදාළ ශාක, සත්ත්වයන් හා ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් නිර්මාණය කර ගැනීමට භාවිත කරනු ලැබේ. වෛද්‍ය විද්‍යාවේ දී ඉන්සියුලින්, මානව වර්ධක හෝමෝනය, ෆොලිස්ටිම් (Follistim), මානව ඇල්බියුමින්, ප‍්‍රතිහීමොෆිලික සාධක, එන්නත් වැනි පුළුල් ක්ෂේත‍්‍රයක ඖෂධ නිපදවීම සඳහා ජාන තාක්ෂණය ඉතා සාර්ථක ලෙස භාවිත කෙරෙයි.
මීට අමතරව විවිධ රෝග පිළිබඳ පර්යේෂණ සිදු කිරීම පිණිස සත්ත්ව ආකෘති (Models) නිපදවීම සඳහා ද ජාන තාක්ෂණය භාවිත කෙරෙයි. තවද විවිධ ප‍්‍රවේණිගත රෝග සඳහා ජාන ප‍්‍රතිකාර සඳහා ජානවල කි‍්‍රයාකාරී පිටපත් නිර්මාණය කිරීමට ද ජාන තාක්ෂණය උපකාර වෙයි.
කර්මාන්ත ක්ෂේත‍්‍රයෙහි ජාන තාක්ෂණය උපකාරයෙන් ජාන, බැක්ටීරියා ප්ලාස්මිඩ සමග සම්බන්ධ කොට එමගින් විවිධ ප්‍රෝටීන සහ එන්සයිම වර්ග නිපදවන ජෛව කර්මාන්ත ශාලා බිහි කර ඇත. තව ද තෙල් කාන්දුවීම, විෂ සහිත අපද්‍රව්‍ය වැනි පාරිසරික ගැටලූවලට පිළියම් ලෙස ඒවා කා දමමින් විෂ රහිත පරිසරයක් ඇති කරන ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් නිර්මාණය සඳහා ද ජාන තාක්ෂණය භාවිත කෙරේ.
කෘෂිකර්ම ක්ෂේත‍්‍රයේ දී මේ වන විට ජාන තාක්ෂණය භාවිතයෙන් නිපදවන ජාන විකරණය කරන ලද ජීවීන් පරම්පරා තුනක් හඳුනාගත හැකි ය. පළමු පරම්පරාවේ නිපදවන ලද්දේ විවිධ කෘමීන්ට සහ වල්නාශකයන්ට ප‍්‍රතිරෝධී ජාන අන්තර්ගත ජීවීන් ය. එමගින් කෘමි හානි සහ වල් මර්දනය කළමනාකරණය පහසු වී තිබේ. දෙවන පරම්පරාවේ දී විවිධ භෝග වර්ගවල අස්වැන්න වැඩි කිරීම සඳහා ඒවාට ලවණ, ශීතල සහ නියඟයට ඔරොත්තු දිය හැකි ජාන එකතු කිරීම සිදු විය. ඒ සමග ම ඒවායේ පෝෂ්‍ය ගුණය ඉහළ දැමීම හා සම්බන්ධ ජානයක් ද එක් කරනු ලැබී ය. තෙවන පරම්පරාවේ දී ජාන තාක්ෂණය මගින් ඖෂධීය භෝග නිපදවීම සිදු කෙරේ. එනම් ආහාරයට ගත හැකි එන්නත්, විටමින් හා විවිධ ඖෂධ අඩංගු භෝග වර්ග නිපදවීමයි.
කෙසේ වෙතත්, මෙසේ ජාන විකරණයෙන් නව ජීවීන් නිපදවීම පිළිබඳ අවදානමක් ද පවතින බව බොහෝ දෙනාගේ මතයයි. පාලනය කළ නොහැකි ආකාරයේ වල්නාශකයන්ට සහ කෘමීන්ට ඔරොත්තු දෙන වල්වර්ග හටගෙන ඒවා පරිසරයට නිදහස් වී ස්වාභාවික ශාක ප‍්‍රජා සමග තරග කරමින් ඒවා විනාශයට පත්කිරීමට ඇති ඉඩකඩ එක් අවදානමක් ලෙස හැඳින්වේ.
ජාන විකරණය කරන ලද ආහාර වර්ග පරිභෝජනය කෙරෙහි ද බොහෝදෙනා තුළ කුකුස් හටගෙන තිබේ. ඒවායින් විෂ සහිත හෝ අසාත්මිකතා ඇති කරන රසායන නිදහස්වීමේ අවදානමක් ඇතිදැයි සැකයක් මතු වී තිබේ. මේ සම්බන්ධව බොහෝ සේ පරීක්ෂණය කිරීමෙන් තොරව ජාන විකරණය කරන ලද ජීවීන් පරිසරයට එක් කිරීම සිදු නොවේ. ඊට අමතරව ජාන තාක්ෂණය සම්බන්ධයෙන් ආගමික හා සදාචාරාත්මක ගැටලූ මෙන් ම මෙම ජාන විකරණය කරන ලද නව ජීවීන් පිළිබඳ බුද්ධිමය දේපල ගැටලූ ද මතුවෙමින් පවතී.
කෙසේ වෙතත් වර්තමානයෙහි ජාන තාක්ෂණය උපයෝගී කොටගෙන ජෛව කලා නිර්මාණ (Bio Arts) බිහිකිරීම ද නිල් රෝසමල් සහ ආලෝකය විහිදුවන මත්ස්‍යයන් වැනි අපූරු නිර්මාණ බිහිවීම ද සිදුවෙයි.
-ජයන්ත වත්තවිදානගෙ-
