संशोधकांनी प्रथमच शोधून काढले आहे की ढेकणांमधील जनुकीय उत्परिवर्तनामुळे कीटकनाशक प्रतिकारशक्ती निर्माण होऊ शकते | व्हर्जिनिया टेक न्यूज

दुसऱ्या महायुद्धानंतर ढेकणांनी जगभर हाहाकार माजवला होता, परंतु १९५० च्या दशकात डायक्लोरोडायफेनिलट्रायक्लोरोइथेन (DDT) या कीटकनाशकाच्या साहाय्याने त्यांचे जवळजवळ पूर्णपणे निर्मूलन करण्यात आले. नंतर या रसायनावर बंदी घालण्यात आली. तेव्हापासून, या शहरी किडीने जगभरात पुन्हा डोके वर काढले आहे आणि तिला नियंत्रित करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या अनेक कीटकनाशकांविरुद्ध तिच्यात प्रतिकारशक्ती निर्माण झाली आहे.
जर्नल ऑफ मेडिकल एंटोमोलॉजीमध्ये प्रकाशित झालेल्या एका अभ्यासात, शहरी कीटकशास्त्रज्ञ वॉरन बूथ यांच्या नेतृत्वाखाली व्हर्जिनिया टेकच्या एका संशोधन पथकाने कीटकनाशक प्रतिकारशक्तीला कारणीभूत ठरू शकणारे जनुकीय उत्परिवर्तन कसे शोधून काढले, याचे तपशीलवार वर्णन केले आहे.
हे निष्कर्ष, बूथने पदव्युत्तर विद्यार्थिनी कॅमिल ब्लॉक हिचे आण्विक संशोधनातील कौशल्य विकसित करण्यासाठी तयार केलेल्या अभ्यासाचा परिणाम होते.
"ही निव्वळ एक मासेमारी मोहीम होती," असे जोसेफ आर. आणि मेरी डब्ल्यू. विल्सन कृषी आणि जीवन विज्ञान महाविद्यालयातील शहरी कीटकशास्त्राचे सहयोगी प्राध्यापक बूथ म्हणाले.
शहरी कीटक विशेषज्ञ असलेल्या बूथ यांना जर्मन झुरळे आणि पांढऱ्या माश्यांच्या चेतापेशींमधील एका जनुकीय उत्परिवर्तनाबद्दल आधीच माहिती होती, ज्यामुळे त्यांना कीटकनाशक प्रतिकारशक्ती प्राप्त होते. बूथ यांनी ब्रुक यांना सुचवले की, २००८ ते २०२२ दरम्यान एका उत्तर अमेरिकन कीटक नियंत्रण कंपनीने गोळा केलेल्या १३४ वेगवेगळ्या समूहांमधील ढेकणांच्या प्रत्येकी एका नमुन्याचे विश्लेषण करावे, जेणेकरून त्यांच्यातही तेच पेशीय उत्परिवर्तन आहे की नाही हे निश्चित करता येईल. निकालांवरून असे दिसून आले की, दोन वेगवेगळ्या समूहांमधील दोन ढेकणांमध्ये ते उत्परिवर्तन आढळले.
"हा (शोध) खरंतर माझ्या शेवटच्या २४ नमुन्यांच्या आधारे लागला," असे ब्लॉक म्हणाले, जे कीटकशास्त्राचा अभ्यास करतात आणि 'इनव्हेसिव्ह स्पीशीज कोलॅबोरेशन'चे सदस्य आहेत. "मी यापूर्वी कधीही आण्विक जीवशास्त्राचा अभ्यास केलेला नाही, त्यामुळे ही कौशल्ये शिकणे माझ्यासाठी अत्यंत महत्त्वाचे आहे."
ढेकणांची लोकसंख्या अनुवांशिकदृष्ट्या खूप एकजिनसी असल्यामुळे, जे प्रामुख्याने आंतरप्रजननामुळे घडते, संपूर्ण गटाचे प्रतिनिधित्व करण्यासाठी प्रत्येक लोकसंख्येतून एक नमुना सहसा पुरेसा असतो. तथापि, ब्रॉकने खरोखरच ते उत्परिवर्तन शोधले होते याची पडताळणी करण्यासाठी, बूथने ओळखल्या गेलेल्या दोन लोकसंख्येतील सर्व नमुन्यांची चाचणी केली.
"जेव्हा आम्ही दोन्ही गटांमधील अनेक व्यक्तींची पुन्हा चाचणी केली, तेव्हा आम्हाला आढळले की त्या सर्वांमध्ये हे उत्परिवर्तन होते," बूथ म्हणाले. "त्यामुळे ते या उत्परिवर्तनांचे वाहक म्हणून निश्चित झाले, आणि ही तीच उत्परिवर्तने आहेत जी आम्हाला जर्मन झुरळांमध्ये आढळली होती."
जर्मन झुरळांवरील आपल्या संशोधनातून बूथ यांना असे आढळून आले की, कीटकनाशकांना असलेला त्यांचा प्रतिकार हा त्यांच्या मज्जासंस्थेतील पेशींमधील जनुकीय उत्परिवर्तनामुळे होता आणि ही यंत्रणा पर्यावरणावर अवलंबून होती.
"आरडीएल (Rdl) नावाचे एक जनुक आहे. ते इतर अनेक कीटक प्रजातींमध्ये आढळले आहे आणि त्याचा संबंध डिल्ड्रिन या कीटकनाशकाच्या प्रतिकारशक्तीशी आहे," असे फ्रालिन इन्स्टिट्यूट ऑफ लाइफ सायन्सेसचे संशोधक बूथ म्हणाले. "हे उत्परिवर्तन सर्व जर्मन झुरळांमध्ये आढळते. आश्चर्याची गोष्ट म्हणजे, आम्हाला एकही असा समूह आढळला नाही ज्यात हे उत्परिवर्तन नाही."
बूथ यांच्या मते, फिप्रोनिल आणि डिल्ड्रिन—ही दोन्ही कीटकनाशके प्रयोगशाळेतील अभ्यासात ढेकणांविरुद्ध प्रभावी सिद्ध झाली आहेत—यांची कार्यपद्धती सारखीच आहे, त्यामुळे सैद्धांतिकदृष्ट्या, या उत्परिवर्तनामुळे दोन्ही औषधांविरुद्ध प्रतिकारशक्ती विकसित होऊ शकते. डिल्ड्रिनवर १९९० च्या दशकापासून बंदी आहे, परंतु फिप्रोनिलचा वापर अजूनही कुत्रे आणि मांजरांवरील पिसूंच्या बाह्य उपचारांसाठी केला जातो, ढेकणांच्या नियंत्रणासाठी नाही.
बूथ यांना असा संशय आहे की, अनेक पाळीव प्राण्यांचे मालक जे आपल्या पाळीव प्राण्यांवर उपचार करण्यासाठी फिप्रोनिल ड्रॉप्स वापरतात, ते त्यांच्या मांजरी आणि कुत्र्यांना त्यांच्यासोबत झोपू देतात, ज्यामुळे त्यांच्या अंथरुणावर फिप्रोनिलचे अवशेष लागतात. जर ढेकूण अशा वातावरणात शिरले, तर ते नकळतपणे फिप्रोनिलच्या संपर्कात येऊ शकतात आणि त्यांच्या वस्तीमध्ये या प्रकारच्या प्रसारास कारणीभूत ठरू शकतात.
"हा उत्परिवर्तन नवीन आहे की नंतर, त्या काळात उदयास आला, की १०० वर्षांपूर्वीच तो लोकसंख्येत अस्तित्वात होता, हे आम्हाला माहीत नाही," असे बूथ म्हणाले.
पुढील टप्पा म्हणजे जगभरात, विशेषतः युरोपमध्ये आणि वेगवेगळ्या काळातील संग्रहालय प्रदर्शनांमध्ये हे उत्परिवर्तन शोधण्यासाठी संशोधनाचा विस्तार करणे, कारण ढेकूण दहा लाख वर्षांहून अधिक काळापासून अस्तित्वात आहेत.
नोव्हेंबर २०२४ मध्ये, बूथ लॅब्स ही सामान्य ढेकणाच्या संपूर्ण जनुकीय रचनेचे यशस्वीपणे अनुक्रमण करणारी पहिली प्रयोगशाळा ठरली.
"या कीटकाच्या जनुकीय रचनेचे अनुक्रमण करण्याची ही पहिलीच वेळ आहे," असे बूथ म्हणाले. "आता आपल्याकडे जनुकीय अनुक्रम उपलब्ध असल्याने, आपण या संग्रहालयातील नमुन्यांचा अभ्यास करू शकतो."
बूथ नमूद करतात की संग्रहालयातील डीएनएची समस्या ही आहे की त्याचे खूप लवकर लहान तुकड्यांमध्ये विघटन होते, परंतु आता संशोधकांकडे गुणसूत्र-स्तरीय साचे आहेत जे त्यांना हे तुकडे काढून घेण्यास आणि जनुके व जीनोमची पुनर्रचना करण्यासाठी या गुणसूत्रांशी जुळवण्यास परवानगी देतात.
बूथ नमूद करतात की त्यांची प्रयोगशाळा कीटक नियंत्रण कंपन्यांसोबत सहयोग करते, त्यामुळे त्यांचे जनुकीय क्रमनिर्धारणाचे काम त्यांना ढेकणांच्या जागतिक प्रसाराबद्दल आणि त्यांना समूळ नष्ट करण्याच्या मार्गांबद्दल अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यास मदत करू शकेल.
आता ब्रॉकने आण्विक जीवशास्त्रातील आपले कौशल्य आत्मसात केल्यामुळे, ती शहरी उत्क्रांतीवरील आपले संशोधन पुढे चालू ठेवण्यास उत्सुक आहे.
"मला उत्क्रांती आवडते. मला ती खूप मनोरंजक वाटते," ब्लॉक म्हणाले. "लोकांना या शहरी प्रजातींशी एक घट्ट नाते वाटते, आणि मला वाटते की लोकांना ढेकणांमध्ये रस निर्माण करणे सोपे आहे कारण त्यांनी कदाचित त्यांना प्रत्यक्ष पाहिले असेल."
लिंडसे मायर्स या व्हर्जिनिया टेक येथील कीटकशास्त्र विभागात पोस्टडॉक्टोरल रिसर्च फेलो असून बूथ यांच्या संशोधन गटाच्या आणखी एक सदस्य आहेत.
व्हर्जिनिया टेक, एक जागतिक, सार्वजनिक निधी प्राप्त विद्यापीठ म्हणून, आपल्या समुदायांमध्ये, व्हर्जिनियामध्ये आणि जगभरात शाश्वत विकासाला चालना देऊन आपला प्रभाव दाखवून देते.