समुद्री जैव प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग

एक्वाकल्चर / समुद्री जैव प्रौद्योगिकी के सबसे प्रासंगिक अनुप्रयोगों में से कुछ निम्नलिखित हैं:

एक्वाकल्चर:

खाद्य और कृषि संगठन (एफएओ) जलीय कृषि को "मछली, मोलस्क, क्रस्टेशियन और जलीय पौधों सहित जलीय जीवों की संस्कृति" के रूप में परिभाषित करता है। संस्कृति का तात्पर्य उत्पादन बढ़ाने के लिए पालन प्रक्रिया में हस्तक्षेप के कुछ रूप हैं - जिसमें स्टॉकिंग, फीडिंग, शिकारियों से सुरक्षा आदि शामिल हैं।

संस्कृति का तात्पर्य खेती किए जाने वाले स्टॉक के व्यक्तिगत या कॉर्पोरेट स्वामित्व से भी है। सीधे शब्दों में कहें, एक्वाकल्चर का मतलब जलीय प्राणियों के उत्पादन में हेरफेर और सुधार करना है। इस प्रथा का समुद्री खाद्य उद्योग पर महत्वपूर्ण असर है।

दुनिया के समुद्री भोजन की मांग अगले पैंतीस वर्षों में सत्तर प्रतिशत तक बढ़ने की संभावना है। और मत्स्य पालन से समुद्री भोजन की फसल धीरे-धीरे गिरावट पर है, आने वाले वर्षों में उद्योग को एक बड़ी कमी की धमकी दी जा रही है।

जलीय प्रजातियों के उत्पादन को बढ़ाने और बढ़ाने के लिए आधुनिक जैव-प्रौद्योगिकीय साधनों का उपयोग न केवल समुद्री भोजन की वैश्विक मांगों को पूरा करने में मदद कर सकता है, बल्कि जलीय कृषि खेती को भी बढ़ा सकता है। ये तकनीक जलीय जीवों के स्वास्थ्य, प्रजनन, विकास और विकास में सुधार करती हैं, और इस प्रकार पर्यावरण के प्रति संवेदनशील और टिकाऊ प्रणालियों के अंतर-अनुशासनात्मक विकास को बढ़ावा देती हैं। यह बदले में एक्वाकल्चर के पर्याप्त व्यावसायीकरण को बढ़ावा देगा।

ट्रांसजेनिक:

ट्रांसजेनिक मछली:

परम्परागत मछली प्रजनन मछली के चयन के आधार पर है ताकि मछली में वांछनीय लक्षण को बढ़ाया जा सके। हालांकि, यह प्रक्रिया धीमी और अप्रत्याशित है। नए आणविक उपकरण वांछनीय लक्षणों के लिए जिम्मेदार जीन को पहचानने, अलग करने और निर्माण करने और बाद में उन्हें ब्रूड में स्थानांतरित करने में बहुत अधिक कुशल हैं।

ट्रांसजेनिक मछली का उत्पादन अन्य ट्रांसजेनिक स्तनधारियों के उत्पादन की तुलना में वास्तव में बहुत आसान है। ऐसा इसलिए है क्योंकि मछली बड़ी संख्या में अंडे (कई दर्जन से कई हजार तक) का उत्पादन करती है, जो प्रयोग के लिए बड़ी मात्रा में आनुवंशिक रूप से समान सामग्री उत्पन्न कर सकती है।

उदाहरण के लिए, ज़ेबरा मछली (ब्राचिदानियो रेरियो) 1, 50, 400 अंडे, अटलांटिक सामन (सल्मो सालार) 500, 015, 000 पैदा करती है, और आम कार्प (साइप्रिनस कार्पियो) 1, 00, 000 से अधिक अंडे का उत्पादन करती है। क्या अधिक है, एक बार जीन को मछली के अंडों के माध्यम से स्थानांतरित करने के लिए प्रक्रिया में कोई हेरफेर नहीं होता है। एक मछली हैचरी का रखरखाव इस प्रकार बहुत महंगा नहीं है, विशेष रूप से निषेचित स्तनधारी परिवर्तन के विपरीत।

रोग प्रतिरोध:

आणविक जीवविज्ञान रोगजनन, एंटीबायोटिक प्रतिरोध और रोग संचरण के जीवन चक्र और तंत्र के बारे में बहुमूल्य जानकारी प्रदान करता है। यह जानकारी मेजबान प्रतिरक्षा, प्रतिरोध, रोगों की संवेदनशीलता और संबंधित रोगजनकों की हमारी समझ को बढ़ा सकती है।

इस तरह की समझ समुद्री उद्योग के लिए बहुत महत्व रखती है। उदाहरण के लिए, एक्वाकल्चर की उच्च घनत्व वाली संस्कृति की स्थितियों ने मछली पर बहुत अधिक तनाव डाला, जिससे यह संक्रमण के लिए बेहद असुरक्षित हो गया। इस तरह का एक बड़ा प्रकोप पूरे खेती के संचालन पर भारी पड़ता है, जिससे उद्योग को भारी नुकसान होता है। यह मछली के मजबूत उपभेदों को विकसित करने से बचा जा सकता है जो विभिन्न प्रकार की बीमारियों का सामना कर सकते हैं।

आधुनिक विज्ञान स्वास्थ्य और कृषि जलीय जीवों की भलाई में सुधार करने के साथ-साथ जंगली स्टॉक से बीमारियों के हस्तांतरण को कम करने के लिए जबरदस्त अवसर प्रदान करता है। मछलियों में रोग प्रतिरोधक क्षमता बढ़ाने के लिए कई ट्रांसजेनिक तरीकों का इस्तेमाल किया गया है। वायरल आरएनए को बेअसर करने या नष्ट करने के लिए एंटीसेंस और राइबोजाइम प्रौद्योगिकियों का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, हेमटोपोइएटिक नेक्रोसिस वायरस (HNV) सैल्मोनोइड में गंभीर मृत्यु का कारण बनता है, और इस वायरस को बेअसर करने से सैल्मनिड वृद्धि में सुधार हो सकता है।

एक अन्य विधि वायरल कोट प्रोटीन (जैसे एचएनवी के 66kDa जी-प्रोटीन) को मेजबान झिल्ली में व्यक्त करना है। यह रिसेप्टर बाइंडिंग साइटों के लिए बाध्य करने का संकेत देगा, और इस तरह वायरल बाध्यकारी साइटों के साथ प्रतिस्पर्धा करता है, वायरल पैठ को कम करता है। Joann Leong और ओरेगन स्टेट यूनिवर्सिटी के उनके समूह ने इस अध्ययन की रिपोर्ट दी है।

हालांकि, रोग संक्रमण से लड़ने का सबसे प्रभावी तरीका रोगाणुरोधी और जीवाणुरोधी पदार्थों को व्यक्त करके मेजबान की अपनी प्रतिरक्षा प्रणाली को बढ़ावा देना है। रोगज़नक़ों की एक विस्तृत श्रृंखला के खिलाफ मेजबान की रक्षा प्रतिक्रिया को बढ़ावा देने के लिए मैगनिन और लाइसोजाइम जैसे जीवाणुरोधी पेप्टाइड का परीक्षण किया जा रहा है।

रिवर्स ट्रांसक्रिपटेस-पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन (आरटी-पीसीआर) तकनीक ने जलीय बर्नवायरस की पहचान करना और पता लगाना संभव बना दिया है। ये वायरस परिवार बिरनावीरिडे के भीतर सबसे बड़ा और सबसे विविध समूह बनाते हैं, जिसमें मछलियों और अकशेरुकी जीवों की कई प्रजातियों के वायरस शामिल होते हैं।

इनमें से कई प्रजातियां सुसंस्कृत होने के साथ-साथ जंगली ताजे पानी और समुद्री प्रजातियों में बीमारियों का कारण बनती हैं। आरटी-पीसीआर परख अग्नाशय नेक्रोसिस वायरस जैसे मछली रोग एजेंटों का पता लगाने के लिए सेल संस्कृति विधियों का एक त्वरित और विश्वसनीय विकल्प है। यह मछली रोगों की रोकथाम और नियंत्रण को भी बढ़ा सकता है।

कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में समुद्री जैव प्रौद्योगिकी का एक और महत्वपूर्ण अनुप्रयोग देखा गया है, जहां शोधकर्ताओं ने सफेद स्टर्जन के एक्वाकल्चर से ग्रस्त एक अत्यधिक संक्रामक और घातक बीमारी के कारण को समाप्त कर दिया है। जीन जोड़तोड़ का उपयोग करते हुए, इन वैज्ञानिकों ने सफेद स्ट्रुजेन इरिडोवायरस की उपस्थिति का पता लगाने के लिए प्रोटोकॉल विकसित किए हैं, जो रोग मुक्त प्रजनन स्टॉक विकसित करने में मदद करेंगे।

फ्रीज प्रतिरोधी मछली:

विभिन्न प्रजातियों पर फ्रीज प्रतिरोध प्रदान करने के लिए एक एंटीफ् (ीज़र प्रोटीन (एएफपी) जीन को स्थानांतरित करने के लिए पुनरावर्ती तकनीकों का उपयोग किया जा सकता है। एएफपी कई ठंडे-पानी के समुद्री टेलोस्टों (जैसे कि शीतकालीन फ़्लॉन्डर, महासागर पाउट, समुद्री रेवेन, शोरथॉर्न स्कल्पिन) द्वारा निर्मित होते हैं। ये प्रोटीन रक्त में बर्फ के क्रिस्टल को बनने से रोकते हैं, और इसलिए मछली को ठंड से बचाते हैं।

दुर्भाग्य से, अटलांटिक सैल्मन जैसी कई व्यावसायिक रूप से महत्वपूर्ण मछलियां ऐसे जीनों को नहीं ले जाती हैं, और इस तरह उप-शून्य तापमान से बच नहीं सकती हैं। इस जीन को जोड़कर ट्रांसजेनिक अटलांटिक सैल्मन विकसित करना मछली उद्योग के लिए अत्यंत फलदायी हो सकता है। AFPs भी सुअर oocytes के लिए हाइपोथर्मिया संरक्षण प्रदान करने के लिए सूचित किया गया है और ठंड से सुरक्षा में उपयोगी हो सकता है। एएफपी जीन के साथ ट्रांसजेनिक सोने की मछली भी कम तापमान में बेहतर तरीके से जीवित रहती है।

विकास दर :

आनुवंशिक जोड़-तोड़ मछली संस्कृति में विकास दर को काफी हद तक बढ़ा सकते हैं। एक विधि निषेचित सामन अंडे में वृद्धि हार्मोन जीन की सूक्ष्मजीव है। इससे उनकी विकास दर में तीस से साठ फीसदी की तेजी आई है। एक प्रारंभिक अवस्था में मछली भ्रूण (तिलपिया) में वृद्धि हार्मोन जीन की एक अतिरिक्त प्रति लगाकर इसकी वृद्धि दर को पांच गुना बढ़ा दिया है।

प्रजनन :

प्रजनन मछली जलीय कृषि उद्योग के लिए एक प्रमुख मुद्दा है। जैसे-जैसे मछली परिपक्व होती है, उनकी विकास दर धीमी हो जाती है और मांस की गुणवत्ता बिगड़ जाती है। इस मछली की गुणवत्ता को बनाए रखने के लिए परिपक्व प्रक्रिया को दबाने के जैव प्रौद्योगिकी के तरीकों को लाभप्रद रूप से नियोजित किया जा सकता है। इन तकनीकों का उपयोग गैर-प्रजनन (बाँझ) प्रजातियों को विकसित करके मछली की कुछ प्रजातियों के प्रजनन को विनियमित करने के लिए भी किया जा सकता है।

ऐसी प्रजातियों का वाणिज्यिक मूल्य बहुत अधिक है, क्योंकि मोनो-सेक्शुअल ऑर्गेनिज्म या नसबंदी वाली प्रजातियां खेत-से-जंगली बातचीत का कोई जोखिम नहीं रखती हैं। ये प्रजातियां संरक्षित शुक्राणु के स्टॉक के पुनर्निर्माण को भी सक्षम करती हैं, और स्टॉक पहचान के लिए जीन मार्कर प्रदान करती हैं। इस प्रकार, ये तकनीक वन्य संसाधन के संरक्षण में मदद करती हैं।

शोधकर्ताओं ने एक समुद्री अकशेरुकी के जीन को बदलने के लिए संशोधित वायरल कणों (रेट्रोवायरल वैक्टर) का उपयोग करने की तकनीक भी विकसित की है। यह आणविक जीव विज्ञान का पहला अनुप्रयोग है जहां एक समुद्री जीव में डीएनए का परिवर्तन दिखाया गया है। अब नए वायरल लिफाफे का उपयोग करके बौना सर्फ-क्लैम को आनुवंशिक रूप से बदलना संभव है, जो वेक्टर को लगभग किसी भी प्रकार के सेल में प्रवेश करने की अनुमति देता है।

अन्य महत्वपूर्ण प्रगति में, वैज्ञानिकों ने एक 'रिपोर्टर जीन' को वैक्टर में इंजीनियर किया है। यह रिपोर्टर जीन निषेचित सर्फक्लेम अंडे को एक नीला रंग देने के लिए संकेत देता है, जो जीन आरोपण का संकेत है।

इस कार्य से ऐसी बीमारियों से लड़ने के लिए एक नया उपकरण प्रदान करने की उम्मीद की जाती है, जो सीपों, क्लैम और अबालोन के वाणिज्यिक स्टॉक पर हमला करते हैं। एक बार संक्रामक शेलफिश को बीमारी से बचाने के लिए जिम्मेदार जीन की पहचान होने के बाद, रेट्रोवायरल वैक्टर का इस्तेमाल इन सुरक्षात्मक जीनों को सीधे ब्रूड स्टॉक में पहुंचाने के लिए किया जा सकता है।

विद्युतीकरण जैसी तकनीक विदेशी डीएनए को अबालोन (मछली) भ्रूण में पेश करने में प्रभावी है। मिनेसोटा विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने मछली में आनुवांशिक इन्सुलेटर अनुक्रम (चिकन और फल मक्खी डीएनए से प्राप्त) का सफलतापूर्वक उपयोग किया है, और जीन नियंत्रकों की खोज की है जो विदेशी जीन को चालू करने के लिए सबसे अच्छा काम करते हैं।

संरक्षण:

कई लुप्तप्राय प्रजातियों सहित महत्वपूर्ण जलीय रोगाणु की पहचान और विशेषता के लिए आणविक उपकरणों का उपयोग किया जा सकता है। इन उपकरणों ने कई जलीय प्रजातियों के जीनोम का विश्लेषण करना संभव बना दिया है। उन्होंने जीन विनियमन, अभिव्यक्ति और लिंग निर्धारण के आणविक आधार को समझने में भी हमारी मदद की है। यह प्रजातियों, स्टॉक और आबादी को परिभाषित करने के तरीकों में सुधार कर सकता है।

ऐसे आणविक दृष्टिकोणों में शामिल हैं:

1. मार्कर की मदद से चयन तकनीकों का विकास करना

2. ट्रांसजेनिक तकनीकों की सटीकता और दक्षता में सुधार

3. मछली के शेयरों में बहुरूपता को जानने के लिए डीएनए फिंगरप्रिंटिंग

4. गैमेट और भ्रूण के क्रायो-संरक्षण के लिए प्रौद्योगिकियों में सुधार

ये तकनीकें प्राकृतिक पारिस्थितिक तंत्र की जैव विविधता को बनाए रखने में हमारी मदद कर सकती हैं। हार्मोनल प्रोटोकॉल को विकसित करने के लिए बायोटेक्नोलॉजिकल टूल का भी उपयोग किया जा सकता है जो अटलांटिक सैल्मन, स्ट्रिप्ड बास, फ्लाउंडर, समुद्री ब्रेस, समुद्री बास और कुछ समुद्री उष्णकटिबंधीय जैसे आर्थिक रूप से महत्वपूर्ण मछली के स्पॉन को नियंत्रित करते हैं।

समुद्री शैवाल और उनके उत्पाद:

समुद्री शैवाल समुद्री शैवाल (मैक्रो शैवाल) हैं जो समुद्री वातावरण में मौजूद हैं। ये समुद्र में रहने वाले पौधे हैं जिनमें सच्चे तनों, जड़ों और पत्तियों की कमी होती है। भूमि पौधों की तरह, समुद्री शैवाल में भी प्रकाश संश्लेषक मशीनरी होती है और सूर्य के प्रकाश का उपयोग कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से भोजन और ऑक्सीजन का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। अधिकांश समुद्री शैवाल लाल (5500 एसपी), भूरे (2000 एसपी) या हरे (1200 एसपी) हैं।

समुद्री शैवाल भोजन, चारा और औद्योगिक रूप से महत्वपूर्ण रासायनिक यौगिकों के एक समृद्ध स्रोत हैं। वास्तव में, समुद्री शैवाल एक अरब डॉलर का उद्योग है। सबसे मूल्यवान समुद्री शैवाल लाल शैवाल पोरफाइरा या नोरी है, जो दुनिया भर में मानव भोजन का एक प्रमुख स्रोत है। दुनिया भर में इसका उत्पादन लगभग चौदह बिलियन शीट पर है, और इसकी कीमत हर साल लगभग 1.8 बिलियन अमेरिकी डॉलर है।

अन्य खाद्य समुद्री शैवाल में ग्रेसिलरिया, अंडरारिया, लामिनेरिया, और कोरुल्पा शामिल हैं। कैरेजेनेंस के लिए महत्वपूर्ण रूप से महत्वपूर्ण समुद्री शैवाल में चोंड्रस, यूच्यूमा और कपैफीकस, एल्गिनेट्स (एसोफिलम, लामेनारिया, मैक्रोसिस्टिस) और अगर-अगर (गेल्डियम और ग्रेसिलेरिया) जैसी प्रजातियां शामिल हैं। ये महत्वपूर्ण पॉलीसैकराइड्स, जिन्हें फ़ाइकोकोलोइड्स भी कहा जाता है, को दुनिया भर में हानिरहित माना जाता है।

अगर अगर:

आगर को आमतौर पर लाल खरपतवार जैसे कि जेलिडियम और ग्रेसिलिरिया से निकाला जाता है। Agar में दो महत्वपूर्ण घटक होते हैं - Agarose और Agropectin, जो agar यौगिकों को कागज निर्माण, संस्कृति मीडिया, खाद्य पदार्थों के संरक्षण और पैकेजिंग, चमड़ा, डेयरी और सौंदर्य प्रसाधन उद्योगों के लिए अत्यंत उपयोगी बनाते हैं।

Carrageenan की:

कैरेजेनन को आमतौर पर यूकूमा और चोंड्रस की प्रजातियों से निकाला जाता है। कैरेजेन के विभिन्न रूपों को कप्पा, लाम्बा, आईओटा, म्यू और एप्सिलॉन के रूप में जाना जाता है। लगभग बीस प्रतिशत कैरेजेनन उत्पादन का उपयोग कॉस्मेटिक और फार्मास्यूटिकल उद्योगों द्वारा पायस के स्टेबलाइजर्स के रूप में किया जाता है। स्टार्च फ्री डेसर्ट, सलाद ड्रेसिंग, जेली, जाम, सिरप और पुडिंग सॉस जैसे आहार खाद्य पदार्थों में भी कैरेजेनन्स का उपयोग किया जाता है।

alginates:

एल्गिनेट्स सोडियम, कैल्शियम या पोटेशियम एल्गिनेट के लवण हैं, और विभिन्न प्रकार के उत्पादों में उपयोग किया जाता है। एल्गिनिक एसिड को आमतौर पर लामेनारिया, एकलोनिया और मैक्रोसिस्टिस से निकाला जाता है। क्रीम और लोशन में एल्गिलेट्स को पायसीकारी और पायस स्टेबलाइजर्स के रूप में उपयोग किया जाता है। सोडियम एल्गिनेट साबुन और शेविंग क्रीम में एक चिकनाई एजेंट के रूप में कार्य करता है। एल्गिनेट्स का उपयोग रोगाणुओं, पौधे और पशु कोशिकाओं के इनकैप्सुलेशन में भी किया जाता है जो मेटाबोलाइट उत्पादकों या जैव-कन्वर्टर्स के रूप में उपयोग किया जाता है।

चिकित्सीय एजेंट:

कॉस्मेटिक उद्योग में समुद्री शैवाल के अर्क के व्यापक अनुप्रयोग ने 'थैलासोथेरेपी' को जन्म दिया है, जिसमें समुद्री शैवाल और उनके अर्क का उपयोग चिकित्सीय एजेंटों के रूप में किया जाता है। थैलासोथेरेपी उपचार में, समुद्री जल और समुद्री शैवाल का उपयोग मानव शरीर की कोशिकाओं को detoxify करने के लिए किया जाता है और साथ ही साथ त्वचा के pH को पुनः उत्पन्न करता है।

इस थेरेपी के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले समुद्री शैवाल में लामिनारिया डिजिटा शामिल है, जो विटामिन ए, ई, सी और बी, एमिनो एसिड, हार्मोन और आयोडीन में समृद्ध है। यह चयापचय दर को बढ़ाता है और कोशिकाओं में ऑक्सीजन की खपत को भी बढ़ाता है और गर्मी के उत्पादन को कम करता है।

समुद्री शैवाल से अन्य यौगिकों में टेरपेन, अमीनो एसिड, फिनोल, पाइरोलिक पदार्थ, आर्सेनोसगर, स्टेरोल्स (जैसे फ़्यूकोस्टेरोल), कोलोरेंट्स (लाल शैवाल से फाइकोर्थ्रिन्स की तरह और भूरे रंग के शैवाल से हिंस) और अमीनो एसिड (जैसे चोंडेरिन, गिगार्टिनिन, केनिक एसिड) शामिल हैं। कैरोटीन) भी जबरदस्त मूल्य रखता है। स्पिरुलिना, ब्लू ग्रीन बैक्टीरिया (सिनोबैक्टीरिया) और एसोफिलम नोडोसुम का उपयोग आहार एड्स, सामान्य टॉनिक और कायाकल्प के रूप में प्रभावी रूप से किया जा सकता है।

लाल, हरे और भूरे रंग के शैवाल से सल्फेटेड पॉलीसेकेराइड में से कुछ में एंटीकोआगुलेंट गुण भी पाए गए हैं। इनमें कोडी नाज़ुक सपा के प्रोटियोग्लाइकन शामिल हैं। एटलिटिकम और लैम्ब्डा- कारेटेजेनन और कैरेजेनन ग्रेल्टौपिया डिचोटोमा से। ये यौगिक स्तनधारी ऊतकों में पाए जाने वाले हेपरिन के समान गुणों को प्रदर्शित करते हैं, जो रक्त के थक्के बनाने में मदद करता है। ये अर्क कोरोनरी घनास्त्रता को रोकने में प्रयुक्त हेपरिन के लिए एक उत्कृष्ट विकल्प के रूप में काम करते हैं।

कुछ सल्फेट वाले पॉलीसेकेराइड में एंटीवायरल गुण भी होते हैं। हर्जेन्स सिम्प्लेक्स वायरस (एचएसवी) को बाधित करने के लिए कैरेजेनन का उपयोग किया गया है। हाल ही में, यह देखा गया है कि कैरेजेनन एचआईवी संक्रमित संलयन कोशिकाओं के साथ हस्तक्षेप करके, और बाद में रेट्रोवायरल एंजाइम रिवर्स ट्रांसक्रिपटेस को रोककर मानव इम्युनोडेफिशिएंसी वायरस (एचआईवी) को रोकता है।

कई अन्य समुद्री शैवाल और उनके उत्पादों का मानव स्वास्थ्य के लिए प्रत्यक्ष लाभ है। उदाहरण के लिए, लामिनारिया प्रजाति आयोडीन से भरपूर होती है, और इसका उपयोग आहार पेय और मालिश क्रीम के निर्माण के लिए किया जा सकता है। इसी तरह, सरगसुम म्युटिकम विटामिन ई और के से समृद्ध होता है, लिथोथेमोनियन और फिमोटोलिथोन कैल्शियम कार्बोनेट और ट्रेस तत्वों में समृद्ध हैं। आणविक उपकरण इन प्रजातियों का दोहन करने में मदद कर सकते हैं और उनसे महत्वपूर्ण उत्पादों की कटाई कर सकते हैं।

फार्मास्यूटिकल्स:

जैव प्रौद्योगिकी शोधकर्ताओं ने समुद्री वातावरण से कई जैव सक्रिय पदार्थों को अलग कर दिया है, जो विभिन्न मानव रोगों के इलाज के लिए काफी संभावनाएं रखते हैं। एक विशिष्ट स्पंज से कंपाउंड 'मैनोलाइड' ने तीन सौ से अधिक रासायनिक एनालॉगों को जन्म दिया है, जिनमें से कई नैदानिक ​​परीक्षणों में विरोधी भड़काऊ एजेंट के रूप में चले गए हैं। वैज्ञानिकों ने कई समुद्री चयापचयों की भी पहचान की है जो मलेरिया परजीवी प्लास्मोडियम फाल्सीपेरम के खिलाफ सक्रिय हैं।

हवाई विश्वविद्यालय में किए गए एक अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने जटिल यौगिक 'डिप्सिप्टाइड' की उपस्थिति की सूचना दी है। इस यौगिक की छोटी मात्रा मोलस्क एलेसिया रूफेंसेंस में और उस शैवाल में पाई जाती है जिस पर यह फ़ीड करता है। डिप्सिप्टाइड फेफड़ों और बृहदान्त्र के ट्यूमर के खिलाफ सक्रिय है, और मोलस्क के आनुवंशिक हेरफेर परीक्षण के लिए पर्याप्त मात्रा में दवा उत्पन्न कर सकते हैं।

समुद्री पौधों और अकशेरुकी जानवरों से प्राप्त एक अन्य दवा 'स्यूडोप्टेरोसिन' है। यह उपन्यास diterpene ग्लाइकोसाइड सूजन को रोकता है। हालांकि वर्तमान में कॉस्मेटिक उद्योग में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जा रहा है, लेकिन यह नैदानिक ​​परीक्षण के बाद फार्मास्युटिकल उद्योग को भी प्रभावित करेगा।

ब्रायोज़ोन 'बुगुला नेरिटिना', धीमी गति से बढ़ने वाले समुद्री अकशेरुकी, को ल्यूकेमिया के लिए संभावित दवा का स्रोत बताया गया है। दवा थोड़ी मात्रा में या जानवर पर मौजूद है। चूंकि अकशेरुकी जानवर जीवाणु के साथ सहजीवी संबंध में रहते हैं, जीवाणु शिकारियों के खिलाफ ब्रायोज़ोआन की रक्षा के लिए विषाक्त दवा को संश्लेषित करता है, बदले में वह अंतरिक्ष में विकसित हो सकता है।

कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के शोधकर्ता यह साबित करने की कोशिश कर रहे हैं कि जीवाणु द्वारा बड़ी मात्रा में दवा का उत्पादन किया जा सकता है। इसके अलावा, वे जीवाणु की बड़े पैमाने पर संस्कृति के लिए तरीके विकसित करने की कोशिश कर रहे हैं। आगे शोध यह जानने के लिए है कि दवा को अलग कैसे किया जा सकता है।

एंजाइमों:

कई एंजाइमों को भी समुद्री बैक्टीरिया से अलग किया गया है। ये एंजाइम अद्वितीय विशेषताओं को प्रदर्शित करते हैं जो उन्हें चरम वातावरण में सबसे अच्छा पनपने में सक्षम बनाते हैं। इनमें से कुछ एंजाइम गर्मी और नमक के प्रतिरोधी हैं, जो उन्हें औद्योगिक प्रक्रिया के लिए उपयोगी बनाते हैं। आइए इनमें से कुछ एंजाइमों की प्रयोज्यता को देखें।

बाह्य प्रोटीन्स का उपयोग डिटर्जेंट में और औद्योगिक सफाई अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है, जैसे रिवर्स-ओसमोसिस झिल्ली की सफाई। 'विब्रियो एलेगोनोलिटिकस' प्रोटीज का उत्पादन करता है, जो एक असामान्य डिटर्जेंट प्रतिरोधी के रूप में होता है- क्षारीय सेरीन एक्सपोट्रिज। यह समुद्री जीव 'कोलेजनेज़' एंजाइम का भी उत्पादन करता है, जिसके कई औद्योगिक और व्यावसायिक उपयोग हैं।

अध्ययनों से पता चला है कि शैवाल में एक अद्वितीय हेलोपरोक्सीडेज एंजाइम होता है, जो हैलोजेन को मेटाबोलाइट्स में शामिल करने से उत्प्रेरित करता है। ये एंजाइम बेहद उपयोगी होते हैं क्योंकि रासायनिक उद्योग में हैलोजेन एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है।

जापानी शोधकर्ताओं ने बड़ी मात्रा में एंजाइम सुपरऑक्साइडिडस डिस्केटेट का उत्पादन करने के लिए एक समुद्री शैवाल को प्रेरित करने के तरीकों को भी विकसित किया है, जिसमें चिकित्सा, कॉस्मेटिक और खाद्य उद्योगों में व्यापक अनुप्रयोग हैं। थर्मोस्टेबल एंजाइमों को अनुसंधान और औद्योगिक प्रक्रियाओं में एक अतिरिक्त लाभ है।

महत्वपूर्ण थर्मो स्थिर डीएनए-संशोधित एंजाइमों में पोलीमरेज़, लिगेज़ और प्रतिबंध एंडोन्यूक्लाइज़ शामिल हैं। उदाहरण के लिए, यह एक समुद्री जीव था जिसमें से एंजाइम टैक था। पॉलिमरेज़ को अलग किया गया था। यह थर्मो स्थिर एंजाइम पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन का आधार बन गया।

न्यू जर्सी में रटगर्स विश्वविद्यालय के शोध ने एक उपन्यास एंजाइम 'ए-गैलेक्टोसिडेज़' को 'थर्मोटोगा नेपोलिटाना' से अलग कर दिया है। यह एंजाइम मेलिबोसे ओलिगोमर्स को हाइड्रोलाइज़ करता है। ये ओलिगोमर्स सोया और अन्य बीन उत्पादों के प्रमुख घटक हैं, जो सूअर की मात्रा को सीमित करते हैं जो सूअर और मुर्गियों जैसे मोनो गैस्ट्रिक जानवरों के लिए पशु आहार में शामिल किया जा सकता है (क्योंकि वे ओलिगोमर्स को पचा नहीं सकते हैं)। इस प्रकार, galatosidase का उपयोग सोया उत्पादों से मेलिबोसे और प्रोटीज अवरोधकों को हटाने के लिए किया जा सकता है।

वैज्ञानिक डीएनए पोलीमरेज़ (बैक्टीरिया से) प्राप्त करने की भी कोशिश कर रहे हैं, जो डीएनए की प्रतिकृति के दौरान जैव प्रौद्योगिकी प्रक्रियाओं की दक्षता में वृद्धि करेगा। वे बहुत ठंडे समुद्री वातावरण से शीत-सहिष्णु एंजाइमों का भी अध्ययन कर रहे हैं।

थर्मो फिलिक बैक्टीरिया के प्राथमिक चयापचय मार्गों में शामिल अधिकांश एंजाइम मध्यम तापमान पर मौजूद अपने समकक्षों की तुलना में अधिक थर्मो स्थिर होते हैं। थर्मो दार्शनिक समुद्री सूक्ष्मजीवों से एंजाइमों का एक विस्तृत अध्ययन एंजाइम थर्मो स्थिरता के तंत्र की समझ में महत्वपूर्ण योगदान दे सकता है, और इसलिए औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त एंजाइम की पहचान को सक्षम करता है।

जैविक अणुओं:

हाल के अध्ययनों से पता चला है कि नई जैव-सामग्री का उत्पादन करने के लिए समुद्री जैव रासायनिक प्रक्रियाओं का फायदा उठाया जा सकता है। शिकागो स्थित एक कंपनी ने प्राकृतिक पदार्थों पर बनाए गए बायोडिग्रेडेबल पॉलिमर के एक नए वर्ग का व्यवसायीकरण किया है, जो मोलस्क के गोले के कार्बनिक परिपक्व होते हैं।

विस्तृत खनिज खनिज संरचनाएं उत्पन्न करने के लिए समुद्री डायटम, कॉकोलिथोफोर्स, मोलस्क और अन्य समुद्री अकशेरुकी द्वारा उपयोग किए जाने वाले तंत्र नैनोमीटर पैमाने पर (आकार में एक मीटर के अरबवें हिस्से से भी कम) पर बहुत रोमांचक हैं।

ये नैनोमीटर स्केल संरचना जैव-सिरेमिक बनाने के लिए इंजीनियरिंग प्रक्रियाओं की समझ को बढ़ा सकते हैं, जो चिकित्सा प्रत्यारोपण, मोटर वाहन भागों, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, सुरक्षात्मक कोटिंग और अन्य उपन्यास उत्पादों के निर्माण में क्रांति ला सकते हैं।

बायोडिग्रेडेबल पॉलिमर:

सीप के खोल उपयोगी औद्योगिक गुणों की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ सिंथेटिक बायोडिग्रेडेबल पॉलिमर का एक नया स्रोत प्रदान कर रहे हैं। इन पॉलिमर का उपयोग जल उपचार और कृषि अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है। इलिनोइस के डोनलर कॉर्पोरेशन ऑफ बेड फोर्ड पार्क ने अनुमान लगाया है कि ऐसे उत्पादों का संभावित बाजार लाखों डॉलर का है।

मॉडल के रूप में सर्दियों के फ़ाउंडर में पाए जाने वाले प्राकृतिक एंटीफ् theीज़र कंपाउंड का उपयोग करते हुए, शोधकर्ता सिंथेटिक एंटीफ्reezeीज़र पेप्टाइड्स भी विकसित कर रहे हैं, जो बायोडिग्रेडेबल होगा और एयरक्राफ्ट, राजमार्गों और कृषि फसलों पर आइसिंग को नियंत्रित करने में मदद करेगा।

जैविक उपचार:

समुद्री वातावरण और जलीय कृषि की समस्याओं के समाधान के लिए बायोरेमेडिएशन एक बड़ी क्षमता रखता है। यह प्रक्रिया तेल रिसाव, लीचिंग के कारण भूमि से जहरीले रसायनों की आवाजाही, सीवेज और रासायनिक कचरे के निपटान, मैंगनीज जैसे खनिजों के पुनर्ग्रहण, और जलीय कृषि और समुद्री खाद्य प्रसंस्करण के प्रबंधन में मदद कर सकती है।

लुइसियाना स्टेट यूनिवर्सिटी, यूएसए के शोधकर्ताओं ने पीसीबी (पाली क्लोरो बाइफेनिल्स), पीएएच और क्रेओसोट जैसे विषैले प्रदूषकों के चयापचय के लिए पारंपरिक जैव-प्रौद्योगिकीय दृष्टिकोण विकसित किया है। वे बंदरगाहों और पेट्रोलियम उत्पादन संरचनाओं जैसे समुद्री प्रतिष्ठानों से उगाए गए इस्तेमाल किए गए समुद्री समय और पायलटों के जैव उपचार और पुनर्चक्रण में भी सफल रहे हैं। उनके अध्ययन ने लकड़ी के पुनर्चक्रण को बढ़ावा देने के लिए उपचारित लकड़ी से क्रेओसोट, तांबा, क्रोमियम, आर्सेनिक और अन्य विषाक्त यौगिकों को हटाने के लिए नए तरीके प्रदान किए हैं।

संयोजक उपकरण का उपयोग पौधों और जानवरों के जीन को स्थानांतरित करने के लिए भी किया जा सकता है, जो पानी के परिशोधन को सुविधाजनक बनाने के लिए समुद्री जीवों को मेटलोथायोनिन (धातु बंधनकारी प्रोटीन) का उत्पादन करते हैं। वैज्ञानिकों ने एक एकल कोशिका वाले हरे शैवाल 'क्लैमाइडोमोनस रीन्शर्टेटी' में चिकन मेटालोथायोनिन जीन डाला, और बताया कि इससे कैडमियम-दूषित जल में सघनता में वृद्धि हुई है।

वैज्ञानिकों ने नए बैक्टीरिया भी विकसित किए हैं जो प्रोटोजोआ नामक एकल कोशिका वाले जीवों के आसपास के क्षेत्र में तेल को पांच गुना तेजी से पचा सकते हैं। चूंकि प्रोटोजोआ प्रदूषण फैलाने वाले बैक्टीरिया खाते हैं, इसलिए यह परिकल्पित किया गया है कि उन्हें खत्म करने से संभवतः टूटने की दर बढ़ जाएगी। इन प्रोटोजोआ को बायोडिग्रेडेशन के लिए महत्वपूर्ण होने का सुझाव दिया गया है। शोधकर्ता यह भी समझने की कोशिश कर रहे हैं कि प्रोटोजोआ बैक्टीरिया को हाइड्रोकार्बन को तेजी से खाने के लिए कैसे प्रेरित करता है।

मृदा जीवों का उपयोग मिट्टी, पानी और दूषित स्थलों में शाकनाशी सांद्रता का पता लगाने के लिए भी किया गया है। विकसित परख एक सिनो-जीवाणु पर आधारित है जो लक्स जीन को अपने जीनोम में ले जाने के लिए आनुवंशिक रूप से इंजीनियर है।

यह लक्स प्रोटीन रासायनिक अभिकर्मक डोड-कैनाल की उपस्थिति में प्रकाश उत्सर्जन का कारण बनता है। हर्बिसाइड की उपस्थिति में, जो प्रकाश संश्लेषक मशीनरी पर कार्य करता है, साइनो-बैक्टेरियम का प्रकाश का उत्सर्जन इस तरह से कम हो जाता है कि इसे उपस्थित हर्बिसाइड की सांद्रता में मापा और कैलिब्रेट किया जा सकता है।

क्षतिग्रस्त पर्यावरण को बहाल करने के लिए बायोटेक्नोलॉजिकल टूल का भी उपयोग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, फ्लोरिडा विश्वविद्यालय के अध्ययन से पता चलता है कि समुद्री जई और अन्य तटीय वनस्पतियों के उत्पादन के लिए उपयोग की जाने वाली सूक्ष्म प्रसार तकनीक पर्यावरणीय मरम्मत में मदद कर सकती हैं।

इस सभी वैज्ञानिक प्रगति के बावजूद, मूल्यवान समुद्री संसाधनों का एक बड़ा खजाना अभी भी अप्रयुक्त है। समुद्री जैव-प्रौद्योगिकी को समझना और मॉडेम तकनीकों का उपयोग करने की इसकी क्षमता क्रांतिकारी हो सकती है। इसमें बायोमेट्रिक, फार्मास्यूटिकल्स, डायग्नोस्टिक्स, एक्वाकल्चर, सीफूड, बायोरेमेडिएशन, बायोफिल्म और जंग जैसे क्षेत्र शामिल हैं। यह समुद्री वनस्पतियों और जीवों को विकसित करने में भी प्रमुख भूमिका निभा सकता है, जिन्हें मानव प्रकार की बेहतरी के लिए काटा जा सकता है।