आने वाली चमड़े की क्रांति से छिप नहीं सकता

एस रामादुरई, रमन श्रीनिवासन और एस शिवरामकृष्ण द्वारा

भारत सबसे बड़ी गोजातीय आबादी का घर है – 300 मिलियन से अधिक, जिसमें 110 मिलियन जल भैंस शामिल हैं। यह विशाल झुंड न केवल आजीविका का स्रोत है बल्कि हमारे 10 करोड़ सीमांत डेयरी किसानों के लिए धन और कल्याण का भी प्रतीक है। हम बीफ के दुनिया के सबसे बड़े निर्यातक भी हैं। इसके अलावा, हमारा बड़ा झुंड भारत को वैश्विक चमड़ा उद्योग में अग्रणी बनाता है।

लेकिन मांस और दूध की तरह, उपभोक्ता प्राथमिकताएं और उद्योग के रुझान तेजी से बदल रहे हैं। प्रभावशाली फैशन ब्रांड चमड़े और फर के नैतिक विकल्पों के प्रति जाग गए हैं। अन्य कारक भी परिवर्तन को बाध्य करते हैं। पिछले नवंबर में, डेनमार्क ने कोविड -19 के कारण 17 मिलियन मिंक को मार डाला। इसके तुरंत बाद, मिंक और अन्य फर के लिए प्रमुख व्यापारिक केंद्र कोपेनहेगन फर ने कहा कि यह 2023 तक बंद हो जाएगा। हाल ही में, इज़राइल फर की बिक्री पर प्रतिबंध लगाने वाला पहला देश बन गया है। इजरायल के पर्यावरण संरक्षण मंत्री गिला गैमलिएल ने एक बयान में कहा, “त्वचा और फर का उपयोग करना … अनैतिक है … और अवर्णनीय क्रूरता और पीड़ा देता है।”

विश्व की चर्मशोधन
हालांकि, हम विश्व के चमड़े के चमड़े के कारखाने के रूप में गर्व करते हैं, जो सालाना 3 अरब वर्ग फुट चमड़े का उत्पादन करता है, जो प्रत्येक भारतीय के लिए तीन जोड़ी जूते बनाने के लिए पर्याप्त है। वास्तव में, हम चमड़े के जूते और कपड़ों के दूसरे सबसे बड़े उत्पादक हैं। चमड़ा उद्योग देश भर के दर्जनों औद्योगिक समूहों में 45 लाख से अधिक लोगों को रोजगार देता है। पशु अधिकार कार्यकर्ताओं, सार्वजनिक स्वास्थ्य विशेषज्ञों और पारिस्थितिकीविदों ने अक्सर चर्मशोधन कारखानों के प्रतिकूल पर्यावरणीय और सार्वजनिक स्वास्थ्य प्रभाव की ओर इशारा किया है। एक विशिष्ट प्रक्रिया में, रसायनों की एक श्रृंखला क्रमिक रूप से खाल की मूल संरचना को बदल देती है। उदाहरण के लिए, क्षार त्वचा में गैर-रेशेदार प्रोटीन को तोड़ने और हटाने में मदद करते हैं। इसके बाद, सल्फ्यूरिक एसिड और अन्य रसायनों में खाल को “अचार” किया जाता है। बाद में अभी भी, क्रोमियम सल्फेट का उपयोग त्वचा को टैन करने के लिए किया जाता है, इसके बाद चमड़े को नरम करने के लिए सब्जी या सिंथेटिक टैनिन के साथ दूसरा टैनिंग किया जाता है। प्रत्येक चरण के परिणामस्वरूप पर्यावरण में अपशिष्ट छोड़ा जाता है। कुछ समूहों में, इस तरह की गतिविधियों से हुई क्षति उपग्रह इमेजरी में दिखाई देती है। यह कितना भी भयानक क्यों न हो, चमड़े के रूप में चमड़े की परतदार जीवित मिश्रित सामग्री को स्थिर करने के लिए चमड़े से चमड़े तक की यात्रा की आवश्यकता होती है।

खेल में त्वचा
स्तनधारी खाल, दूध की तरह, प्रकृति का चमत्कार है। किसी भी स्तनपायी में त्वचा स्पष्ट रूप से सबसे बड़ा अंग है। स्वभाव से बहु-कार्यात्मक, यह रक्षा करता है, इंद्रियों को नियंत्रित करता है और नियंत्रित करता है। जीव विज्ञान ने इस स्पर्श इंटरफ़ेस को कैसे तैयार किया है? 1950 के दशक की शुरुआत में चेन्नई में चमड़े को समझने के लिए मूलभूत वैज्ञानिक कार्य किया गया था। जीएन रामदचंद्रन, जो तब मद्रास विश्वविद्यालय में भौतिकी के एक युवा प्रोफेसर थे, ने कोलेजन की संरचना को डिकोड किया, कैम्ब्रिज में वाटसन और क्रिक और कैलटेक में पॉलिंग एट अल जैसे सेलिब्रिटी वैज्ञानिकों से आगे निकल गए। एक ऑस्ट्रेलियाई कंगारू के विशेष रूप से प्राप्त पूंछ कण्डरा और व्यावहारिक गणितीय मॉडलिंग पर मेहनती प्रयोगों के माध्यम से, रामचंद्रन ने दिखाया कि कोलेजन की संरचना एक ट्रिपल हेलिक्स और कुंडलित थी। इतना ही नहीं, उन्होंने प्रोटीन संरचनाओं के लिए एक शानदार सैद्धांतिक ढांचा, रामचंद्रन प्लॉट बनाया, जो आज दुनिया भर में उपयोग किया जाता है।

कोलेजन, त्वचा और संयोजी ऊतकों में पाया जाने वाला मुख्य संरचनात्मक प्रोटीन, स्तनधारियों में सबसे प्रचुर मात्रा में (25-35%) प्रोटीन है। स्तनपायी के शरीर के आकार के साथ स्थानीय रूप से संरेखित लंबे अंतःनिर्मित कोलेजन फाइबर, त्वचा का संरचनात्मक आधार बनाते हैं। उदाहरण के लिए, घायल होने पर, खाल के अद्वितीय जैव-यांत्रिक गुण घाव को बंद करने और उपचार में तेजी लाने में मदद करते हैं। स्तनधारी त्वचा के अद्वितीय गुणों का लाभ उठाने के लिए सर्जन, विशेष रूप से प्लास्टिक सर्जनों को प्रशिक्षित किया जाता है। लगभग 2,500 साल पहले, चरक्का और सुश्रुत दोनों ने त्वचा की संरचना को विभिन्न परतों के कार्यात्मक गुणों में उल्लेखनीय अंतर्दृष्टि के साथ एक बहु-स्तरित समग्र के रूप में वर्णित किया। वैकल्पिक कॉस्मेटिक सर्जरी के रोगियों की तुलना में, गंभीर रूप से जलने वाले पीड़ितों ने प्रयोगशाला में मानव त्वचा को विकसित करने के प्रयासों को प्रेरित किया है।

क्या ड्र्यूड्स सिनबियो भेड़ का सपना देखते हैं?
पुनर्योजी चिकित्सा के अग्रणी ऊतकों और यहां तक ​​कि अंगों की मरम्मत और उन्हें बदलने के लिए विभिन्न तरीकों और तकनीकों का विकास कर रहे हैं। फिर भी, जैविक ऊतक की 3डी प्रिंटिंग जैसी प्रौद्योगिकियां अभी भी मुख्यधारा से दूर हैं। ऐसी क्रांतिकारी प्रौद्योगिकियों को वहनीय और टिकाऊ बनाना एक चुनौती है, जिसके लिए अंतःविषय दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है।

प्रोफेसर गैबर फोर्गेक्स क्लासिक बौद्धिक प्रवासी हैं। हंगरी में एक सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी के रूप में प्रशिक्षित, वह एक जैविक भौतिक विज्ञानी के रूप में विकसित हुआ और बाद में एक सिंथेटिक जीव विज्ञान उद्यमी बन गया। मिसौरी विश्वविद्यालय में जैविक भौतिकी समूह के हिस्से के रूप में, उन्होंने 2007 में अपने बेटे, एंड्रास फोर्गेक्स के साथ ऑर्गनोवो की स्थापना की। ऑर्गनोवो का लक्ष्य जैविक ऊतक और अंगों को 3डी प्रिंट करना है। चार साल बाद, Forgacs पिता और पुत्र टीम ने सिंथेटिक जीव विज्ञान तकनीकों का उपयोग करके चमड़ा उगाने के लिए एक और कंपनी, मॉडर्न मीडोज की स्थापना की।

कहाँ चमड़ा?
मोटे तौर पर मांस के लिए हीम या दूध के लिए कैसिइन बनाने जैसी सिंथेटिक जीव विज्ञान विधियों का पालन करते हुए, उद्यमी अब कोलेजन प्रोटीन बना रहे हैं। एक बार फिर, एक परिचित पाँच-चरणीय प्रक्रिया का पालन किया जाता है। सबसे पहले, Forgacs टीम के वैज्ञानिकों ने दर्जनों स्तनधारियों के जीनोम को अनुक्रमित या “पढ़ा”। फिर, कोलेजन के उत्पादन के लिए विशिष्ट आनुवंशिक कोड की पहचान की जाती है। फिर, कोलेजन उत्पादन के लिए आनुवंशिक निर्देश औद्योगिक रूप से उपयोग किए जाने वाले रोगाणुओं में डाले जाते हैं। चरण चार एक सटीक किण्वन प्रक्रिया है, बियर बनाने के विपरीत नहीं। कोलेजन-उत्पादक कोड वाले रोगाणुओं को स्केलेबल मात्रा में कोलेजन का उत्पादन करने के लिए नियंत्रित परिस्थितियों में उगाया जाता है। पांचवें चरण का परिणाम सिनबियो लेदर में होता है।

Synbio चमड़ा उत्पादन तकनीक काफी आकर्षक साबित हुई है। वास्तव में, कुछ कंपनियां संभावित औद्योगिक-मॉडल जीवों के रूप में फिलामेंटस कवक जैसे अधिक जटिल जीवों के साथ सफलतापूर्वक प्रयोग कर रही हैं। एक अच्छी तरह से वित्त पोषित स्टार्टअप, बोल्ट थ्रेड्स, ने साहसपूर्वक स्पाइडर सिल्क को मुनाफे में बदलने के लिए तैयार किया, लेकिन फिर आर्थिक रूप से स्केलिंग की समस्याओं को सुलझाने के लिए संघर्ष किया। उन्होंने इंजीनियर रोगाणुओं का उपयोग करके स्पाइडर रेशम प्रोटीन का उत्पादन किया, और फिर इसे कम मात्रा में संबंधों और अन्य फैशन सहायक उपकरण में भी घुमाया। हालांकि, बेहतर इंजीनियरिंग गुणों और आकर्षक अर्थशास्त्र के साथ रेशम फाइबर को किण्वित और स्पिन करने में सक्षम होने का प्रारंभिक वादा मायावी साबित हुआ। इस अवसर पर खमीर नहीं उठा, लेकिन मशरूम के लिए जगह थी। उन्होंने अपनी किस्मत को सिनबियो लेदर से जोड़ दिया।

स्टार्ट-अप के वैज्ञानिकों ने माइलो के रूप में ब्रांडेड मायसेलियल लेदर का उत्पादन करने के लिए फिलामेंटस कवक की खोज शुरू की। अगले साल की शुरुआत में, योग परिधान ब्रांड लुलुलेमोन मशरूम से बने चमड़े से बने योग मैट और बैग लॉन्च करने की संभावना है। स्टेला मेकार्टनी ने माइसेलियल लेदर से बने गारमेंट्स भी लॉन्च किए। और अन्य प्रमुख ब्रांड, जैसे एडिडास, अपने जूतों में जानवरों के चमड़े को सिंथेटिक जीव विज्ञान के माध्यम से बनाए गए चमड़े से बदल रहे हैं। हमारे बड़े चमड़ा उद्योग के साथ, हम आने वाले व्यवधान को समझना चाहेंगे।

रामादुरई पूर्व उपाध्यक्ष हैं, टीसीएस, श्रीनिवासन प्रमुख हैं, टीसीएस इग्नाइट, और शिवरामकृष्ण शोधकर्ता हैं, टीसीएस