आपल्या शहरातील ताज्या बातम्या आणि ई-पेपर मिळवा मोफत

डाउनलोड करा

जैविक गुपितांचा उत्क्रांतिकारी रहस्यभेद ( डॉ.आनंद जोशी)

5 वर्षांपूर्वी
  • कॉपी लिंक
कर्करोग, टाइप-टू मधुमेह, पार्किन्सन्स हे आजार पेशींमधल्या स्वभक्षण प्रक्रियेत विकृती निर्माण झाल्यामुळे घडतात, पण ही स्वभक्षणाची अर्थात ‘ऑटोफेजी’ची प्रक्रिया कशी घडते, यावर तब्बल तीन दशके संशोधन करणाऱ्या डॉ. योशिमोरी ओसुमी यांना यंदाचा नोबेल पुरस्कार जाहीर झाला. त्या निमित्त...
ऑ क्टोबर हा नेमेचि येणारा नोबेलचा महिना. या वर्षीचं वैद्यक नोबेल ७१ वर्षांच्या डॉ. योशिमोरि ओसुमी या जपानी वैज्ञानिकाला तीन दशकापूर्वी केलेल्या संशोधनासाठी मिळालं. गेल्या तीन दशकांत या संशोधनाचे फायदे जैवविज्ञानाच्या नाना उपशाखांना झाले. या संशोधनाचं महत्त्व सर्वार्थाने सिद्ध झालं. जणू काही नोबेल कमिटीनं डॉ.ओसुमी यांचं संशोधन तावूनसुलाखून घेतलं. १९०१मध्ये वैद्यक नोबेल पुरस्कार सुरू झाले. आजपर्यंत २११ विजेते झाले आहेत. त्यातील ३९ जणांना पारितोषिक विभागून दिलेलं नाही. डॉ. ओसुमी हे असे ३९वे विजेते. यांच्या पारितोषिकात कोणी भागीदार नाही, हे सूचक आहे. याचा अर्थ, डॉ. ओसुमी यांनी ज्या नवीन संकल्पना निर्मिल्या, त्या त्यांच्या एकट्याच्या होत्या. अर्थात, गेली तीस वर्षे सहकाऱ्यांसह हे संशोधन त्यांनी चालू ठेवले आहे. पेशी स्वभक्षण कशा व का करतात, या स्वभक्षण प्रक्रियेचे जनुक कोणते, हा त्यांच्या संशोधनाचा मूळ विषय. जेव्हा डॉ.ओसुमी यांनी या विषयावर संशोधन सुरू केलं, तेव्हा दरवर्षी यावर जेमतेम वीस शोधनिबंध प्रकाशित होत असत. आज दरवर्षी या विषयावर पाच हजार शोधनिबंध प्रकाशित होतात. याचं श्रेय डॉ.ओसुमींकडे जातं.
मूलभूत संशोधन
‘ऑटोफेजी’ म्हणजेच, पेशींचे स्वभक्षण हा पेशी विज्ञानातील मूलभूत विषय. जेव्हा यावर डॉ. ओसुमी यानी संशोधन सुरू केलं, तेव्हा या विषयाकडे इतर वैज्ञानिकांचं फारसं लक्ष नव्हतं. ही पेशींमधील एक आडप्रक्रिया आहे, असा सर्वांचा समज. मात्र डॉ. ओसुमी यांनी या संशोधनाचा पुढे काय उपयोग होईल, असा विचार केला नाही. ‘मूलभूत संशोधनाचा हा महत्त्वाचा पैलू आहे’ असं डॉ. ओसुमी तरुण संशोधकांना आवर्जून सांगत राहिले.
सजीव मग तो एकपेशीय असो, वा अनेकपेशीय. त्या सजीवाच्या पेशींना तग धरून राहण्यासाठी व पेशीचे आरोग्य अबाधित राखण्यासाठी, स्वभक्षण ही प्रक्रिया निसर्गाने निर्माण केली आहे. या पेशींच्या जीवनात अनेक घडामोडी घडत असतात. त्यामुळे पेशींमधील प्रथिने व ‘अंगक’(ऑरगॅनेल्स) यांची झीजतूट होते. म्हणजे, पेशींमधील काही भाग झिजतात, असं सुलभतेने म्हणता येईल. हे भाग एका बाजूला करून पेशी, ते भाग (रिसायकल) पुनश्चक्रण करते, मग हेच भाग पेशीला पुन्हा वापरता येतात. जुन्या भागांचे पुनश्चक्रण करणे, हाही स्वभक्षणाचा भाग आहे.
कधी कधी पेशीला पोषण द्रव्ये मिळत नाहीत. पेशीवर उपासमारीची पाळी येते. टिकाव धरून राहण्यासाठी काय करावे, असा प्रश्न पेशीला पडतो. अशा वेळी पेशीत एक पिशवी तयार होते, या पिशवीत काही प्रथिने गोळा केली जातात. ती भक्षून पेशी जगण्यासाठी लागणारी ऊर्जा मिळवते. पण कुपोषण फार काळ टिकले, तर मात्र पेशी स्वभक्षणाने मृत्यू ओढवून घेते.
काही वेळेला पेशीत जीवाणू-विषाणू शिरतात. त्या वेळी पेशी अशीच पिशवी तयार करते. त्यात हे जीवाणू-विषाणू भरते आणि स्वभक्षणाने त्यांचा नायनाट करते. जोपर्यंत ही स्वभक्षण प्रक्रिया योग्य पद्धतीनं चालते, तोपर्यंत सर्व ठीक असते; पण जेव्हा या प्रक्रियेत त्रुटी निर्माण होतात, किंवा ही प्रक्रिया योग्य प्रकारे होत नाही, तेव्हा कर्करोग, टाईप टू मधुमेह, पार्किन्सन सारख्या मेंदूच्या ऱ्हासाच्या विकृती निर्माण होतात. प्रत्येक सजीव म्हातारा होत असतो, स्वभक्षण हा या वृद्धत्वप्रक्रियेचा भाग असतो. जर ही स्वभक्षण प्रक्रिया विलक्षण गतीने झाली, तर अकाली वृद्धत्व येते.
विज्ञान-साखळी
विज्ञान हा जागतिक साखळी प्रकल्प आहे. आजचे संशोधन पूर्वीच्या संशोधनाला साखळीने जोडलेले असते. या साखळीला देशोदेशीच्या सीमा नसतात. १९६३मध्ये ख्रिश्चन डि डुवे या बेल्जियन वैज्ञानिकाने पेशीमध्ये एक प्रक्रिया बघितली. त्याचा त्यांनी शोध घेतला तेव्हा त्यांच्या लक्षात आले, की या प्रक्रियेत पेशी स्वत:च स्वत:तील काही गोष्टी नष्ट करत आहेत. त्यांनी या प्रक्रियेला ग्रीक शब्द वापरून ‘ऑटोफेजी’ हे नाव दिलं. म्हणजे, याचा शोध डॉ. ख्रिश्चन डि डुवे यांनी १९६३मध्ये लावला. या शोधाबद्दल त्यांना १९७४चे वैद्यक नोबेल मिळाले. पण पुढे हा शोध दुर्लक्षित राहिला. १९९०च्या दशकात डॉ. ओसुमी यांनी ही तुटलेली साखळी परत पकडली. त्यांनी स्वभक्षण प्रक्रियेचा आणखी खोलात जाऊन शोध घेण्याचे ठरविले. डॉ. ओसुमी यांनी नव्या तंत्रज्ञानाचा वापर करून स्वभक्षण प्रक्रियेचे सूक्ष्म धागेदोरे उलगडले. या प्रक्रियेचे नियंत्रण करणाऱ्या जनुकांचा धांडोळा घेतला. त्यामुळे ही प्रक्रिया गुंतागुंतीची आहे, हे अनेक संशोधकांना कळलं. विज्ञान साखळी वाढत गेली. आज या शोधामुळे अनेक जैविक गुपिते उघडकीला आली आहेत.
क्रांती नव्हे उत्क्रांती
डॉ. ओसुमी यांनी हे संशोधन यीस्ट पेशींवर केलं; मग याचा मानवी पेशींशी काय संबंध, असं वाटणं साहजिक. यासाठी डार्विनच्या उत्क्रांतीकडे बघावं लागतं. एकपेशीय सजीवापासून बहुपेशीय सजीव क्रांतीने नव्हे, तर उत्क्रांतीने निर्माण झाले. निसर्ग एकदम नवीन असं काही तयार करत नाही. जुन्याच प्रक्रियेत सूक्ष्म बदल करत नवीन प्रक्रिया घडवतो. परिस्थिती, पर्यावरणाशी जुळवून घेत सजीवाने टिकाव धरून राहावे, यासाठी हे सगळे प्रयत्न असतात. म्हणून काही प्रक्रिया, काही जनुक हे एकपेशीय सजीवापासून बहुपेशीय प्राण्यांमध्ये समान व समांतर असतात. मानवी पेशीतील स्वभक्षण प्रक्रिया व एकपेशीय सजीवामधील प्रक्रिया जवळजवळ सारखी असते. म्हणून इतर सजीवांवरील संशोधन मानवालाही लागू पडते.
हत्ती आकाराने अवाढव्य तर उंदीर एकदम छोटा. हत्तीच्या ‘मूळपेशी’ ‘स्टेमसेल्स’ उंदराच्या मूळपेशींपेक्षा खूप मोठ्या असतील, अशी अपेक्षा असणं काही चुकीचं नाही. पण प्रत्यक्षात उंदीर व हत्ती यांच्या मूळपेशींचा आकार सारखाच असतो. तेवढ्याच आकाराच्या मूळपेशींपासून हत्तीही घडतो आणि उंदीरही!
आता दुसरं उदाहरण. हत्तीच्या रक्तवाहिन्या म्हणजे रोहिणी व नीला यांचा आकार मोठा, तर उंदराच्या रक्तवाहिन्या लहान. पण हत्तीच्या अवयवातील ‘कॅपिलरिज’ ‘केशवाहिन्या’ व उंदराच्या ‘केशवाहिन्या’ यांचा आकार एकसारखाच असतो. याला कारण, केशवाहिन्यांतून पेशींपर्यंत ऑक्सिजन पोहोचण्यासाठी तो आकार तेवढाच असावा लागतो, मग प्राणी मोठा असो वा लहान. निसर्गाने लाखो वर्षांच्या उत्क्रांतीने हे ठरविले आहे. उत्क्रांती ही अशी विलक्षण व्यवस्था आहे. निसर्ग जणू सांगत असतो, ‘क्रांती नको उत्क्रांती हवी’. लाखो वर्षे उत्क्रांती चालू आहे, पुढेही चालू राहण्याची शक्यता आहे. डॉ. ओसुमी सारख्या वैज्ञानिकांनी याचा संशोधनात उपयोग करून घेतला आहे.
व्यावहारिक उपयोग
डॉ. ओसुमी यांच्या संशोधनाचा उपयोग रोग निदानासाठी व उपचारासाठी होणार आहे. या संशोधनाने अशी साधने संशोधकांच्या हाती दिली आहेत. स्वभक्षण प्रक्रियेचे जनुक डॉ. ओसुमी यांच्यामुळे माहीत झाले आहेत. त्यातील उत्परिवर्तने शोधणे आता सुलभ होईल. औषधे वापरून तसेच जनुकीय अभियांत्रिकीने स्वभक्षणाची प्रक्रिया आपल्याला हवी तशी वळवण्याची सोय होणार आहे. मधुमेह, कर्करोग, मेंदूच्या विकृती याच्या निदानात व उपचारात या संशोधनाचा मोठा उपयोग होणार आहे. २० जानेवारी २०१२च्या ‘सायन्स’ या सुप्रसिद्ध विज्ञानपत्रिकेत पुढील माहिती आली आहे. नियमित शारीरिक व्यायामामुळे स्वभक्षण प्रक्रिया उद्दिपीत होते, त्यामुळे पेशींचे व त्यायोगे शरीराचे आरोग्य सुधारते, असे संशोधकांनी दाखवून दिले आहे. ‘जे सगळे बघतात तेच
डॉ. ओसुमीही बघतात, पण त्या बाबतीत सगळे जो विचार करतात त्यापेक्षा डॉ. ओसुमी निराळा विचार करतात.’ डॉ. ओसुमी यांनी त्यांच्या नोबेल पुरस्कार प्राप्त संशोधनातून हे दाखवून दिले आहे.
बातम्या आणखी आहेत...