रसायनशास्त्रातील नोबेल विजेत्या

विवेक मराठी    16-Oct-2020
Total Views |

@डॉ. मिलिंद पदकी

फ्रान्सच्या इमॅन्युएल शार्पेनतिए आणि अमेरिकेच्या जेनिफर दाउदना या दोन वैज्ञानिकांना या वर्षीचे रसायनशास्त्राचे नोबेल पारितोषिक जाहीर झाले आहे. जनुकांमध्ये अचूक बदल करू शकणाऱ्या 'क्रिस्पर' तंत्रज्ञानाचा शोध लावल्याबद्दल हे दिले गेले आहे. जीवशास्त्रातल्या शोधानंतर केवळ आठ वर्षांत तो असा मान्यता पावणे हे नवे आहे. तसेच एका स्त्री-द्वयाला विभागून असे हे पारितोषिक मिळण्याची ही पहिलीच वेळ आहे.

nobel_1  H x W:

प्रथम डीएनए आणि आरएनए या दोन महत्त्वाच्या शब्दांचे अर्थ पाहू या

डीएनए - पेशींच्या केंद्रकात बसणारा पेशीचा संचालक रेणू. सहा अब्ज न्यूक्लीइक ॅसिड्सची ही लांबलचक माळ, प्रथिनांच्या निर्मितीची मूळ माहिती साठवून असते. हा संचालक v , पेशीला हव्या त्या प्रथिनची निर्मिती करण्याच्या सूचना नेणारे 'संदेशवाहक' 'आरएनए' बनवून केंद्रकाबाहेर पेशीच्या सायटोप्लाझ्ममध्ये पाठवितो, जिथे रायबोसोम नावाचे लहानसे 'इंद्रिय' त्या 'वाचून' त्या प्रथिनाची निर्मिती करते.


आरएनए - प्रथिन-माळांची निर्मिती करण्यासाठी, त्यातील मण्यांचा क्रम काय असावा हे सांगणाऱ्या 'कोड'ची माळ. याची रासायनिक संरचना डीएनएच्या अगदी जवळची असते.


आता कोणत्याही जिवाची संरचना आणि त्यातून निर्माण होणारे त्याचे प्रकट स्वरूप आणि वर्तन हे या डीएनएमध्ये 'कोड' केलेले असते. डीएनएमध्ये एखादा दोष असल्यास त्यातून रोगाची निर्मिती होऊ शकते. तसेच डीएनएमध्ये एखादा नवा क्रम असलेली छोटी नवी डीएनए मालिका ('जीन') घुसविली, तर त्या मालेतील कोडनुसार त्या जिवाचे नवे गुणधर्म निर्माण करणे किंवा नवीन प्रथिनांचे उत्पादन करणे शक्य होते. या प्रकारची दुरुस्ती किंवा नवीन जीन गुंफणे हे या नव्या तंत्रज्ञानाने अधिक सोपे होणार आहे.

या तंत्रज्ञानाचे दोन टप्पे पाडता येतील -


. हव्या त्या अचूक जागी डीएनए कापणे -
. निसर्गात बॅक्टेरियांवर 'बॅक्टेरिओफाज' नावाच्या विषाणूचा सतत हल्ला चालू असतो आणि ते बॅक्टेरियांना नष्ट करत असतात. त्याविरुद्ध बॅक्टेरियांनी आपली रोगप्रतिकारसंस्था (इम्यून सिस्टिम) तयार केली आहे.

. या इम्यून सिस्टिममध्ये, विषाणूच्या डीएनएचा एक भाग बॅक्टेरिया आपल्या जनुक-संचात सामावून घेतो आणि त्यापासून आरएनए तयार करतो. मूळ विषाणू डीएनएबरोबर हे आरएनए 'कॉम्प्लिमेंटरी' (जुळणारे) असल्यामुळे आता ते बॅक्टेरियात घुसलेले इतर विषाणूचे डीएनए हुडकून काढून त्याला चिकटू शकते. त्यामुळे त्याला 'गाइड आरएनए' म्हणतात.

. असे चिकटताना हे गाईड आरएनए आपल्याबरोबर 'कॅस-' नावाचे एक एन्झाइमही घेऊन जाते, ज्यासाठी tracr RNA एक नावाचा आरएनएचा छोटा तुकडा वापरला जातो, जो कॅस- या एन्झाइमला बांधून घेतो .
. गाइड आरएनए कॅस एन्झाइमला ज्या जागी घेऊन जाते, त्या जागी कॅस डीएनए कापते.


. डीएनएचा हवा असलेला एखादा तुकडा शिवणे -
कॅस- हे एन्झाइम जेव्हा डीएनएला कापते, तेव्हा तिथे डीएनएचे दोन्ही धागे कापले जातात, ज्यांना 'डबल स्ट्रॅन्ड ब्रेक' असे नाव आहे. आता असे हे ब्रेक दुरुस्त करण्यासाठी पेशींची उत्तम रिपेअर सिस्टिम असते. पण हे कापलेले धागे नुसतेच शिवून टाकण्याऐवजी जर तुम्हाला हवा असलेला एखादा डीएनएचा तुकडाही ('जीन') तुम्ही त्या जागी उपस्थित ठेवलात, तर तोही त्या डीएनए धाग्यात शिवला जातो. मूळ डीएनएमध्ये हवा तो नवीन जीन घालायचे काम असे पूर्ण होते.


आता मानवाने कोणतेही असे गाइड आरएनए बनविले, तर ते कोणत्याही टार्गेट डीएनएच्या इच्छित भागाला असे डीएनए कापणारे 'कॅस-' किंवा तत्सम एन्झाइम अचूक पोहोचवू शकेल. हवे तसे आरएनए प्रयोगशाळेत आता सहज बनविले जाऊ शकते.


कॅन्सर, रक्तदोष, सिस्टिक फायब्रोसिस, एड्स, अंधत्व, हंटिंग्टन्स डिसीझ आणि मस्क्युलर डिस्ट्रॉफी या महत्त्वाच्या मानवी रोगांच्या उपचारासाठी क्रिस्पर तंत्रज्ञान वापरून संशोधन चालू आहे.

भारतासाठी, पिकांच्या नवीन जाती निर्माण करणे हे याचे सर्वात मोठे महत्त्व आहे.

वरील दोन नोबेल वैज्ञानिकांनी शेतकी क्षेत्रात क्रिस्परचा वापर करण्यासाठी 'कॅरिबू' नावाची कंपनी स्थापन केली आहे. मात्र या कंपनीच्या संशोधनाबाबत आणि उत्पादनांबाबत काही माहिती बाहेर आलेली नाही.

 
क्रिस्पर वापरून पिकांमध्ये घडवून आणण्याजोगे काही परिणाम -

गहू - अधिक 'फायबर', कमी ग्लूटेन, तणनाशकाने नष्ट होणे.
 
बटाटा - शीतगृहात साठविण्यास अधिक योग्य, ब्राउन होणे, कीड पडणे
 
सोयाबीन - पाण्याच्या दुर्भिक्षात टिकून राहणे, अधिक पीक.
 
टोमॅटो - फळांची संख्या आणि आकार वाढविणे.
 
इतरही कित्येक पिकांवर संशोधन चालू आहे.

पूर्वीच्या जेनेटिक तंत्रज्ञानांमध्ये  नवा जीन असा अचूक ठिकाणी घालण्याची सोय नव्हती आणि त्यातून भलतेच काहीतरी निर्माण होईल अशी (आता खोटी सिद्ध झालेली) भीती जगाला वाटत होती, आणि जनुकीय पिकांचा प्रचंड बागुलबोवा निर्माण केला गेला होता. पण या अधिक अचूक तंत्रज्ञानाकडे सरकारी समित्या अधिक सहानुभूतीने बघतील आणि अधिक सहजतेने मंजुरी देतील, अशी आशा करू या! वेगाने वाढणारी मानवसंख्या आणि विशेष वाढू शकणारी लागवडीयोग्य जमीन या पार्श्वभूमीवर हे महत्त्वाचे आहे.