ജിനോം കത്രികയും ലോകക്കാഴ്ചയും

ഇക്കൊല്ലത്തെ കെമിസ്ട്രി നൊ​േബൽ സമ്മാനത്തി​െൻറ ചരിത്രം തുടങ്ങുന്നത് ഒരു അപസർപ്പക കഥ പോലെയാണ്. കുട്ടിക്കാലത്ത് ജെന്നിഫർ ഡൂഡ്നയുടെ കുടുംബം ഹവായ് ദ്വീപിൽ വസിച്ചിരുന്നു. സാഹിത്യത്തിലും പ്രകൃതിയിലും പ്രത്യേകതാൽപര്യമുണ്ടായിരുന്ന അവർ ശാസ്ത്രവായനയിലും പ്രത്യേകതാൽപര്യമെടുത്തു.

സ്‌കൂൾവിദ്യാർഥിയായ ജെന്നിഫറിനെ ജയിംസ് വാട്​സൺ രചിച്ച 'ദ ഡബിൾ ഹീലിക്‌സ്' എന്ന പുസ്തകമാണ് ശാസ്ത്രവഴിയിലേക്ക് നടത്തിയത്. ഡി.എൻ.എയുടെ ഘടന കണ്ടെത്താനുള്ള ശ്രമവും അതിലേക്കു നയിച്ച അന്വേഷണങ്ങളും പുസ്തകം പറഞ്ഞുവെക്കുന്നു.1962ലെ നൊബേൽസമ്മാനം നേടിയ ഗവേഷണം അനേകം ചെറുപ്പക്കാരെ സ്വാധീനിച്ചു; അതിൽ ഒരാളായിരുന്നു ജെന്നിഫർ ഡൂഡ്ന. പിൽക്കാലത്ത് അവർ കെമിസ്ട്രിയിലും ബയോകെമിസ്ട്രി, ​െജനറ്റിക്‌സ് എന്നിവയിലേക്കും ഗവേഷണവഴികൾ കണ്ടെത്തി.

ഏതാണ്ട്​ അതേ കാലത്തുതന്നെ പാരിസിൽ ശാസ്ത്രകുതുകികളായ മറ്റൊരു കുടുംബ കഥ ഓർക്കാം. പാർക്കുകളിൽ കാണുന്ന ഇലകളും ചെടികളുമാണ് ഇമ്മാനുവേൽ ഷാപന്തിയേ എന്ന കുട്ടിയെ ശാസ്ത്രത്തിലേക്ക് അടുപ്പിച്ചത്. പിതാവ് അവയുടെ ലാറ്റിൻ ശാസ്ത്രനാമങ്ങൾ പറഞ്ഞുതന്നിരുന്നത് ഇമ്മാനുവേൽ ഓർത്തെടുക്കാറുണ്ട്. 'നീയൊരിക്കൽ പാസ്​റ്റർ ഇൻസ്​റ്റിറ്റ്യൂട്ടിൽ ജോലിചെയ്യും' എന്ന് അമ്മ പറയുമ്പോൾ ഇമ്മാനുവേൽ 12 വയസ്സുള്ള കുട്ടിയായിരുന്നു. ശാസ്ത്രത്തിലും ഗണിതത്തിലും താൽപര്യമെടുത്ത അവർ ക്രമേണ മനുഷ്യ ജൈവശാസ്ത്രത്തിലേക്ക് കടക്കുകയായിരുന്നു. കുട്ടിക്കാലത്തെ ജിജ്ഞാസയും ഔത്സുക്യവും എങ്ങനെയാണ് ചെറുപ്പക്കാരുടെ ധിഷണാപരമായ വളർച്ചയെ സ്വാധീനിക്കുന്നതെന്ന് ഇവരുടെ ആദ്യകാലാനുഭവങ്ങൾ പറഞ്ഞുതരും.

ഇക്കൊല്ലത്തെ കെമിസ്ട്രി നൊ​േബൽ സമ്മാനത്തി​െൻറ പൂർവകഥ 1953 ൽ തുടങ്ങുന്നു. ഡി.എൻ.എ തന്മാത്രയുടെ ഘടന കണ്ടെത്തിയത് 'നേച്ചർ' മാഗസിൻ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചത് അപ്പോഴാണ്. ഈ കണ്ടുപിടിത്തം അവർക്ക് 1962 ലെ വൈദ്യശാസ്ത്ര നൊ​േബൽ നേടിക്കൊടുത്തു. രണ്ടാമത്തെ പ്രധാന കണ്ടെത്തൽ ഹർഗോവിന്ദ് ഖുറാന, മാർഷൽ നിറൻബെർഗ്‌ എന്നിവരുടേതാണ്. ന്യൂക്ലിക് ആസിഡിൽ ന്യൂക്ലിയോടൈഡ് തന്മാത്രകളുടെ അനുവർത്തനം മനസ്സിലാക്കിയതോടെ തന്മാത്ര ഘടനയും കോശങ്ങൾ ​പ്രോട്ടീൻ ഉൽപാദിപ്പിക്കുന്ന രഹസ്യങ്ങളും കണ്ടെത്തി. ന്യൂക്ലിയോടൈഡ് കോശങ്ങളിലേക്ക് അമിനോ ആസിഡ് ഉൽപാദനത്തിനയക്കുന്ന ചിഹ്നസന്ദേശം അവർ കണ്ടെത്തുകയും പ്രവർത്തനക്ഷമതക്ക് വേണ്ടതായ സ്വിച്ച് മെക്കാനിസം മനസ്സിലാക്കുകയും ചെയ്തു. ഇതിന് അവർക്ക്​ 1968 ലെ വൈദ്യശാസ്ത്ര നൊ​േബൽ ലഭിച്ചു.

ഖുറാന അടുത്ത ദശകത്തിൽ സുപ്രധാനമായ മറ്റൊരു കണ്ടെത്തൽ നടത്തി. ഒലിഗോ ന്യൂക്ലിയോ ടൈഡ് എന്ന ലഘു ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് കൃത്രിമമായി ഉൽപാദിപ്പിച്ചു. അതായത്, ലോകത്താദ്യമായി ഒരു ജീൻ പരീക്ഷണശാലയിൽ സൃഷ്​ടിക്കപ്പെട്ടു. ഇത്, ഇന്ന് നാമറിയുന്ന ജനറ്റിക് എൻജിനീയറിങ്​, ജീനോമിക്സ്, ജീൻ എഡിറ്റിങ്​ എന്നിവയുടെ ആദ്യപാദ മുന്നേറ്റമായിരുന്നു. ഇതെല്ലാം നടക്കുമ്പോൾ കുട്ടികളായിരുന്ന ഡൂഡ്നയും ഷാപന്തിയേയും ഈ വഴിയിലെത്തുന്നതിൽ അത്ഭുതമില്ല.

ഷാപന്തിയേയുടെ ഗവേഷണ താൽപര്യം മനുഷ്യരിൽ രോഗമുണ്ടാക്കുന്ന സ്ട്രെപ്റ്റോ കോക്കസ് ബാക്​ടീരിയയിൽ ആരംഭിച്ചു. എങ്ങനെയാണ് ബാക്ടീരിയകൾ ജീനുകളെ നിയന്ത്രിക്കുന്നത്, എങ്ങനെയാണ് ബാക്​ടീരിയ അവയെ നശിപ്പിക്കാനെത്തുന്ന മരുന്നുകളെ ചെറുക്കുന്നത് എന്നീ ചോദ്യങ്ങൾ പിൽക്കാലത്ത് ജീനോം കത്രിക കണ്ടെത്താൻ സഹായിച്ചു. ഇതേകാലത്ത് ഡൂഡ്ന, കോശങ്ങളിലെ ആർ.എൻ.എയിൽ ഗവേഷണം ചെയ്യുകയും ലഘു ആർ.എൻ.എ തന്മാത്രകൾക്ക് കോശങ്ങളിൽ ജീൻ പ്രവർത്തനത്തെ നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയുമെന്നും കണ്ടെത്തി. പരസ്പരപൂരകങ്ങളായ രണ്ടു ഗവേഷണങ്ങൾ ഒന്നിച്ചുപോകേണ്ടതി​െൻറ ആവശ്യം അവർ രണ്ടാളും കണ്ടെത്തുന്നത് ഇക്കാലത്താണ്-2006ൽ. അവരുടെ യോജിച്ചുള്ള പ്രവർത്തനങ്ങൾ ആരംഭിച്ചു.

ലോകമെമ്പാടും ഇതിനകം ജീനോം പോലുള്ള ബൃഹദ്​ തന്മാത്രകളിൽ ലഘു ആവർത്തനാംശങ്ങൾ കണ്ടെത്തുകയും ജിനോം എഡിറ്റിങ്ങിൽ അതി​െൻറ സാധ്യതകൾ വളരെ ആവേശത്തോടെ ചർച്ചചെയ്യപ്പെടുകയും ചെയ്തിരുന്ന കാലമായിരുന്നു. ക്രിസ്‌പർ (CRISPR) എന്ന ഈ പുതിയ ടെക്‌നോളജിയുടെ സാധ്യത അമ്പരപ്പിക്കുന്നതാവും എന്ന തോന്നൽ എല്ലാ ഗവേഷകരെയും സമ്മർദത്തിലാക്കി എന്ന് പറയേണ്ടതില്ല.

ക്രിസ്‌പർ പ്രവർത്തിക്കുന്നത് കാസ്-9 എന്ന പേരിലറിയപ്പെടുന്ന എൻസൈം മുഖാന്തിരമാണ്. സാധാരണഗതിയിൽ നാലു ഘടകങ്ങളുള്ള സങ്കീർണമായ ബൃഹദ്​​ തന്മാത്രയാണിത്​. ഷാപന്തിയേയും ഡൂഡ്നയും ഇത് ലഘൂകരിച്ച്​ രണ്ടു ഘടകങ്ങളിലേക്ക് ചുരുക്കി. ഇപ്പോൾ ക്രിസ്‌പർ-കാസ് 9 സംയോഗം ജിനോം മുറിക്കാൻ കഴിവുള്ള മൂർച്ചയേറിയ കത്രികയായി രൂപാന്തരപ്പെട്ടു. മാത്രമല്ല, ഏതുഭാഗത്ത് കത്രിക പ്രവർത്തിക്കണമെന്നും ജീനോമി​െൻറ ഏതെല്ലാം ഘടകങ്ങൾ മുറിച്ചുമാറ്റണമെന്നും തീരുമാനിക്കാനായി. ഇതിനർഥം ഒരു ജീവജാലത്തി​െൻറ, അല്ലെങ്കിൽ കോശത്തി​െൻറ ജീനോമിൽ മനുഷ്യർക്ക് ഇടപെടാൻ സാങ്കേതികവിദ്യ അനുവദിക്കുന്നു എന്നർഥം. അത്യന്തം വിപ്ലവകരമായ ഈ ഗവേഷണത്തിനാണ് ഇക്കൊല്ലത്തെ കെമിസ്ട്രി നൊബേൽ സമ്മാനം നൽകപ്പെട്ടത്. ഇതിലേക്ക് നയിച്ച മുൻഗവേഷകരിൽ പലർക്കും വൈദ്യശാസ്ത്രത്തിന് സമ്മാനം കിട്ടിയെങ്കിലും ഇക്കുറി ഇത് കെമിസ്ട്രിയുടെ ഭാഗമായാണ് നൊ​േബൽ കമ്മിറ്റി കണ്ടത്.

ജൈവശാസ്ത്രത്തിൽ വ്യാപകമായ സാധ്യതകളാണ് ക്രിസ്‌പർ ടെക്‌നോളജി ഒരുക്കുന്നത്. പല രോഗങ്ങൾക്കും സുഗമമായ ടെസ്​റ്റുകൾ നിർമിക്കാൻ സാധിക്കും. ഉടനടി പരിശോധനാഫലം തരുന്ന പേപ്പർ ടെസ്​റ്റുകൾ അനേകം രോഗങ്ങൾക്ക് ലഭ്യമാകും. ഇതുവരെ ലഭിക്കുന്ന റിപ്പോർട്ടുകൾ ആശാവഹമാണ്. നമ്മുടെതന്നെ ടി- സെല്ലുകളെ ഉപയോഗിച്ച് കാൻസർ കോശങ്ങളെ നിയന്ത്രിക്കാനാകും എന്ന് കരുതപ്പെടുന്നു. ജീൻ എഡിറ്റിങ്​ വഴി ആറായിരത്തോളം ജനിതകരോഗങ്ങൾ നിയന്ത്രിക്കാൻ സാധ്യതയുണ്ടെന്ന് ഇപ്പോൾ കരുതുന്നു.

അരിവാൾ രോഗം, ഡൗൺസ് സിൻഡ്രോം, ചിലതരം അന്ധത എന്നിവയിൽ പഠനങ്ങൾ നടക്കുന്നു. ചില വൈറസ് രോഗങ്ങളിൽ ആശാവഹമായ പുരോഗതി ഗവേഷണതലത്തിൽ കണ്ടുതുടങ്ങി. എച്ച്​.ഐ.വി രോഗം ഇതിനൊരു ഉദാഹരണമാണ്. മറ്റു ചില അപകടകരമായ വൈറസ് രോഗങ്ങളെ മെരുക്കാൻ ക്രിസ്‌പർ ആയുധം ഉപയോഗപ്പെടാൻ സാധ്യതയുണ്ട്. ഭ്രൂണചികിത്സയാണ് മറ്റൊരു മേഖല. തകരാറുള്ള ഭ്രൂണങ്ങളിൽ ഇടപെട്ട് മെച്ചപ്പെട്ട ഡിസൈനർ ശിശുക്കൾ ഉണ്ടാകുമെന്ന് ഇപ്പോൾ കരുതുന്നു.

ഏറ്റവും അതിശയിപ്പിക്കുന്ന മുന്നേറ്റം സസ്യമൃഗാദികളുടെ വംശ സംരക്ഷണത്തിലാണ്. ചെറിയ ജിനോംമാറ്റങ്ങൾ വഴി വംശനാശത്തെ ചെറുക്കാൻ കഴിഞ്ഞേക്കും; വംശനാശം സംഭവിച്ചവയുടെ ജീനുകൾ ഉപയോഗിച്ച് പുതിയ ഹൈബ്രിഡുകൾ സൃഷ്​ടിക്കുന്നതും സാധ്യമാണെന്ന് പരീക്ഷണശാല അനുഭവങ്ങൾ പറയുന്നു. ക്രിസ്‌പർ ഭക്ഷ്യോൽപാദനം ത്വരിതപ്പെടുത്താനും വർധിപ്പിക്കാനും സഹായകരമാകും; പലപ്പോഴും ഭക്ഷ്യവസ്തുക്കൾ കേടില്ലാതിരിക്കാനും ഗുണമേന്മ ഉറപ്പുവരുത്താനും ക്രിസ്‌പർ ഉതകുമെന്നും കരുതുന്നു.

ചുരുക്കത്തിൽ പുതിയ ലോകത്തിലേക്കും പുതിയ ജീവിതസംഹിതയിലേക്കും ഉള്ള ജാലകക്കാഴ്ചയാണ് ഇക്കൊല്ലത്തെ കെമിസ്ട്രി നൊ​േബൽ സമ്മാനമൊരുക്കുന്നത്. ശാസ്ത്രം ഭാവിയെ അപനിർമിക്കുന്നു എന്ന് നിസ്സംശയം പറയാം.