जेनेटिक सिझर्स: दोन महिलांना रसायनशास्त्राचे नोबेल

मानवजातीला अनेक मार्गांनी उपयुक्त सिद्ध झालेल्या क्रांतीकारी जनुकीय तंत्रज्ञानाचा विकास करणाऱ्या शास्त्रज्ञद्वयाला २०२० सालासाठी रसायनशास्त्राचे नोबेल पारितोषिक जाहीर झाले आहे. इमॅन्युएल शार्पेंटीयर आणि जेनिफर डाउड्ना या दोघींची निवड या पारितोषिकासाठी झाल्याचे रॉयल स्वीडिश अकॅडमी ऑफ सायन्सेसने बुधवारी जाहीर केले. नोबेल पारितोषिक दोन स्त्रियांना विभागून देण्याची ही नोबेल पारितोषिकाच्या इतिहासातील पहिलीच वेळ असल्याने त्या अर्थानेही हे पारितोषिक ऐतिहासिक आहे. पारितोषिक दोन्ही शास्त्रज्ञांमध्ये समान विभागण्यात आले आहे.

सजीवांच्या डीएनएमध्ये बदल करणारे तंत्रज्ञान विकसित करण्यामध्ये इमॅन्युएल शार्पेंटीयर आणि जेनिफर डाउड्ना यांनी मोठे योगदान दिले आहे. यापैकी शार्पेंटीयर या जर्मनीतील बर्लिन येथील मॅक्स प्लांक युनिट फॉर द सायन्स ऑफ पॅथोजेन्समध्ये काम करत आहेत, तर डाउड्ना अमेरिकेतील कॅलिफोर्निया विद्यापीठात कार्यरत आहेत.

जेनेटिक सिझर्स

जनुकीय तंत्रज्ञानातील अत्यंत प्रभावी उपकरणांपैकी एक समजल्या जाणाऱ्या CRISPR/Cas9 अर्थात जेनेटिक सिझर्सचा शोध या दोघींनी लावला आहे. जेनेटिक सिझर्सच्या साहाय्याने प्राणी, वनस्पती व सुक्ष्मजीव यांच्या डीएनएमध्ये संशोधक अत्यंत नेमक्या स्वरूपाचे बदल करू शकतात. या तंत्रज्ञानामुळे जैवविज्ञानांच्या विश्वात मोठी क्रांती घडून आली आहे. कॅन्सरवरील नवीन उपचारांमध्ये या तंत्रज्ञानाचा बराच उपयोग होत आहे. त्याचप्रमाणे अत्यंत दुर्धर समजले जाणारे आनुवंशिक आजारही बरे करण्याचे स्वप्न प्रत्यक्षात आणण्यामध्ये हे तंत्रज्ञान मोठी भूमिका बजावू शकते.

सजीवाचे अंतर्गत कार्य जाणून घेण्यासाठी संशोधकांना पेशींमधील जनुकांमध्ये फेरफार करण्याची गरज भासते. हे काम अत्यंत वेळ घेणारे, कठीण आणि जवळपास अशक्य समजले जात होते. मात्र, शार्पेंटीयर आणि डाउड्ना यांनी शोधलेल्या CRISPR/Cas9 जेनेटिक सीझर्समुळे सजीवाच्या डीएनएतील कोडिंग काही आठवड्यांच्या काळात बदलणे शक्य झाले आहे.

“या जनुकीय उपकरणामध्ये प्रचंड शक्ती आहे आणि याचा परिणाम आपल्या सर्वांच्या आयुष्यावर होत आहे. या तंत्रज्ञानामुळे केवळ मूलभूत विज्ञानातच क्रांती घडून आलेली नाही, तर काही नवोन्मेषकारी पिकांचा जन्म झाला आहे आणि भविष्यात यातूनच सर्व चाकोऱ्या मोडून टाकणाऱ्या वैद्यकीय उपचारांचा जन्मही होणार आहे,” अशा शब्दांत नोबेल कमिटी ऑफ केमिस्ट्रीचे चेअर क्लाएस गुस्ताफ्सन यांनी पारितोषिकविजेत्या शास्त्रज्ञद्वयाच्या संशोधनाचे महत्त्व विषद केले.

क्रांतीकारी तंत्रज्ञानाचा शोध

विज्ञानात नेहमी येणाऱ्या अनुभवाप्रमाणे अशा जेनेटिक सिझर्सचा शोध लागणे अनपेक्षितच होते. मानवजातीला सर्वाधिक त्रास देणाऱ्या स्ट्रेप्टोकॉकस योजीन्स या जीवाणूचा अभ्यास इमॅन्युएल शार्पेंटीयर करत होत्या. त्यात त्यांना पूर्वी अज्ञान असलेल्या tracrRNA या रेणूचा शोध लागला. tracrRNA  हा जीवाणूच्या CRISPR/Cas या प्राचीन इम्युन सिस्टमचा भाग असून, ही प्रणाली विषाणूंच्या डीएनएमध्ये फूट पाडून त्यांना नामोहरम करते, असे संशोधन शार्पेंटियर यांनी मांडले. हे संशोधन त्यांनी २०११ मध्ये प्रसिद्ध केले. त्याच वर्षी त्यांनी आरएनएचे अफाट ज्ञान असलेल्या अनुभवी बायोकेमिस्ट जेनिफर डाउड्ना यांच्यासोबत काम सुरू केले. या दोघींनी मिळून जीवाणूच्या जेनेटिक सीझर्सचे परीक्षानळीत यशस्वीरित्या पुनरुज्जीवन केले. त्यानंतर त्यांनी या सीझर्समधील रेणूंची रचना काहीशी सुलभ केले, जेणेकरून, हे उपकरण वापरासाठी अधिक सोपे व्हावे. त्यानंतर सर्वांत महत्त्वाचा प्रयोग करत त्यांनी जेनेटिक सिझर्सचे रिप्रोग्रामिंगही केले. या सिझर्स त्यांच्या नैसर्गिक स्वरूपात असताना, विषाणूंमधील डीएनए ओळखतात पण त्यांच्यावर नियंत्रण मिळू शकते हे शार्पेंटियर आणि डाउड्ना यांनी सिद्ध केले. याचा अर्थ या उपकरणाच्या सहाय्याने डीएनएचा कोणताही रेणू पूर्वनिश्चित बिंदूला कापता येऊ शकतो. डीएनए कापता येऊ शकतो, तेथून डीएनए अर्थात सजीवाच्या जीवनाचा कोड सहज बदलणे शक्य होते.

अनेकविध संशोधनांमध्ये उपयुक्त

शार्पेंटीयर आणि डाउड्ना यांनी २०१२ मध्ये CRISPR/Cas9 जेनेटिक सीझर्सचा शोध लावल्यापासून त्यांचा वापर खूप मोठ्या प्रमाणात होत आहे. मूलभूत संशोधनातील अनेक महत्त्वाच्या संशोधनांमध्ये तर या उपकरणाने निर्णायक भूमिका बजावली आहेच. शिवाय बुरशी लागणे, कीटकांचा हल्ला किंवा दुष्काळासारख्या प्रतिकूल परिस्थितीत टिकून राहणाऱ्या पिकांचा विकास संशोधकांना हे उपकरण वापरून शक्य झाला आहे. वैद्यकशास्त्रात कॅन्सरवरील नवीन उपचारांच्या क्लिनिकल चाचण्या सुरू आहेत. आनुवंशिक आजार बरे करण्याचे स्वप्नही या उपकरणाच्या वापराने प्रत्यक्षात येईल, अशी शक्यता आहे.

या जेनेटिक सिझर्समुळे जीवन विज्ञानांनी एका नवीन युगात प्रवेश केला आहे आणि मानवजातीला यामुळे अनेक मार्गांनी लाभ होत आहेत.

पारितोषिकविजेत्या शास्त्रज्ञांचा परिचय

१९६८ साली फ्रान्समध्ये जन्मलेल्या इमॅन्युएल शार्पेंटीयर यांनी १९९५ मध्ये पॅरिस येथील इन्स्तित्यु पास्त्युमधून पीएचडी संपादन केली.  जर्मनीतील बर्लिन येथील मॅक्स प्लांक युनिट फॉर द सायन्स ऑफ पॅथोजीन्सच्या त्या संचालक आहेत.

१९६४ मध्ये अमेरिकेतील वॉशिंग्टन येथे जन्मलेल्या जेनिफर ए. डाउड्ना यांनी बोस्टन येथील हार्वर्ड मेडिकल स्कूलमधून पीएचडी संपादन केली. त्यांनी अमेरिकेतील कॅलिफोर्निया युनिव्हर्सिटीत प्राध्यापक म्हणून तर हॉवर्ड ह्युजेस मेडिकल इन्स्टिट्यूटमध्ये संशोधक म्हणून काम केले आहे.

नोबेल पारितोषिक प्रथमच दोन स्त्री शास्त्रज्ञांमध्ये विभागले गेले आहे याबद्दल शार्पेंटीयर यांनी खूपच आनंद व्यक्त केला. “स्त्रिया विज्ञानाच्या क्षेत्रात बदल घडवून आणणारे संशोधन करू शकतात यावर यामुळे पुन्हा एकदा शिक्कामोर्तब झाले आहे. यामुळे विज्ञानाची कास धरून पुढे चालू इच्छिणाऱ्या तरुण मुलींना निश्चितपणे प्रेरणा मिळेल,” अशा शब्दांत शार्पेंटीयर यांनी हा आनंद व्यक्त केला. मात्र, केवळ स्त्रियांमध्येच नव्हे तर एकंदर सर्वांमध्येच हल्ली विज्ञानाच्या मार्गावर चालण्याची इच्छा कमी होत चालली आहे, याबद्दल त्यांनी चिंता व्यक्त केली.

छायाचित्रात डावीकडून इमॅन्युएल शार्पेंटीयर आणि जेनिफर डाउड्ना

मूळ बातमी