ക്രോമസോം രഹസ്യം തുറക്കുന്ന സാധ്യതകള്‍


വൈദ്യശാസ്ത്രത്തിനുള്ള നൂറാമത്തെ നോബല്‍ സമ്മാനമാണ് ഇത്തവണത്തേത്. 'ടെലോമിയെറും ടെലോമിറേസ് രാസാഗ്നിയും ചേര്‍ന്ന് ക്രോമസോമുകളെ എങ്ങനെ സംരക്ഷിക്കുന്നു' എന്ന് കണ്ടുപിടിച്ച അമേരിക്കന്‍ ഗവേഷകരായ എലിസബത്ത് എച്ച്. ബ്ലാക്ക്‌ബേണ്‍, കരോള്‍ ഡബ്ല്യു. ഗ്രെയ്ഡര്‍, ജാക്ക് ഡബ്ല്യു. സോസ്തക് എന്നിവര്‍ ചേര്‍ന്ന് 2009-ലെ വൈദ്യശാസ്ത്രനോബല്‍ പങ്കിട്ടു. നൂറുവര്‍ഷത്തെ ചരിത്രത്തില്‍ ആദ്യമാണ് ഒന്നിലേറെ വനിതകള്‍ വൈദ്യശാസ്ത്രത്തിനുള്ള നോബല്‍ പുരസ്‌കാരം പങ്കിടുന്നത്.

ജീവന്റെ രൂപരേഖയാണ് ജിനോം. അത് നമ്മുടെ എല്ലാ കോശങ്ങളിലുമുണ്ട്. കോശമര്‍മത്തിലെ ക്രോമസോമുകളില്‍ അത് ചുരുട്ടിയടുക്കി വെച്ചിരിക്കുന്നു. കോശങ്ങള്‍ വിഭജിക്കുന്ന വേളയില്‍, ക്രോമസോം അക്ഷരാര്‍ഥത്തില്‍ രണ്ട് സമാന കോപ്പികളായി മാറണം. എങ്കിലേ സന്തതികോശങ്ങളില്‍ ജീവന്റെ രൂപരേഖയായ ജീനോം ഒരു മാറ്റവും കൂടാതെ എത്തൂ.

ഡി.എന്‍.എ. ഘടന കണ്ടെത്തുന്നത് 1953-ലാണ്. എന്നാല്‍, ജീവന്റെ തന്മാത്രയെപ്പറ്റി കാര്യമായി ഒന്നുമറിയാത്ത 1930-കളില്‍ തന്നെ ക്രോമസോമുകളുടെ അഗ്രഭാഗങ്ങള്‍ക്ക് (ടെലോമിയെറുകള്‍ -telomeres എന്ന് പേര്) ഒരു സംരക്ഷണ ചുമതലയുള്ളതായി ഹെര്‍മാന്‍ മുള്ളറും (നോബല്‍ സമ്മാനം, 1946), ബാര്‍ബറ മക്ക്ലിന്റോക്കും (നോബല്‍ സമ്മാനം, 1983) കണ്ടെത്തിയിരുന്നു. എന്നാല്‍ എങ്ങനെ ടെലോമിയെറുകള്‍ അത് സാധിക്കുന്നു എന്നകാര്യം ഉത്തരമില്ലാതെ തുടര്‍ന്നു.

ജീവശാസ്ത്രത്തിലെ ഒരു സുപ്രധാന സമസ്യയാണ് കോശവിഭജനത്തിന്റെ വേളയില്‍ ക്രോമസോമുകളെ എങ്ങനെ പൂര്‍ണമായി കോപ്പി ചെയ്യാന്‍ സാധിക്കുന്നു എന്നത്, ഒപ്പം ക്രോമസോമുകള്‍ നശിക്കാതിരിക്കുകയും വേണം. അതിനുള്ള സംവിധാനം ക്രോമസോമുകളുടെ അഗ്രഭാഗമായ ടെലോമിയെറുകളാണ് ഒരുക്കുന്നതെന്നും അതിന് അവയെ സഹായിക്കുന്നത് ടെലോമിറേസ് രാസാഗ്നിയാണെന്നും കണ്ടുപിടിക്കപ്പെടുന്നത് 1980-കളുടെ ആദ്യപകുതിയിലാണ്. ഇത്തവണത്തെ നോബല്‍ ജേതാക്കളാണ് ആ മുന്നേറ്റം നടത്തിയത്.

ജീവശാസ്ത്രത്തിലെ ഒരു സുപ്രധാന സമസ്യയ്ക്ക് ഉത്തരം ലഭിച്ചു എന്നു മാത്രമല്ല, അര്‍ബുദം വാര്‍ധക്യം തുടങ്ങിയ പ്രശ്‌നങ്ങളെ നേരിടാനുള്ള പുതിയ സാധ്യതകളും ആ കണ്ടുപിടിത്തം വഴി ഗവേഷകലോകത്തിന് തുറന്നുകിട്ടി.

ഡി.എന്‍.എ.ശ്രേണിയുടെ ഒരു ചെറുതുണ്ടിനെ ക്രോമസോമുകളുടെ അഗ്രങ്ങളില്‍ ആവര്‍ത്തിച്ച് കൂട്ടിവിളക്കി വെച്ചിരിക്കുന്ന ഘടനയാണ് ടെലോമിയെറുകള്‍ക്കുള്ളത്. എലിസബത്ത് ബ്ലാക്ക്‌ബേണും ജാക്ക് സോസ്തകും ചേര്‍ന്ന്, ടെലോമിയെറുകളുടെ സവിശേഷമായ ഡി.എന്‍.എ.ശ്രേണി കണ്ടെത്തി. കരോള്‍ ഗ്രെയ്ഡറും ബ്ലാക്ക്‌ബേണും ചേര്‍ന്ന്, ടെലോമിയര്‍ ഡി.എന്‍.എ.യ്ക്ക് കാരണമാകുന്ന രാസാഗ്നിയായ ടെലോമിറേസ് കണ്ടെത്തി.

കണ്ടുപിടിത്തത്തിന്റെ വഴികള്‍

എലിസബത്ത് ബ്ലാക്ക്‌ബേണിന്റെ ആദ്യകാല ഗവേഷണം ഡി.എന്‍.എ.ശ്രേണികള്‍ തയ്യാറാക്കുന്നതുമായി ബന്ധപ്പെട്ടായിരുന്നു. ടെട്രാഹൈമിന എന്ന ഏകകോശജീവിയുടെ ജനിതകഘടന പഠിക്കുന്ന വേളയില്‍ ഒരു പ്രത്യേക ഡി.എ്ന്‍.എ. ശ്രേണി (CCCCAA) ക്രോമസോമുകളുടെ അഗ്രങ്ങളില്‍ ഒട്ടേറെ തവണ ആവര്‍ത്തിച്ച് വരുന്നത് ശ്രദ്ധയില്‍ പെട്ടു. എന്നാല്‍, ആ ആവര്‍ത്തനശ്രേണിയുടെ കര്‍ത്തവ്യം എന്താണെന്ന് അറിയില്ലായിരുന്നു. ഏതാണ്ട് അതേസമയത്ത് തന്നെ, ജാക് സോസ്താക് മറ്റൊരു വസ്തുത സ്വന്തംനിലയ്ക്ക് നിരീക്ഷിക്കുകയുണ്ടായി. ഒരിനം മിനിക്രോമോസോം യീസ്റ്റ് കോശങ്ങളില്‍ സന്നിവേശിപ്പിക്കുമ്പോള്‍ അത് വേഗം നശിക്കുന്നു എന്നതായിരുന്നു ആ നിരീക്ഷണം.

1980-ല്‍ ബ്ലാക്ക്‌ബേണ്‍ തന്റെ കണ്ടെത്തലുകള്‍ ഒരു ശാസ്ത്രസമ്മേളനത്തില്‍ അവതരിപ്പിച്ചു. അത് സോസ്താകിന്റെ ശ്രദ്ധയാകര്‍ഷിച്ചു. രണ്ട് നിരീക്ഷണങ്ങളെയും ജീവിവര്‍ഗങ്ങളുടെ അതിരുകള്‍ ഭേദിച്ച് പരിശോധിക്കാന്‍ ഇരുവരും ചേര്‍ന്ന് തീരുമാനിക്കുന്നത് അങ്ങനെയാണ്. ടെട്രാഹൈമിനയില്‍ നിന്ന് CCCCAA ശ്രേണി ബ്ലാക്ക്‌ബേണ്‍ വേര്‍തിരിച്ചെടുത്തത്, സോസ്താക് മിനിക്രോമസോമുമായി സംയോജിപ്പിച്ച് യീസ്റ്റില്‍ സന്നിവേശിപ്പിച്ചു. ആ പ്രത്യേക ഡി.എന്‍.എ.ശ്രേണി മിനിക്രോമസോമിനെ നാശത്തില്‍ നിന്ന് രക്ഷിക്കുന്നു എന്ന അത്ഭുതകരമായ ഫലമാണ് പരീക്ഷണത്തില്‍ കണ്ടത്. (1982-ല്‍ ഇത് ഇരുവരും ചേര്‍ന്ന് 'സെല്‍' മാഗസിനില്‍ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു).

വ്യത്യസ്തമായ ഒരു ജീവിയില്‍ നിന്നുള്ള ടെലോമിയര്‍ ഡി.എന്‍.എ.ക്ക്, മറ്റൊരു ജീവിയിലെ മിനിക്രോമസോമിനെ സംരക്ഷിക്കാന്‍ കഴിയുന്നു എ്ന്നു പറഞ്ഞാല്‍ എന്താണര്‍ഥം. അതുവരെ അറിയാത്ത ഒരു അടിസ്ഥാന ജൈവസംവിധാനമാണ് അതിലുള്ളത് എന്നാണ്. ടെലോമിയര്‍ ഡി.എന്‍.എ. അതിന്റെ സവിശേഷമായ ശ്രേണിയുമായി അമീബ മുതല്‍ മനുഷ്യന്‍ വരെയുള്ള ജീവികളിലും, സസ്യങ്ങളിലും ഉള്ളതായി പിന്നീട് വ്യക്തമായി.

ബ്ലാക്ക്‌ബേണിന് കീഴില്‍ ഗ്രാഡ്വേറ്റ് വിദ്യാര്‍ഥിയായിരുന്നു അക്കാലത്ത് കരോള്‍ ഗ്രെയ്ഡര്‍. ഇരുവരും ചേര്‍ന്ന് ടെലോമിയര്‍ ഡി.എന്‍.എ. ഏതെങ്കിലും രാസാഗ്നിയുടെ പ്രവര്‍ത്തനഫലമാണോ എന്ന് പരിശോധിക്കാന്‍ തീരുമാനിച്ചു. 1984-ലെ ക്രിസ്മസ് ദിനത്തിലായിരുന്നു 'യുറീക്കാ നിമിഷം'. ഒരു രാസാഗ്നിയുടെ സാന്നിധ്യത്തെക്കുറിച്ച് ഗ്രേയ്ഡര്‍ക്ക് വ്യക്തമായ സൂചന ലഭിച്ചു. ഗുരുവും ശിഷ്യയും ചേര്‍ന്ന് അതിന് ടെലോമിറേസ് രാസാഗ്നി എന്ന് പേരിട്ടു.

ടെലോമിറേസ് രാസാഗ്നിയെ സംശുദ്ധീകരിച്ചപ്പോള്‍ അതില്‍ ആര്‍.എന്‍.എ.യും പ്രോട്ടീനും ഉള്ളതായി തെളിഞ്ഞു. ആര്‍.എന്‍.എ.സംയുക്തത്തില്‍ CCCCAA ശ്രേണിയുള്ളതായി തെളിഞ്ഞു. അതാണ് ടെലോമിയറിന്റെ നിര്‍മാണത്തിന് വേണ്ട ചട്ടക്കൂട് ആയി പ്രവര്‍ത്തിക്കുക. നിര്‍മാണ പ്രവര്‍ത്തനം പ്രോട്ടീന്‍ നിര്‍വഹിച്ചു കൊള്ളും. ക്രോമസോമിനെ കോശവിഭജനത്തിന്റെ വേളയില്‍ പൂര്‍ണരൂപത്തില്‍ കോപ്പി ചെയ്യപ്പടാന്‍ സഹായിക്കുന്നത് ടെലോമിറേസ് രാസാഗ്നിയാണ്.

ആന്തരഘടികാരം

ക്രോമസോമുകളുടെ അഗ്രഭാഗങ്ങളിലെ ടെലോമിയെര്‍ യഥാര്‍ഥത്തില്‍ കോശത്തിന്റെ ആന്തരഘടികാരമായാണ് പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നത്. കോശങ്ങളിലെ ഈ ആന്തരഘടികാരത്തിന് അര്‍ബുദവുമായും വാര്‍ധക്യവുമായും ബന്ധമുണ്ട്. കോശങ്ങളുടെ വിഭജനവും അന്ത്യവും തമ്മില്‍ ബന്ധമുള്ളതാണല്ലോ അര്‍ബുദവും വാര്‍ധക്യവും. ഒരാള്‍ക്ക് പ്രായമാകുമ്പോള്‍ ശരീരത്തിലെ കോശങ്ങള്‍ക്കും പ്രായമാകുന്നു. കുഞ്ഞുങ്ങളില്‍ കോശങ്ങള്‍ ചെറുപ്പമാണെങ്കില്‍ മുതിര്‍ന്നവരില്‍ അവ മുതിര്‍ന്നതായിരിക്കും. ഒരു പരിധി കഴിയുന്നതോടെ കോശങ്ങള്‍ക്ക് വിഭജിക്കാന്‍ കഴിയാതെ വരുന്നതാണ് വാര്‍ധക്യം. കോശങ്ങളിലെ ആന്തരഘടികാരമാണ് ഇത് നിയന്ത്രിക്കുന്നത്. എന്നാല്‍, ഘടികാരം നിശ്ചമായാല്‍ കോശങ്ങള്‍ നശിക്കാതെ വിഭജിക്കുന്നത് തുടര്‍ന്നു കൊണ്ടിരിക്കും. അതാണ് അര്‍ബുദത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനം.

ഡി.എന്‍.എ.ശ്രേണിയുടെ ഒരു ചെറുതുണ്ടിനെ ക്രോമസോമുകളുടെ അഗ്രങ്ങളില്‍ ആവര്‍ത്തിച്ച് കൂട്ടിവിളക്കിയ രൂപത്തിലുള്ള ടെലോമിയറിന്റെ ക്രമീകരണം മൂലം, കോശവിഭജനവേളയില്‍ ജനിതക വിവരങ്ങള്‍ നഷ്ടപ്പെടുന്നില്ല. ക്രോമസോമുകളുടെ വ്യക്തിത്വം സംരക്ഷിച്ചുകൊണ്ടുതന്നെ, വിഭജനം തുടരാന്‍ കോശങ്ങള്‍ക്ക് ടെലോമിറേസ് അവസരമൊരുക്കുന്നു.

ടെലോമിറേസ് രാസാഗ്നി സജീവമല്ലാത്തപ്പോള്‍, ഓരോ കോശവിഭജനം കഴിയുമ്പോഴും ടെലോമിയെറിന്റെ നീളം കുറയുന്നു. ആത്യന്തികമായി ജനിതകനിര്‍വീര്യതയിലേക്കും മരണത്തിലേക്കും കോശങ്ങളെ നയിക്കുന്നത് ഈ പ്രക്രിയയാണ്. ഭ്രൂണവിത്തുകോശങ്ങളുടെ അവസ്ഥ കഴിഞ്ഞാല്‍, ബാക്കി സയമത്തൊന്നും ഈ ടെലോമിറേസ് രാസാഗ്‌നി സജീവമായിരിക്കില്ല. ചെറുപ്പക്കാരുടെ കോശങ്ങളില്‍ ടെലോമിറേസിന്റെ നീളം കൂടുതലായിരിക്കും, പ്രായമാകുമ്പോള്‍ അത് ചെറുതായി വരും. ഒടുവില്‍ ടെലോമിയറിന്റെ നീളം ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ഘട്ടത്തില്‍ കോശം വിഭജനം നിര്‍ത്തും. അതാണ് ശരിക്കുള്ള വാര്‍ധക്യം.

എന്നാല്‍, അര്‍ബുദത്തിന്റെ കാര്യത്തില്‍ ടെലോമിയെര്‍ ചെറുതാകുന്നത് തടയപ്പെടുന്നു. കോശത്തെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം സമയം നിശ്ചലമാക്കപ്പെടുകയാണ് അപ്പോള്‍ സംഭവിക്കുക. ടെലോമിറേസ് എന്ന രാസാഗ്‌നിയുടെ സ്വാധീനം മൂലമാണ് ഇത് സംഭവിക്കുന്നത്. കോശം ശത്രുതയോടെ പെരുകാനും ട്യൂമറുകള്‍ക്ക് വഴിവെക്കാനും കാരണം അതാണ്. ടെലോമിറേസ് രാസാഗ്‌നിയെ അമര്‍ച്ച ചെയ്താല്‍ അര്‍ബുദ ട്യൂമറുകളെ ചെറുക്കാന്‍ സാധിക്കും. അര്‍ബുദം വൈദ്യശാസ്ത്രത്തിന് കീഴടങ്ങും എന്നര്‍ഥം.

മനുഷ്യന്റെ എക്കാലത്തെയും വലിയ സ്വപ്‌നങ്ങളിലൊന്നാണ് വാര്‍ധക്യം തടയുക എന്നത്. അക്കാര്യത്തിലും ടെലോമിറേസ് രാസാഗ്നി തുണയായേക്കും. ക്രോമസോമുകളുടെ അഗ്രത്തിലുള്ള ടെലോമിയെറിന്റെ നീളം തീരെക്കുറയുന്നതാണല്ലോ വാര്‍ധക്യത്തിലേക്ക് കോശങ്ങളെ നയിക്കുന്നത്. എന്നാല്‍, ടെലോമിറേസ് രാസാഗ്‌നിയുടെ സഹായത്തോടെ ഈ പ്രക്രിയ മെല്ലെയാക്കിയാക്കാനായാല്‍, കോശങ്ങള്‍ വിഭജനം നിര്‍ത്തില്ല, വാര്‍ധക്യം വരികയുമില്ല. അസാധാരണമായ സാധ്യതകളിലേക്കുള്ള ചവിട്ടുപടിയാണ് ടെലോമിയറും ടെലോമിറേസ് രാസാഗ്നിയുമെന്ന് സാരം.

എലിസബത്ത് ബ്ലാക്ക്‌ബേണ്‍: ഓസ്‌ട്രേലിയയില്‍ ടാസ്മാനിയയിലെ ഹൊബാര്‍ട്ടില്‍ 1948-ല്‍ ജനിച്ചു. മെല്‍ബണിലെ പഠനത്തിന് ശേഷം, 1975-ല്‍ കേംബ്രിഡ്ജ് സര്‍വകലാശാലയില്‍ നിന്ന് ഗവേഷണബിരുദം നേടി. അമേരിക്കയില്‍ ന്യൂ ഹവനിലെ യേല്‍ സര്‍വകലാശാല, ബര്‍ക്ക്‌ലിയിലെ കാലിഫോര്‍ണിയ സര്‍വകലാശാല എന്നിവിടങ്ങളില്‍ പ്രവര്‍ത്തിച്ചു. 1990 മുതല്‍ സാന്‍ ഫ്രാന്‍സിസ്‌കോയില്‍ കാലിഫോര്‍ണിയ സര്‍വകലാശാലയിലെ പ്രൊഫസറാണ്. അമേരിക്കന്‍ പൗരത്വവും ഓസ്‌ട്രേലിയന്‍ പൗരത്വവുമുണ്ട്.

കരോള്‍ ഗ്രെയ്ഡര്‍: കാലിഫോര്‍ണിയയിലെ സാന്‍ ഡിയേഗോയില്‍ 1961-ല്‍ ജനിച്ചു. ബര്‍ക്ക്‌ലിയിലെ കാലിഫോര്‍ണിയ സര്‍വകലാശാലയില്‍ നിന്ന ബ്ലാക്ക്‌ബേണിന്റെ മേല്‍നോട്ടത്തില്‍ 1987-ല്‍ ഗവേണബിരുദം കരസ്ഥമാക്കി. കോള്‍ഡ് സ്പ്രിങ് ഹാര്‍ബര്‍ ലബോറട്ടറിയിലെ പോസ്റ്റ്‌ഡോക്ടറല്‍ ഗവേഷണത്തിന് ശേഷം 1997 മുതല്‍ ബാള്‍ട്ടിമോറിലെ ജോണ്‍സ് ഹോപ്കിന്‍സ് യൂണിവേഴ്‌സിറ്റി സ്‌കൂള്‍ ഓഫ് മെഡിസിനില്‍ പ്രൊഫസറായി പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നു.

ജാക്ക് സോസ്താക്: ലണ്ടനില്‍ 1952-ല്‍ ജനിച്ച സോസ്താക് കാനഡയിലാണ് വളര്‍ന്നത്. മോണ്‍ട്രിയളിലെ മക്ഗില്‍ സര്‍വകലാശാല, ന്യൂയോര്‍ക്ക് ഇഥാക്കയിലെ കോര്‍ണല്‍ സര്‍വകലാശാല എന്നിവിടങ്ങളിലാണ് പഠിച്ചത്. കോര്‍ണലില്‍ നിന്ന് 1977-ല്‍ ഗവേഷണബിരുദം നേടി. 1979 മുതല്‍ ഹാര്‍വാഡ് മെഡിക്കല്‍ സ്‌കൂളില്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന അദ്ദേഹം ഇപ്പോള്‍ ബോസ്റ്റണില്‍ മസാച്യൂസെറ്റ്‌സ് ജനറല്‍ ഹോസ്പിറ്റലിലെ ജനറ്റിക്‌സ് പ്രൊഫസറാണ്. അമേരിക്കന്‍ പൗരന്‍

Comments