15 November Thursday

ഒറിഗാമി @ ഡിഎന്‍എ

സീമ ശ്രീലയംUpdated: Thursday Aug 11, 2016

കടലാസ് മടക്കി വിവിധ രൂപങ്ങളുണ്ടാക്കുന്ന ഒറിഗാമി നമുക്ക് പരിചിതമാണ്. എന്നാല്‍ ഡിഎന്‍എ ഒറിഗാമിയെക്കുറിച്ച് കേട്ടിട്ടുണ്ടോ? ജീവന്റെ ചുരുളുകള്‍ എന്ന വിശേഷണമുള്ള ഡിഎന്‍എയില്‍ (ഡിഓക്സിറൈബോ ന്യൂക്ളിക് ആസിഡ്) സാധ്യമാക്കുന്ന ഒറിഗാമിയിലൂടെ സാധ്യതകളുടെ പുതുവഴികളാണ് തെളിയുന്നത്. ഡിഎന്‍എ ഒറിഗാമി എന്നറിയപ്പെടുന്ന സങ്കേതത്തിന് ഒരുദശകത്തിന്റെ പഴക്കമുണ്ടെങ്കിലും ഇത്ര എളുപ്പത്തിലും വേഗത്തിലും ഡിഎന്‍എയെ വിവിധ ആകൃതിയിലുള്ള ഘടനകളാക്കി മാറ്റാന്‍കഴിയുന്നത് ഇതാദ്യം. 

ഡിഎന്‍എയില്‍ നാനോതലത്തില്‍ നടത്തുന്ന മടക്കുവിദ്യയിലൂടെ ദ്വിമാന–ത്രിമാന ഘടനകളൊക്കെ നിര്‍മിക്കാം. ഡിഎന്‍എ ഒറിഗാമിയിലൂടെ തേനീച്ചക്കൂടിന്റെയും ട്യൂബിന്റെയും ആകൃതിയിലുള്ള വലിയ ദ്വിമാനരൂപങ്ങള്‍ എളുപ്പത്തിലും വേഗത്തിലും പുതിയ മാര്‍ഗത്തിലൂടെ സൃഷ്ടിക്കുന്നതില്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ ഇതാദ്യമായി വിജയിച്ചു. ഈ വിധത്തില്‍ ഡിഎന്‍എയെ പ്രോഗ്രാംചെയ്തെടുക്കുമ്പോള്‍ രാസപ്രവര്‍ത്തനങ്ങളിലൂടെയല്ല, മറിച്ച് ജൈവികമായ പ്രവര്‍ത്തനങ്ങളിലൂടെയാണ് ആവര്‍ത്തനസ്വഭാവമുള്ള ഈ ഘടനകള്‍ രൂപംകൊള്ളുന്നതെന്ന പ്രത്യേകതയുമുണ്ട്. ജോര്‍ജിയ ഇന്‍സ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്നോളജിയിലെയും എമറി സര്‍വകലാശാലയിലെയും ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഗവേഷകസംഘമാണ് ഇപ്പോള്‍ ഈ നേട്ടം കൈവരിച്ചത്. എളുപ്പത്തില്‍ നിര്‍മിച്ചെടുക്കാവുന്ന ചെറിയ ഡിഎന്‍എ ഇഴകളാണ് സങ്കീര്‍ണഘടകങ്ങളില്‍ വലിയ ഡിഎന്‍എ ഇഴകളെ തമ്മില്‍ കോര്‍ത്തുനിര്‍ത്തുന്നത്. സ്വര്‍ണ നാനോകണങ്ങളെ ഉള്‍ക്കൊള്ളാന്‍കഴിയുംവിധമാണ് ഇവയുടെ ഘടന. സ്വര്‍ണ നാനോകണങ്ങളെ വഹിക്കുന്നതിലൂടെ ഇവയ്ക്ക് പ്രാപ്തമാവുന്നതാവട്ടെ സവിശേഷമായ പ്രകാശിക ഗുണങ്ങളും. ഡിഎന്‍എ ഒറിഗാമിയുടെ എണ്ണിയാലൊടുങ്ങാത്ത സാധ്യതകളില്‍ പ്രധാനപ്പെട്ട ഒന്നുമാത്രമാണിത്.

വൈദ്യശാസ്ത്രത്തിലും നാനോസാങ്കേതിക വിദ്യയിലും മാറ്റങ്ങള്‍
ഈയിടെ കാവ്ലി ഫൌണ്ടേഷന്‍ ഡിഎന്‍എ ഒറിഗാമി ഗവേഷണത്തിലെ അതികായരെ ഉള്‍പ്പെടുത്തി ഈ സങ്കേതത്തിന്റെ നൂതന സാധ്യതകളെക്കുറിച്ചു നടത്തിയ ചര്‍ച്ചകളും പുതിയ ഗവേഷണങ്ങളും കൂട്ടിച്ചേര്‍ത്തു വായിക്കുമ്പോള്‍ ഒന്നുറപ്പിക്കാം. വൈദ്യശാസ്ത്രത്തിലും നാനോടെക്നോളജിയിലും ഇലക്ട്രോണിക്സിലുമൊക്കെ ഡിഎന്‍എ മിന്നുംതാരമാവാന്‍ പോവുകയാണ്. ഹാര്‍വാഡ് മെഡിക്കല്‍ സ്കൂള്‍ ആന്‍ഡ് ക്യാന്‍സര്‍ ബയോളജിയിലെ ബയോളജിക്കല്‍ കെമിസ്ട്രി ആന്‍ഡ് മോളിക്കുലാര്‍ ഫാര്‍മക്കോളജിയില്‍ അസോസിയേറ്റ് പ്രൊഫസറായ വില്യം ഷിഹ്, കലിഫോര്‍ണിയ ഇന്‍സ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്നോളജിയിലെ കാവ്ലി നാനോ സയന്‍സ് ഇന്‍സ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടില്‍ ഗവേഷകനായ പോള്‍ റോത്മണ്‍ഡ്, കലിഫോര്‍ണിയ സര്‍വകലാശാലയില്‍ സെല്ലുലാര്‍ ആന്‍ഡ് മോളിക്കുലാര്‍ ഫാര്‍മക്കോളജി ഗവേഷകനായ ഷോണ്‍ ഡഗ്ളസ് എന്നിവര്‍ഈ കോണ്‍ഫറന്‍സില്‍ ഡിഎന്‍എ ഒറിഗാമിയുടെ വിസ്മയസാധ്യതകളുടെ ചുരുള്‍ നിവര്‍ത്തിയത്.

ഡിഎന്‍എ ഒറിഗാമിയുടെ സാധ്യതകള്‍ ഉപയോഗപ്പെടുത്തി ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങള്‍ നിര്‍മിക്കാം. നൂതന ഔഷധങ്ങളുടെ നിര്‍മാണത്തിലും ഇത് പ്രയോജനപ്പെടുത്താം. വൈറസുകളെ ഡിഎന്‍എ മടക്കുകളില്‍ കടത്തിയുള്ള പരീക്ഷണത്തിലൂടെ ശരീരത്തിന്റെ രോഗപ്രതിരോധശക്തി വര്‍ധിപ്പിക്കാന്‍ കഴിയുമെന്ന് ഷിഹ് അവകാശപ്പെടുന്നു. ഇത് വൈറസുകളെ തിരിച്ചറിയാനും വൈറസുകള്‍ പ്രവര്‍ത്തനം തുടങ്ങുന്നതിനു മുമ്പുതന്നെ അവയ്ക്കെതിരെയുള്ള ആന്റിബോഡികള്‍ നിര്‍മിക്കാനും ശരീരത്തെ പ്രാപ്തമാക്കും. പിന്നെ വൈറസ് ആക്രമണങ്ങളെ പേടിക്കുകയേ വേണ്ട. ശരീരകോശങ്ങളെ ആക്രമിക്കാന്‍വരുന്ന രോഗാണുക്കളെ നിര്‍വീര്യമാക്കാന്‍ കഴിയുംവിധം ആന്റിബോഡികളില്‍ പ്രോട്ടീനുകളുടെ വിന്യാസം അതിസൂക്ഷ്മതലത്തില്‍ സാധ്യമാക്കാന്‍കഴിയുമെന്ന് പോള്‍ റോത്മണ്‍ഡ് ചൂണ്ടിക്കാണിക്കുന്നു. ഇതിലൂടെ നമുക്ക് ശരീരത്തിന്റെ രോഗപ്രതിരോധ സംവിധാനത്തിന്റെ ഭാഷ വായിച്ചെടുക്കാന്‍ സാധിക്കും. 10വര്‍ഷം മുമ്പ് ഡിഎന്‍എ ഒറിഗാമി കണ്ടുപിടിച്ചത് ഇദ്ദേഹമാണ്.

 ഇലക്ട്രോണിക്സില്‍ ഡിഎന്‍എ അര്‍ധചാലകങ്ങള്‍ (സെമികണ്ടക്ടറുകള്‍) വ്യാപകമാവുന്ന കാലവും അധികം അകലെയല്ല. ട്രാന്‍സിസ്റ്ററായോ ഡയോഡ് ആയോ പ്രവര്‍ത്തിക്കാന്‍കഴിയുന്നവിധത്തില്‍ ഒരു ഡിഎന്‍എ തന്മാത്രയെ മാറ്റിയെടുക്കുന്നതില്‍ ഗവേഷകര്‍ വിജയിച്ചുകഴിഞ്ഞു. എന്നാല്‍ ഡിഎന്‍എ ഒറിഗാമിയിലെ പുതിയ കണ്ടുപിടിത്തത്തിലൂടെ ഈ തന്മാത്രകളെ അഭിലഷണീയമായ രീതിയില്‍ കൂട്ടിയിണക്കി സങ്കീര്‍ണ ഘടനകളാക്കി മാറ്റാനുള്ള വഴിയാണ് തെളിഞ്ഞിരിക്കുന്നത്. കാര്യക്ഷമതയേറിയ ഡിഎന്‍എ കംപ്യൂട്ടര്‍ചിപ്പുകള്‍ യാഥാര്‍ഥ്യമാവും. ഡിഎന്‍എ കംപ്യൂട്ടിങ്രംഗത്ത് വിസ്മയങ്ങള്‍തന്നെ വിരിയും. ഇലക്ട്രോണിക്സില്‍ ജൈവതന്മാത്രകളുടെ കടന്നുവരവോടെ ഇലക്ട്രോണിക്സ്രംഗം കൂുടതല്‍ ഹരിതമാവുകയും ചെയ്യും.
പ്രോഗ്രാം ചെയ്തുവച്ച ജൈവതന്മാത്രകള്‍ ഏതുരീതിയില്‍ വേണമെങ്കിലും സ്വയം കൂടിച്ചേരുന്നതിന്റെ സാധ്യതകള്‍ അനന്തമാണെന്ന് ഷോണ്‍ ഡഗ്ളസ് അവകാശപ്പെടുന്നു. ഡിഎന്‍എ പ്രോഗ്രാമിങ്ങില്‍ പുതിയ സാധ്യതകള്‍ തേടിക്കൊണ്ടിരിക്കുകയാണ് അദ്ദേഹം. സങ്കീര്‍ണമായ ഡിഎന്‍എ ഒറിഗാമി ഘടനകളുടെ രൂപകല്‍പ്പനയില്‍ സഹായകമാവുന്ന കാഡ്നാനോ (രമഉചഅിീ) എന്ന സോഫ്റ്റ്വെയര്‍ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട് അദ്ദേഹം. ഗവേഷകവിദ്യാര്‍ഥികള്‍ക്കായി അന്താരാഷ്ട്രതലത്തില്‍ ബയോമോഡ് എന്ന പേരില്‍ ബയോ മോളിക്കുലാര്‍ ഡിസൈന്‍ മത്സരത്തിനും ഡഗ്ളസ് നേതൃത്വം നല്‍കിവരുന്നു. ജൈവതന്മാത്രകളില്‍ എന്‍ജിനിയറിങ് നടത്തി അവയുടെ അതിനൂതന സാധ്യതകള്‍ പ്രയോജനപ്പെടുത്താന്‍ നമ്മെ പ്രാപ്തരാക്കുന സാങ്കേതികവിദ്യകള്‍ നമ്മുടെ കൈപ്പിടിയില്‍ ഒതുങ്ങിക്കഴിഞ്ഞു. പ്രവചനങ്ങള്‍ക്കുമപ്പുറമാണ് ഇവ തുറന്നിടുന്ന സാധ്യതകള്‍.

ആദ്യ കണ്ടുപിടിത്തം 10 വര്‍ഷംമുമ്പ്
2006ല്‍ കലിഫോര്‍ണിയ ഇന്‍സ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്നോളജി ഗവേഷകനായ പോള്‍ റോത്മണ്‍ഡ് ആണ് ഡിഎന്‍എ ഒറിഗാമി എന്ന വിദ്യ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തത്. വലിയ ഡിഎന്‍എ ഇഴകളെ ഏതുവിധത്തില്‍ വേണമെങ്കിലും മടക്കാനും ഈ മടക്കുകളില്‍ നാനോകണികകള്‍, ഫ്ളൂറസന്റ് തന്മാത്രകള്‍, കാര്‍ബണ്‍ നാനോട്യൂബുകള്‍, ഔഷധങ്ങള്‍ എന്നിവയൊക്കെ ഘടിപ്പിക്കാനും സാധിക്കും. അതിസൂക്ഷ്മ പ്രകാശസ്രോതസ്സുകളില്‍ ഫ്ളൂറസന്റ് തന്മാത്രകള്‍ കിറുകൃത്യമായി സ്ഥാപിക്കുന്നതിന് ഡിഎന്‍എ ഒറിഗാമി പ്രയോജനപ്പെടുത്താമെന്ന് റോത്മണ്‍ഡിന്റെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഗവേഷകസംഘം ഈയിടെയാണ് തെളിയിച്ചത്. 

ക്യോട്ടോ സര്‍വകലാശാലയില്‍ ഇന്‍സ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഫോര്‍ ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സെല്‍ മെറ്റീരിയല്‍സ് സയന്‍സിലെ ഗവേഷകര്‍ ലിപ്പിഡുകളുടെ രണ്ടു പാളികള്‍ ഉപയോഗിച്ച് ഡിഎന്‍എ ഒറിഗാമി യൂണിറ്റുകളുടെ കൂട്ടിച്ചേര്‍ക്കല്‍ സാധ്യമാവുമെന്ന് കഴിഞ്ഞവര്‍ഷം തെളിയിച്ചിരുന്നു. ഡിഎന്‍എ നാനോ മെഷീനുകള്‍ യാഥാര്‍ഥ്യമാക്കുന്നതിലേക്കുള്ള ചുവടുവയ്പാണ് ഈ ഗവേഷണം. ബയോമെഡിക്കല്‍ രംഗംമുതല്‍ നാനോ ഇലക്ട്രോണിക്സ്വരെ നീളുന്ന സാധ്യതകളുമായി ഒരു വമ്പന്‍ ഡിഎന്‍എ ഒറിഗാമി യാഥാര്‍ഥ്യമാക്കുന്നതില്‍ നോര്‍ത്ത് കരോലിന, ഡ്യൂക് , കോപ്പന്‍ഹേഗന്‍ സര്‍വകലാശാലകളിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞരടങ്ങുന്ന ഗവേഷകസംഘം 2014ല്‍ വിജയിച്ചിരുന്നു.
 

മറ്റു വാർത്തകൾ
പ്രധാന വാർത്തകൾ
Top