16 January Saturday
അവസാനിക്കാത്ത വിസ്മയങ്ങൾ

വരുന്നു റിട്രോൺ അധിഷ്ഠിത ജീൻ എഡിറ്റിങ്

സീമ ശ്രീലയംUpdated: Thursday Nov 26, 2020


ശാസ്ത്രകൽപ്പിത കഥകളെയും വെല്ലുന്ന സാധ്യതകളിലേക്ക് വാതിൽ തുറന്നു കഴിഞ്ഞു ക്രിസ്പർ കാസ്-9 എന്ന ജീൻ എഡിറ്റിങ് സങ്കേതം. അതിനൊപ്പം ഇപ്പോൾ പ്രൈം എഡിറ്റിങ്ങിന്റെ അനന്ത സാധ്യതകളിലേക്കും മിഴി നട്ടിരിക്കുകയാണ് ശാസ്ത്രലോകം. എന്നാൽ ഇവിടം കൊണ്ടൊന്നും ജീൻ എഡിറ്റിങ്ങിലെ വിസ്മയങ്ങൾ അവസാനിക്കുന്നില്ല. പുതിയൊരു ജീൻ എഡിറ്റിങ് വിദ്യയുടെ സാധ്യത കൂടി ചുരുൾ നിവർത്തിക്കഴിഞ്ഞു ഗവേഷകർ. ബാക്റ്റീരിയകളെ വൈറസ്‌ ബാധിക്കുമ്പോൾ അതിനെ പ്രതിരോധിക്കാൻ അവ ഉപയോഗിക്കുന്ന സൂത്രവിദ്യ മനസ്സിലാക്കി ക്രിസ്പർ എന്ന  ജീൻ എഡിറ്റിങ് വിദ്യ കൈപ്പിടിയിൽ ഒതുക്കിയ നേട്ടത്തിനാണ്‌ ഇമ്മാനുവെല്ലെ ഷാർപെന്റിയർ, ജെന്നിഫർ ഡൗഡ്ന എന്നീ വനിതകളെത്തേടി ഇത്തവണത്തെ രസതന്ത്ര നൊബേൽ എത്തിയത്. ഇപ്പോൾ റിട്രോണുകളെ പ്രയോജനപ്പെടുത്തിയുള്ള പുതിയ ജീൻ എഡിറ്റിങ് വിദ്യയുടെ രഹസ്യങ്ങളിലേക്ക് വെളിച്ചം വീശാൻ ശാസ്ത്രജ്ഞരെ സഹായിച്ചതും ഇത്തിരിക്കുഞ്ഞു ബാക്റ്റീരിയകൾ തന്നെ.

റിട്രോൺ എന്ന വിസ്മയ ഘടകം -
പകുതി ആർഎൻഎ, പകുതി ഒറ്റ ഇഴ ഡിഎൻഎ , പിന്നെ ഒരു പ്രോട്ടീനും !  ഇങ്ങനെ ഒരു വിചിത്രമായ സങ്കര ഘടകത്തിന്റെ അനേകം പകർപ്പുകൾ മണ്ണിൽ കാണപ്പെടുന്ന  ചിലയിനം ബാക്റ്റീരിയകളിൽ മൂന്നരപ്പതിറ്റാണ്ടു മുന്നേ തന്നെ ഗവേഷകർ തിരിച്ചറിഞ്ഞിരുന്നു. ബാക്റ്റീരിയാ കോശത്തിൽ ഈ ഘടനയുടെ നിരവധി പകർപ്പുകൾ നിരീക്ഷിച്ചതോടെ ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ അമ്പരപ്പും ആകാംക്ഷയും വീണ്ടും വർധിച്ചു. തുടർ ഗവേഷണങ്ങളിൽ ആർഎൻഎ, ഡിഎൻഎ, റിവേർസ് ട്രാൻസ്ക്രിപ്റ്റേസ് എൻസൈം എന്നിവയുടെ സങ്കരമാണ് റിട്രോൺ എന്ന സങ്കീർണ തന്മാത്രയെന്ന്‌ തെളിഞ്ഞു. എന്നാൽ ഇതിന്റെ പ്രവർത്തന രഹസ്യങ്ങൾ പിന്നെയും ശാസ്ത്രജ്ഞർക്കൊരു സമസ്യയായിത്തന്നെ തുടർന്നു. എന്നാൽ റിട്രോണുകൾ എന്ന പേരിൽ അറിയപ്പെടുന്ന ഈ നിഗൂഢ ഘടകങ്ങളുടെ രഹസ്യങ്ങൾ ചുരുൾ നിവർത്തിയിരിക്കുകയാണ് ഇസ്രയേലിലെ വെയ്‌സ്‌മാൻ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് സയൻസ് ഗവേഷകർ. സെൽ ശാസ്ത്ര ജേണലിലാണ്  ഇവരുടെ ഗവേഷണ റിപ്പോർട്ട് പ്രസിദ്ധീകരിച്ചിരിക്കുന്നത്. ഒരു പുത്തൻ ജീൻ എഡിറ്റിങ് സങ്കേതത്തിന്റെ സാധ്യതകളിലേക്കു കൂടി  വാതിൽ തുറന്നിടുന്ന കണ്ടെത്തലാണിത്.

ചുരുൾ നിവരുന്നൂ റിട്രോൺ രഹസ്യങ്ങൾ-
ക്രിസ്പർ പോലെ തന്നെ ബാക്റ്റീരിയകളുടെ രോഗപ്രതിരോധ സംവിധാനത്തിന്റെ ഭാഗമാണിവ എന്നാണ് വെയ്സ്മാൻ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് സയൻസ് ഗവേഷകരുടെ കണ്ടെത്തൽ. കടുവയെ പിടിക്കുന്ന കിടുവ എന്നു പറഞ്ഞതുപോലെ ബാക്റ്റീരിയകളെ ഫേജുകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്ന വൈറസുകൾ ബാധിക്കുമ്പോൾ അവയെ തുരത്താൻ സഹായിക്കുന്നത് റിട്രോണുകളാണ്. ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിലെ മോളിക്കുലാർ ജനറ്റിക്സ് ലാബിൽ പ്രൊഫ.റോടെം സോറെക്കിന്റെ നേതൃത്വത്തിൽ  ഫേജുകളെ തുരത്തുന്ന ബാക്റ്റീരിയൽ ജീനുകളെ തേടിയുള്ള ഗവേഷണത്തിനിടെയാണ് ഈ നിർണായക കണ്ടെത്തലുണ്ടായത്.

ഇതിനായി സോറെക്കും  ആഡി മിൽമാൻ, ഓഡ് ബെൺഹീം, അവിഗാലി സ്റ്റോക്കർ തുടങ്ങിയ ഗവേഷകരും ഏതാണ്ട് 38000 ബാക്റ്റീരിയാ ജീനോമുകളാണ് പരിശോധിച്ചത്.  പുതിയ രോഗപ്രതിരോധ സംവിധാന രഹസ്യങ്ങളെക്കുറിച്ചു പഠിക്കാൻ ഒരു കംപ്യൂട്ടർ പ്രോഗ്രാമും ഇവർ രൂപപ്പെടുത്തി. ബാക്റ്റീരിയാ ജീനോമിൽ ‘പ്രതിരോധ ദ്വീപുകൾ’ എന്നു വിശേഷിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന ഭാഗങ്ങളിൽ രോഗപ്രതിരോധ ജീനുകൾ കൂട്ടമായി കാണപ്പെടുന്നത് അവർ നിരീക്ഷിച്ചു. ഈ ക്ലസ്റ്ററിൽ റിട്രോണുകളുടെ തനതു ‘വിരലടയാളം’ ശ്രദ്ധിച്ച ഗവേഷകർ വിശദമായ പഠനങ്ങൾ നടത്തിയതോടെയാണ് വൈറസുകളെ തുരത്തി ബാക്റ്റീരിയകളെ രക്ഷിക്കുന്ന കാവൽപ്പോരാളിയാണ് റിട്രോണുകൾ എന്നു തെളിഞ്ഞത്. തുടർ ഗവേഷണങ്ങളിൽ വിവിധ ബാക്റ്റീരിയാ സ്പീഷിസുകളിൽ അയ്യായിരത്തോളം റിട്രോണുകളെ തിരിച്ചറിയാനും ഗവേഷകർക്ക് കഴിഞ്ഞു. ഈ റിട്രോണുകളെ ലാബിൽ കൾച്ചർ ചെയ്ത്‌, റിട്രോൺ ഇല്ലാത്ത ബാക്റ്റീരിയാ കോശങ്ങളിലേക്ക് കടത്തി പരിശോധിച്ചതോടെ ഫേജിൽനിന്നും ബാക്റ്റീരിയകളെ അവ രക്ഷിക്കുന്നുണ്ടെന്ന് തെളിയിക്കാനുമായി. ആർഎൻഎ ,ഡിഎൻഎ സങ്കരം, റിവേസ് ട്രാൻസ്ക്രിപ്റ്റേസ് എന്ന എൻസൈം, രണ്ടാമതൊരു പ്രോട്ടീൻ ഇവ മൂന്നും ചേർന്ന റിട്രോൺ ഘടനകളാണ് വിവിധ വൈറസുകളെ പ്രതിരോധിക്കാൻ ബാക്റ്റീരിയകൾക്കു കരുത്തേകുന്നത്.

ബാക്‌റ്റീരിയ കോളനിക്ക്‌ റിട്രോൺ കാവൽ!
ഈ റിട്രോണുകൾ ബാക്റ്റീരിയ കോളനിയെ എങ്ങനെയാണ് വൈറസുകളിൽനിന്ന് രക്ഷിക്കുന്നത് ?
 വൈറസ് ബാധിത കോശങ്ങളെ ‘ആത്മഹത്യ’ ചെയ്യാൻ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെയാണ് റിട്രോണുകൾ മറ്റു ബാക്റ്റീരിയകൾക്ക് കാവലാകുന്നത്. റിട്രോണുകൾ നേരിട്ടല്ല ഫേജ് ബാധ തിരിച്ചറിയുന്നത്. പകരം ഇവ ബാക്റ്റീരിയയിലെ പ്രാഥമിക പ്രതിരോധ നിരയിലെ RecBCD യെ ആണ് നിരന്തരം നിരീക്ഷിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നത്. ഇതിനെ പ്രവർത്തനരഹിതമാക്കാൻ ശേഷിയുള്ള പ്രോട്ടീനുകളുമായാണ്‌ ബാക്റ്റീരിയോഫേജുകളെത്തുക. ഇവിടെ വൈറസ് ബാധയുണ്ടായി പ്രതിരോധ സംവിധാനം ‘നിരായുധമായി’ എന്ന സൂചന കിട്ടിയാലുടൻ Ec48 റിട്രോണുകൾ എഫക്റ്റർ പ്രോട്ടീനുകൾ എന്നു വിളിക്കുന്ന വിഷപദാർഥത്തെ പ്രവർത്തനസജ്ജമാക്കുകയും അത് വൈറസ് ബാധിത ബാക്റ്റീരിയയുടെ കോശസ്തരത്തെ തകർക്കുകയും ചെയ്യും. ഇങ്ങനെ ജീനുകളിലൂടെ പ്രത്യേക പ്രോഗ്രാം ആക്റ്റിവേറ്റ് ചെയ്യുകയും രോഗബാധിത കോശങ്ങളെ സ്വയമൊടുങ്ങാൻ പ്രേരിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നത് വൈറസുകൾക്ക് അവയുടെ പകർപ്പുകളുണ്ടാക്കാൻ സാവകാശം നൽകാത്തത്രയും വേഗത്തിലാണ്!  സസ്യകോശങ്ങളിലെ ഗാർഡ് മെക്കാനിസത്തിന് ഏതാണ്ട് സമമാണ് റിട്രോണുകളുടെ ഈ ‘ബുദ്ധിപര’മായ നീക്കമെന്ന് ഗവേഷകർ പറയുന്നു. യൂറോപ്യൻ മോളിക്കുലാർ ബയോളജി ലാബ് ഗവേഷകർ സാൽമോണെല്ല ബാക്റ്റീരിയകളിൽ നടത്തിയ ഗവേഷണത്തിലും റിട്രോണുകളുടെ സമാനമായ പ്രതിരോധ മെക്കാനിസം കണ്ടെത്തി.


അനന്ത സാധ്യതകൾ-

ഏകകോശ ജീവികളുടെ ജീനോമിൽ കാര്യക്ഷമമായി എഡിറ്റിങ് നടത്താനുള്ള മാർഗമാണിപ്പോൾ തെളിഞ്ഞിരിക്കുന്നതെന്ന് ഗവേഷകർ അവകാശപ്പെടുന്നു. ജനിതക രോഗങ്ങളെ പേടിയില്ലാത്ത ഒരു കാലം, ആഗോളതാപനത്തെയും പ്രതികൂല കാലാവസ്ഥയെയുമൊക്കെ അതിജീവിക്കുന്ന കാർഷിക വിളകൾ, നൂതന ഔഷധങ്ങൾ സംശ്ലേഷണം ചെയ്യുന്ന സസ്യജന്തു ജാലങ്ങൾ, എൻസൈമുകളും പ്രോട്ടീനുകളും നൂതന ഔഷധങ്ങളുമൊക്കെ സംസ്ലേഷണം ചെയ്യുന്ന ബാക്റ്റീരിയാ ‘ഫാക്റ്ററികൾ’ ഇങ്ങനെ നീളുന്ന ക്രിസ്പർ ജീൻ എഡിറ്റിങ് സാധ്യതകൾ കൂടുതൽ വിശാലമാക്കാൻ റിട്രോൺ സാധ്യതകൾ കൂടി ക്രിസ്പറുമായി കൂട്ടിയിണക്കുന്നതിലൂടെ കഴിയും. ക്രിസ്പറിന്റെയും റിട്രോണുകളുടെയും ശേഷികൾ വ്യത്യസ്തമായതിനാൽ ഇവ രണ്ടും സംയോജിപ്പിച്ച് ജീൻ എഡിറ്റിങ്ങിൽ വിസ്മയപ്പെരുമഴ  പെയ്യിക്കാൻ സാധിക്കുമെന്നാണ്  പ്രതീക്ഷ. എന്നാൽ  പ്രതീക്ഷകൾക്കൊപ്പം ഡിസൈനർ ശിശുക്കൾ പോലെ ചില ആശങ്കകളും ഉയർത്തുന്നുണ്ട് ജീൻ എഡിറ്റിങ്ങിലെ കുതിച്ചുചാട്ടങ്ങൾ.    

ടൂൾകിറ്റിലെ താരം
രണ്ടു വർഷം മുമ്പ് സ്റ്റാൻഫഡ് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിൽ ഹണ്ടർ ഫ്രേസേർസ് ലാബിലെ ഗവേഷകർ ക്രിസ്പീ (CRISPEY – cas-9 retron precise parallel editing via homology) എന്ന റിട്രോൺ അധിഷ്ഠിത ബേസ് എഡിറ്റർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിരുന്നു. ഇതുപയോഗിച്ച്  പതിനായിരക്കണക്കിന് ഉൽപ്പരിവർത്തിത യീസ്റ്റ് കോശങ്ങൾ സാധ്യമാക്കുകയും ചെയ്തു. ഈ വർഷം ഹാർവാഡ് സർവകലാശാലയിലെയും മസാച്ചൂസെറ്റ്സ് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്നോളജിയിലെയും ഗവേഷകർ ബാക്റ്റീരിയകളിൽ സമാനമായ പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തി. ഏതായാലും ഒരു കാര്യം തീർച്ച. നൂതന ജീൻ എഡിറ്റിങ് ടൂൾ കിറ്റിലെ താരമായി മാറുകയാണ് റിട്രോണുകൾ. സസ്തനികളുടെ കോശങ്ങളിൽ പ്രയോഗിക്കാനാകുംവിധം ഇതിനെ ഒന്നു റീപ്രോഗ്രാം ചെയ്ത്, രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത് അതിന്റെ നിയന്ത്രണം കൈപ്പിടിയിലൊതുക്കാൻ  സാധിച്ചാൽ ക്രിസ്പറിനോടു കിടപിടിക്കുന്ന ജീൻ എഡിറ്റിങ് വിദ്യയായി റിട്രോൺ ജീൻ എഡിറ്റിങ് സങ്കേതം മാറുമെന്നു തന്നെയാണ് ശാസ്ത്രലോകത്തിന്റെ വിലയിരുത്തൽ.
 


ദേശാഭിമാനി വാർത്തകൾ ഇപ്പോള്‍ വാട്സാപ്പിലും ടെലഗ്രാമിലും ലഭ്യമാണ്‌.

വാട്സാപ്പ് ചാനൽ സബ്സ്ക്രൈബ് ചെയ്യുന്നതിന് ക്ലിക് ചെയ്യു..
ടെലഗ്രാം ചാനൽ സബ്സ്ക്രൈബ് ചെയ്യുന്നതിന് ക്ലിക് ചെയ്യു..


----
പ്രധാന വാർത്തകൾ
-----
-----
 Top