രിണാമസിദ്ധാന്തത്തിന് നോബേല്‍ പുരസ്‌കാരം കിട്ടാത്തതെന്തേ, അതൊരു വെറും തിയറിയല്ലേ എന്നൊക്കെ പറഞ്ഞുനടക്കുന്നവര്‍ക്കുള്ള മറുപടിയാണ് ഈ വര്‍ഷത്തെ രസതന്ത്രത്തിനുള്ള നോബേല്‍ പുരസ്‌കാരം. രസതന്ത്രത്തിനുള്ള നോബല്‍ പുരസ്‌കാരം ലഭിച്ചത് ഫ്രാന്‍സെസ് ആര്‍നോള്‍ഡ്, ജോര്‍ജ് പി.സ്മിത്, സര്‍ ഗ്രിഗറി പി. വിന്റര്‍ എന്നിവര്‍ക്കാണ്. പരിണാമത്തിന്റെ കാതലായ ജനിതകശാസ്ത്രത്തിനു പല തവണ പുരസ്‌കാരങ്ങള്‍ ലഭിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും ഇത്തവണത്തെ പുരസ്‌കാരം ലഭിച്ചിരിക്കുന്നത് പരിണാമസിദ്ധാന്തവുമായി നേരിട്ട് ബന്ധപ്പെട്ട കാര്യത്തിനാണ്. ഇതോടെ പരിണാമത്തിനു നോബല്‍ പുരസ്‌കാരം എന്തുകൊണ്ട് ലഭിച്ചില്ല എന്ന സൃഷ്ടിവാദികളുടെ ചോദ്യത്തിനവസാനമായി. പരിണാമം കെട്ടുകഥയാണെന്ന് വിലപിക്കുന്നവര്‍ക്കും ഇനി വിശ്രമിക്കാം.

കഥ തുടങ്ങുന്നത് ഇങ്ങനെയാണ്. 1979 ല്‍ ഫ്രാന്‍സെസ്  ആര്‍നോള്‍ഡ് ഒരു എയിറോസ്‌പേസ് എഞ്ചിനീയറായി ബിരുദമെടുത്തു. പിന്നീടവര്‍ സൌരോര്‍ജ്ജവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഗവേഷണങ്ങളില്‍ പ്രവര്‍ത്തിച്ചു. പക്ഷെ കുറച്ചു നാളുകള്‍ക്കു ശേഷം അതായത് 1981 -ല്‍ അവര്‍ക്ക് ഡിഎന്‍എ സാങ്കേതികവിദ്യയോട് ഇഷ്ടം തുടങ്ങി. അങ്ങനെ തന്റെ ഗവേഷണ മേഖല ഒന്നുമാറ്റിപ്പിടിച്ചു. മനുഷ്യര്‍ക്ക് പെട്ടന്ന് ഉപയോഗം വരുന്ന എന്തെങ്കിലും കാര്യത്തില്‍  ഗവേഷണം നടത്താനാണ് അവര്‍ ഇഷ്ടപ്പെട്ടത്. 

ഫാര്‍മസിയിലും പ്ലാസ്റ്റിക് തുടങ്ങിയ രാസവസ്തുക്കള്‍ ഉണ്ടാക്കുന്നതിലും ഉല്‍പ്രേരകങ്ങളായി ഘനലോഹങ്ങളും മറ്റും ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്. ഉത്‌പ്രേരകങ്ങള്‍ രാസപ്രവര്‍ത്തനങ്ങളുടെ വേഗം കൂട്ടുന്നവയാണ്. ചില പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ നടക്കാന്‍ ഉത്‌പ്രേരകങ്ങള്‍ കൂടിയേ തീരൂ. പ്രകൃതിയിലേക്ക് നോക്കിയാല്‍ കോശങ്ങളിലെ പല രാസപ്രവര്‍ത്തനങ്ങളും നടക്കാന്‍ സഹായിക്കുന്നത് എന്‍സൈമുകള്‍ എന്ന് നാം വിളിക്കുന്ന ഉല്‍പ്രേരകങ്ങളാണ്. എന്തുകൊണ്ട് ഇത്തരം ഉല്‍പ്രേരകങ്ങള്‍ വികസിപ്പിച്ചെുകൂട എന്ന് ഫ്രാന്‍സെസ് ചിന്തിച്ചു. 

കാര്യങ്ങള്‍ പക്ഷെ അത്ര എളുപ്പമായിരുന്നില്ല. എന്‍സൈമുകള്‍ എന്നാല്‍ പ്രോട്ടീനുകളാണ്. പ്രോട്ടീന്‍ എന്നുവച്ചാല്‍ അമീനോ ആസിഡ് തന്മാത്രകളുടെ ശൃംഖലയും. വെറും ശൃംഖലയല്ല, കൃത്യമായ രീതിയില്‍ ചുരുണ്ടുകൂടിയ ശൃംഖല. ഒരു പ്രോട്ടീനില്‍ ആയിരക്കണക്കിന് അമീനോ ആസിഡുകള്‍ ഉണ്ടാകാം. ഇവയൊക്കെ ഒരു പ്രത്യേക ക്രമത്തില്‍ ചേര്‍ത്തുവക്കണം. ഫ്രാന്‍സിസ് ആദ്യം ഈ ക്രമം മാറ്റി മോഡല്‍ ചെയ്യാം എന്ന് ചിന്തിച്ചു. എന്നാല്‍ അക്കാലത്തെ, അല്ലെങ്കില്‍ ഇന്നത്തെ കമ്പ്യൂട്ടര്‍ പവര്‍ ഉപയോഗിച്ചുപോലും എളുപ്പമല്ലാത്ത കാര്യമായിരുന്നു അത്. 

അങ്ങനെയിരിക്കെ, അവര്‍ കാര്യങ്ങള്‍ മാറ്റി ചിന്തിച്ചു. പ്രകൃതിയില്‍ കോശങ്ങള്‍ ഇത്ര സങ്കീര്‍ണ്ണമായ എന്‍സൈമുകള്‍ ഉണ്ടാക്കുന്നെങ്കില്‍, അവയെകൊണ്ടു തന്നെ തനിക്കു വേണ്ട എന്‍സൈമുകള്‍ ഉത്പ്പാദിപ്പിച്ചു കൂടേ എന്നവര്‍ ചിന്തിച്ചു. അതായത് പ്രകൃതിയെ കൊണ്ടുതന്നെ ഏറ്റവും യോജിച്ച എന്‍സൈമുകള്‍ ഉണ്ടാക്കിപ്പിക്കുക. പരിണാമം ആയിരുന്നു അതിനുള്ള വിദ്യ! 

സബ്ടിലിസിന്‍ (subtilisin) എന്ന എന്‍സൈം നിര്‍മിക്കാനായിരുന്നു ഫ്രാന്‍സെസിന്റെ ആദ്യ ശ്രമം. ഈ എന്‍സൈം ഒരു ഓര്‍ഗാനിക് ദ്രാവകത്തില്‍ (DMF) രാസപ്രവര്‍ത്തനങ്ങളുടെ ഉല്‍പ്രേരകമായി പ്രവര്‍ത്തിക്കും. ആദ്യം ഉണ്ടായിരുന്ന, ഈ എന്‍സൈം ഉണ്ടാക്കുന്ന  ജീനുകള്‍ അത്ര ശക്തമായ എന്‍സൈം ഉണ്ടാക്കിയിരുന്നില്ല. അതിന്റെ കാര്യക്ഷമത കൂട്ടുകയായിരുന്നു ഫ്രാന്‍സെസിന്റെ ലക്ഷ്യം. അവര്‍ ആ എന്‍സൈം ഉണ്ടാക്കുന്ന ആദ്യത്തെ ജീനുകളുടെ അനേകം കോപ്പികളില്‍ പ്രത്യേകിച്ചൊരു ക്രമവുമില്ലാതെ മ്യൂട്ടേഷനുകള്‍ ഉണ്ടാക്കി. 

Evolution and Nobel Prize, Frances H. Arnold
ഫ്രാന്‍സെ​സ് ആര്‍നോള്‍ഡ്. ചിത്രം കടപ്പാട്: Reuters

 

മ്യൂട്ടേഷനുകള്‍ ഉണ്ടാക്കുന്നതിനു 'Random Mutagenesis' എന്നാണ് വിളിക്കുന്നത്. ഇതിനു വിവിധ മാര്‍ഗ്ഗങ്ങളുണ്ട്. അത്തരം മ്യൂട്ടേഷനുകള്‍ ഉണ്ടാക്കിയ ജീനുകള്‍ അവര്‍ ബാക്ടീരിയയില്‍ സന്നിവേശിപ്പിച്ചു. മ്യൂട്ടേഷനുകള്‍ക്ക് അനുസരിച്ച് ആയിരക്കണക്കിന് വ്യത്യസ്തങ്ങളായ എന്‍സൈമുകള്‍ ബാക്ടീരിയ ഉണ്ടാക്കി. 

പരിണാമപ്രക്രിയയിലെ സുപ്രധാന ഘട്ടമാണ് അര്‍ഹതയുള്ളവയുടെ അതിജീവനം (survival of the fittest). അതായത് ആവാസവ്യവസ്ഥയില്‍ അതിജീവിക്കുന്ന, കൂടുതല്‍ കുഞ്ഞുങ്ങളെ ഉല്‍പ്പാദിപ്പിക്കുന്ന ജീവികളുടെ ജീനുകള്‍ പെരുകുന്നു. ഫ്രാന്‍സിസിന്റെ കൃത്രിമ പരിണാമപ്രക്രിയയില്‍ ഈ ഘട്ടത്തിന് 'തിരെഞ്ഞെടുപ്പ് ' (selection) എന്നാണ് വിളിക്കുന്നത്. ഇവിടെ തിരെഞ്ഞെടുക്കുന്നത് പ്രകൃതിയിലെ പോലെ സ്വാഭാവികമായല്ല, മറിച്ച് മനുഷ്യനാണ്.  ഇതിനു ഒരു ദിശയിലേക്കുള്ള പരിണാമം (directed evolution) എന്നാണ് വിളിക്കുന്നത്. ആവാസവ്യവസ്ഥയും തിരെഞ്ഞെടുപ്പും നമുക്ക് വേണ്ട രീതിയില്‍ ആയതിനാല്‍ ബാക്റ്റീരിയ നമുക്ക് വേണ്ട പ്രോട്ടീനുകള്‍ ഉണ്ടാക്കും. അല്ലെങ്കില്‍ നമുക്ക് വേണ്ടതിനോടു കുറച്ചെങ്കിലും അനുയോജ്യമായ എന്‍സൈമുകള്‍ ഉണ്ടാക്കുന്നവയുടെ എണ്ണം നാം മനപ്പൂര്‍വ്വം കൂട്ടും. ഇതിങ്ങനെ പല തലമുറ തുടര്‍ന്ന് ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ എന്‍സൈം ഉണ്ടാക്കും. 

സബ്ടിലിസിന്‍ എന്ന എന്‍സൈം പാലില്‍ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന കസേയിന്‍ (casein) എന്ന പ്രോട്ടീനിനെ വിഘടിപ്പിക്കും. അവര്‍ ഓര്‍ഗാനിക് ദ്രാവകത്തില്‍ ചേര്‍ത്ത കസേയിന്‍ പ്രോട്ടീനിനെ ഏറ്റവും നന്നായി വിഘടിപ്പിച്ച ബാക്റ്റീരിയകളെ തിരെഞ്ഞെടുത്തു. അവയില്‍ നിന്നും സബ്ടിലിസിന്‍ ഉണ്ടാക്കുന്ന ജീനുകള്‍ വേര്‍ത്തിരിച്ചെടുത്ത് അനേകം കോപ്പികള്‍ ഉണ്ടാക്കി. അവയില്‍ വീണ്ടും ക്രമമില്ലാതെ അനേകം മ്യൂട്ടേഷനുകള്‍ ഉണ്ടാക്കി. വീണ്ടും ബാക്ടീരിയയില്‍ പ്രവേശിപ്പിച്ചു. ബാക്റ്റീരിയ വീണ്ടും പല തരത്തിലുള്ള സബ്ടിലിസിന്‍ എന്‍സൈം ഉണ്ടാക്കി. ഏറ്റവും നന്നായി കസേയിന്‍ പ്രോട്ടീനിനെ വിഘടിപ്പിച്ച ബാക്ട്ടീരിയെ അവര്‍ വീണ്ടും തിരെഞ്ഞെടുത്തു. മൂന്നാംഘട്ടം ആയപ്പോള്‍ തന്നെ ആദ്യത്തേക്കാള്‍ 256 മടങ്ങ് നന്നായി പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന എന്‍സൈം ഉണ്ടാക്കാന്‍ അവര്‍ക്ക് സാധിച്ചു. 

ഫ്രാന്‍സെസിന്റെ ലാബില്‍ സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ട എന്‍സൈമുകള്‍ വളരെ ശക്തമായതും വൈവിധ്യമാര്‍ന്നതും ആയിരുന്നു. പ്രകൃതിയില്‍ ഇല്ലാത്ത രാസപ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ പോലും ത്വരിതപ്പെടുത്താന്‍ സഹായിക്കുന്ന ഉത്‌പ്രേരകങ്ങള്‍ അവര്‍ ഉണ്ടാക്കി. ഇത് പുതിയതരം രാസപ്രവര്‍ത്തനങ്ങളും, ഉല്‍പ്പന്നങ്ങളും ഉണ്ടാക്കാന്‍ സഹായിക്കും. ഫാര്‍മസി ഗവേഷങ്ങങ്ങളില്‍ പുതിയ മരുന്നുകള്‍ ഉണ്ടാക്കാന്‍ ഇത്തരം ഗവേഷണങ്ങള്‍ സഹായിക്കും. അപകടകാരികളായ ലോഹങ്ങള്‍ക്ക് പകരം അതിലും ശക്തമായ ജൈവ എന്‍സൈമുകള്‍ അവര്‍ ഉണ്ടാക്കി; അല്ലെങ്കില്‍ ബാക്ട്ടീരിയകളെകൊണ്ട് നിര്‍മിച്ചു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഗ്ലുക്കോസ് പോലെയുള്ള പഞ്ചസാരകളെ ഐസോബ്യൂട്ടനോള്‍ (iosbutanol) ആക്കിമാറ്റുന്ന എന്‍സൈം അവര്‍ ഉണ്ടാക്കിയെടുത്തു. ഇത് ജൈവഇന്ധനം ഉണ്ടാക്കാന്‍ സഹായിക്കും. 

പൂര്‍ണ്ണമായും മനുഷ്യന്റെ നിയന്ത്രണത്തില്‍ നടന്ന പരിണാമമാണിത്. മ്യൂട്ടേഷനുകള്‍ നമ്മള്‍ ഉണ്ടാക്കുന്നു. ആവാസവ്യവസ്ഥ നാം നിര്‍ണ്ണയിക്കുന്നു. തിരെഞ്ഞെടുപ്പും നാം നടത്തുന്നു. പ്രകൃതിയില്‍ സ്വാഭാവികമായി സംഭവിക്കുന്ന കാര്യങ്ങളുടെ നിയന്ത്രണം നാം കയ്യിലെടുത്തു. 

Directed evolution എന്ന ആശയം വിജയകരമായി നടപ്പാക്കിയ മറ്റൊരു വ്യക്തിയായിരുന്നു വില്യം സ്‌റെമ്മര്‍ (അദ്ദേഹം 2013-ല്‍ അന്തരിച്ചു). ഡിഎന്‍എ യില്‍ ജീനുകളുടെ പല  വകഭേദങ്ങള്‍ (പല മ്യൂട്ടേഷനുകള്‍ ഉള്ള ഒരേ ജീനുകള്‍) കഷ്ണങ്ങളാക്കി വീണ്ടും പല പല കഷണങ്ങള്‍ കൂട്ടിയോജിപ്പിച്ച് ജീന്‍ ഉണ്ടാക്കിയാല്‍ കൂടുതല്‍ വ്യതിയാനങ്ങള്‍ ഉണ്ടാക്കാം എന്നദേഹം കാട്ടിത്തന്നു. ഇത് പരിണാമത്തിന്റെ വേഗം കൂട്ടും. സമാനമായ പ്രവര്‍ത്തനം ലൈംഗീക പ്രത്യുല്‍പ്പദനത്തിന്റെ ഭാഗമായി കോശങ്ങളില്‍ നടക്കുന്നുണ്ട്. 

Evolution and Nobel Prize,George P. Smith
ജോര്‍ജ് പി.സ്മിത്. ചിത്രം കടപ്പാട്: Reuters

 

2018 ലെ കെമിസ്ട്രി നോബേല്‍ ജേതാക്കളില്‍ ഒരാളായ ജോര്‍ജ് സ്മിത്ത് തന്റെ ഗവേഷണം മറ്റൊരുവിധത്തിലാണ് ചെയ്തത്. അദ്ദേഹം ബാക്ടീരിയയില്‍ തനിക്കു വേണ്ട ജീനുകള്‍ എത്തിക്കാന്‍ മറ്റൊരു 'ജീവിയെ' ഉപയോഗിച്ചു. അവയാണ് ബാക്ടീരിയയെ ആക്രമിക്കുന്ന വൈറസുകള്‍. അവയെ ബാക്ടീരിയോഫെജസ് (bacteriophages) എന്നാണ് വിളിക്കുന്നത്. 

തങ്ങള്‍ ആക്രമിക്കുന്ന കോശങ്ങളില്‍ അതിന്റെ ജനിതക വസ്തു എത്തിക്കുകയാണ് വൈറസുകള്‍ ചെയ്യുന്നത്. കോശത്തിനുള്ളില്‍ കയറിക്കഴിഞ്ഞാല്‍ ഈ വൈറസുകള്‍ കോശത്തിന്റെ പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ ഹൈജാക്ക് ചെയ്യും. ആ കോശത്തിലെ സംവിധാനങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ച് പുതിയ വൈറസുകളെ ഉണ്ടാക്കാനുള്ള പ്രവര്‍ത്തനം അവ നടത്തും. 

വൈറസുകളുടെ ഡിഎന്‍എ യില്‍ തനിക്കു വേണ്ട ജീനുകളുടെ പല പല വേര്‍ഷനുകളും സ്മിത്ത് കൂട്ടിച്ചേര്‍ത്തു. അങ്ങനെ മാറ്റം വന്ന വൈറസുകളെ ബാക്ടീരിയയെ  ആക്രമിക്കാന്‍ അനുവദിച്ചു. അതുവഴി ബാക്ടീരിയയുടെ ഉള്ളില്‍ നിന്ന് പുതിയ വൈറസുകള്‍ പുറത്തുവന്നു. ഈ വൈറസ് 'കുഞ്ഞുങ്ങളുടെ' പുറത്ത്, കൂട്ടിചേര്‍ത്ത ജീനുകള്‍ പുതിയ പ്രോട്ടീനുകളും ഉണ്ടാക്കിയിരുന്നു. ചുരുക്കിപ്പറഞ്ഞാല്‍ ജീനുകളുമായി വൈറസ് ബാക്ടീരിയയുടെ ഉള്ളില്‍ പോയി നമുക്ക് വേണ്ട  പ്രോട്ടീനുകള്‍ ഉണ്ടാക്കി അവയുമായി പുറത്തേക്ക്  വരും.  ഈ പ്രക്രിയയെ ഫേജ് ഡിസ്‌പ്ലേ (phage display) എന്നാണ് വിളിക്കുന്നത്.

ഇത്തവണത്തെ കെമിസ്ട്രി നോബല്‍ ജേതാക്കളില്‍ ഒരാളായ ഗ്രിഗറി വിന്റര്‍ (Greg Winter) ഈ വിദ്യ രോഗങ്ങള്‍ക്കെതിരെ പൊരുതാനുള്ള ആന്റിബോഡികള്‍ അല്ലെങ്കില്‍ പ്രതിദ്രവ്യങ്ങള്‍ ഉണ്ടാക്കുവാന്‍ വേണ്ടി ഉപയോഗിച്ചു. പ്രതിദ്രവ്യങ്ങളും പ്രോട്ടീനുകളാണ്. 

ഈ പ്രതിദ്രവ്യങ്ങള്‍ക്ക് ചില പ്രത്യേക ആകൃതികളുണ്ട്. നമ്മുടെ രോഗപ്രതിരോധ സംവിധാനത്തിന്റെ ഭാഗമായി ശരീരത്തില്‍ അനേകായിരം വിവിധ ആകൃതികളിലുള്ള ആന്റിബോഡികളുണ്ട്. നമുക്ക് രോഗങ്ങള്‍ ഉണ്ടാക്കുന്ന സൂക്ഷ്മജീവികളുടെ പുറത്ത്, അല്ലെങ്കില്‍ അവ ഉണ്ടാക്കുന്ന പ്രോട്ടീനികളെ ആന്റിജന്‍ (antigen) പ്രോട്ടീനുകള്‍ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ആന്റിജന്‍  പ്രോട്ടീനുകളുടെ ആകൃതിയുമായി കൂടിച്ചേരാന്‍ ഏതാണ്ട് യോജിക്കുന്ന ആന്റിബോഡി നമ്മുടെ കൈവശം ഉണ്ടായിരിക്കും. ഈ ആന്റിബോഡികള്‍ കടന്നുകയറ്റക്കാരുടെ പ്രോട്ടീനുകളുമായി ബന്ധിപ്പിക്കപ്പെട്ടാല്‍ അവയെ നിര്‍വ്വീര്യമാക്കും. തുടര്‍ന്ന്, നമ്മുടെ രോഗപ്രതിരോധസംവിധാനം കൂടുതല്‍ ആന്റിബോഡികള്‍ ഉണ്ടാക്കുവാനും കടന്നുകയറിയവര്‍ക്കെതിരെ പോരുതുവാനും തുടങ്ങും. 

ശരീരത്തില്‍, പുറത്തു നിന്നും എത്തുന്ന ദോഷകരമായ പ്രോട്ടീനുകള്‍ മാത്രമല്ല, വിവിധ രോഗങ്ങളുടെ, ഉദാഹരണത്തിന് ക്യാന്‍സറിന്റെ ഭാഗമായി ഉണ്ടാക്കപ്പെടുന്ന പ്രോട്ടീനുകളും ഉണ്ടാകും. ഈ ആന്റിജനുമായി കൃത്യമായി ബന്ധിപ്പിക്കപ്പെടാന്‍ സഹായിക്കുന്ന പ്രതിദ്രവ്യങ്ങള്‍ ഉണ്ടെങ്കില്‍ ഈ രോഗങ്ങളെ നേരിടാന്‍ അത് സഹായിക്കും. എല്ലാ വിധത്തിലുള്ള ആന്റിബോഡികളും നമ്മുടെ ശരീരത്തില്‍ ഇല്ലാത്തതിനാല്‍ അവ ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കാന്‍ സാധിക്കണം. പക്ഷെ  സങ്കീര്‍ണ്ണമായ പ്രോട്ടീനുകള്‍ ആയതിനാല്‍ എന്‍സൈമുകള്‍ പോലെ തന്നെ ഇവയും കൃത്രിമമായി ലാബില്‍ ഉണ്ടാക്കാന്‍ സാധിക്കില്ല. 

ഈ അവസരത്തിലാണ് ബാക്ട്ടീരിയയെ ഉപയോഗിച്ച് വിന്റര്‍ നമുക്ക് വേണ്ട ആന്റിബോഡികള്‍ അഥവാ പ്രതിദ്രവ്യങ്ങള്‍ ഉണ്ടാക്കാന്‍ തുടങ്ങിയത്. ആന്റിബോഡികള്‍ ഉണ്ടാക്കുന്ന ജീനുകളുടെ അനേകം വിവിധ പകര്‍പ്പുകള്‍ (പലവിധ മ്യൂട്ടേഷനുകള്‍ വരുത്തിയവ) ബാക്ടീരിയയെ ആക്രമിക്കുന്ന വൈറസുകളില്‍ ചേര്‍ത്തു. വൈറസുകള്‍ ബാക്ടീരിയയുടെ ഉള്ളില്‍ കയറിക്കൂടി പുതിയ വൈറസുകളെ ഉണ്ടാക്കാന്‍ തുടങ്ങി. എങ്ങനെ ബാക്ടീരിയയുടെ ഉള്ളില്‍ കയറിക്കൂടി കാര്യങ്ങള്‍ നടത്തണമെന്നത് വൈറസുകള്‍ക്കറിയാം.

ഇങ്ങനെ ഉണ്ടായ ലക്ഷക്കണക്കിന് വൈറസുകള്‍ 'കുഞ്ഞുങ്ങള്‍' അവയുടെ പുറത്ത് ചെറുതായി വ്യത്യസ്തമായ ആന്റിബോഡികള്‍ വഹിച്ചിരുന്നു. ചില വൈറസുകളുടെ പുറത്തെ ആന്റിബോഡികള്‍ നമുക്ക് നിര്‍വ്വീര്യം ആക്കേണ്ട ആന്റിജന്‍ പ്രൊട്ടീനുകളുമായി ഏറ്റവും നന്നായി കൂടിച്ചേര്‍ന്നു. ആ വൈറസുകളെ വേര്‍തിരിച്ചെടുത്ത് അവയില്‍നിന്നും ആന്റിബോഡി ഉണ്ടാക്കുന്ന ജീനും എടുത്തു. വീണ്ടും ആ ജീനുകളുടെ ലക്ഷക്കണക്കിന് കോപ്പികള്‍ ഉണ്ടാക്കി. ഈ കോപ്പികളില്‍ ക്രമമില്ലാത്ത അനേകം മ്യൂട്ടേഷനുകള്‍ വരുത്തി. വീണ്ടും വൈറസുകളില്‍ ചേര്‍ത്തു. വൈറസ് ബാക്ടീരിയയെ ആക്രമിച്ചു. വീണ്ടും ആന്റിബോഡികള്‍ ഉണ്ടാക്കി. വീണ്ടും ഏറ്റവും ബെസ്റ്റ് ആന്റിബോഡികള്‍ തിരെഞ്ഞെടുത്തു. ഈ വട്ടംകളി ഇങ്ങനെ തുടര്‍ന്നുപോയി, വളരെ കൃത്യമായി ആന്റിജനുമായി കൂടിച്ചേരുന്ന ആകൃതിയിലുള്ള ആന്റിബോഡികള്‍ ഉണ്ടാക്കാന്‍ സാധിച്ചു.  

Evolution and Nobel Prize, Sir Gregory P. Winter
സര്‍ ഗ്രിഗറി പി. വിന്റര്‍. ചിത്രം കടപ്പാട്: University of Camebridge

 

ആന്റിബോഡികളുടെ നിര്‍മ്മാണത്തിനു ഇത്ര കഷ്ടപ്പാടുണ്ടോ എന്ന് നിങ്ങള്‍ ചിന്തിച്ചേക്കാം. ആന്റിജന്‍ പ്രോട്ടീനുകള്‍ കുതിരയിലോ, എലിയിലോ കുത്തിവച്ചാല്‍ അവ ആന്റിബോഡികള്‍ ഉണ്ടാക്കുമല്ലോ. അവ വേര്‍ത്തിരിച്ചെടുത്താല്‍ മതിയല്ലോ. പക്ഷെ പ്രശ്‌നമുണ്ട്. ഈ ജീവികള്‍ ഉണ്ടാക്കുന്ന ആന്റിബോഡികള്‍ക്ക് അത്ര പെര്‍ഫെക്ഷന്‍ ഉണ്ടാകില്ല. എന്നാല്‍ പരിണാമത്തിലൂടെ ഏറ്റവും പെര്‍ഫെക്റ്റ് ആയ ആന്റിബോഡികള്‍ രൂപപ്പെടുത്താം. മൃഗങ്ങളില്‍ കുത്തിവച്ചുണ്ടാക്കുമ്പോള്‍ വേറെയും പ്രശ്‌നങ്ങളുണ്ട്. ജീവികളില്‍ ആന്റിജന്‍ കുത്തിവച്ചു ആന്റിബോഡികള്‍ ഉണ്ടാക്കുക അത്ര എളുപ്പമല്ല. കാരണം ഉണ്ടാകുന്ന ആന്റിബോഡികളെ ആ ജീവിയുടെ രോഗപ്രതിരോധ സംവിധാനം ആക്രമിക്കാം. ഇതൊക്കെ കൃത്യമായ ആന്റിബോഡികളുടെ നിര്‍മ്മാണത്തിന്  ബുദ്ധിമുട്ടുണ്ടാക്കും. 

പരിണാമ തത്വം ഉപയോഗിച്ച് ആന്റിബോഡികള്‍ ഉണ്ടാക്കുന്ന ഒരു കമ്പനി തന്നെ വിന്റര്‍ സ്ഥാപിച്ചു. ഈ സ്ഥാപനം ഉണ്ടാക്കിയ ഒരു ആന്റിബോഡിയാണ് 'adalimumab'. ഇത്, നീരുവീക്കം ഉണ്ടാകുമ്പോള്‍ ശരീരം ഉണ്ടാക്കുന്ന TNF-alpha എന്ന പ്രോട്ടീനിനെ നിര്‍വ്വീര്യമാക്കുന്നു. അതുപോലെ ആന്ത്രാക്‌സ് ബാക്ടീരിയ ഉണ്ടാക്കുന്ന വിഷത്തെ നിര്‍വ്വീര്യമാക്കുന്ന ആന്റിബോഡിയും ഇങ്ങനെ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. അല്‍ഷൈമേഴ്‌സ് രോഗത്തെ ചികിത്സിക്കുന്ന ആന്റിബോഡിയും ഈ വിദ്യയിലൂടെ വികസിപ്പിക്കാന്‍ ശ്രമിച്ചുവരികയാണ്.

മുകളില്‍ നാം കണ്ടതും, പ്രകൃതിയില്‍ സ്വാഭാവികമായി നടക്കുന്ന പരിണാമവും തമ്മില്‍ അടിസ്ഥാനപരമായി യാതൊരു വ്യത്യാസവുമില്ല. പ്രകൃതിയിലെ ആവാസവ്യവസ്ഥകള്‍ക്ക് പകരം നാം ഇവിടെ ആവസവ്യവസ്ഥ നിര്‍ണ്ണയിക്കുന്നു. ഏതുതരം ഗുണങ്ങളുള്ള ജീവികളെ (ജീനുകളെ) തിരെഞ്ഞെടുക്കണം എന്നതും നാം തീരുമാനിക്കുന്നു. അത്രതന്നെ വ്യത്യാസം. 

മനുഷ്യന്റെ കൃത്രിമ തിരെഞ്ഞെടുപ്പിലൂടെ ജീവികള്‍ പരിണമിക്കുന്നത് അത്ര പുതിയ കാര്യമൊന്നുമല്ല. അവ നിങ്ങളുടെ കണ്‍മുമ്പിലുണ്ട്. നാം കാണുന്ന വ്യത്യസ്ത നായകള്‍ ഇങ്ങനെ സ്വഭാവഗുണങ്ങള്‍ അനുസരിച്ച് ഇണചേരാന്‍ അനുവദിച്ച് ഉണ്ടാക്കിയെടുത്തവയാണ്. 

Directed Evolution മനുഷ്യന്റെ കയ്യിലെ വളരെ ശക്തമായ ആയുധമാണ്. മനുഷ്യരാശിയുടെ നിലനില്‍പ്പിനു വേണ്ടി ജീവികളെ സ്വഭാവികമായ പരിണാമത്തില്‍ നിന്നും മാറ്റി തങ്ങള്‍ക്കു അനുകൂലമാക്കാന്‍ ഇത് സഹായിക്കും. ബാക്ടീരിയ പോലെയുള്ള സൂക്ഷ്മജീവികള്‍ നമ്മുടെ മരുന്നുകള്‍ക്കെതിരെ പ്രതിരോധശേഷി നേടിക്കൊണ്ടിരിക്കുകയാണല്ലോ. കണ്ണിനുമുന്‍പില്‍ കാണുന്നില്ലെങ്കിലും ഒരിക്കല്‍ ഇത് മനുഷ്യന്റെ വംശനാശത്തിനു തന്നെ കാരണമായേക്കാം. എന്നാല്‍ അത്തരം ബാക്ടീരിയകളുടെ പരിണാമവും നാം കയ്യിലെടുക്കും. മുള്ളുകൊണ്ടുതന്നെ മുള്ളിനെ നീക്കും. മനുഷ്യന്‍, ഒരുപക്ഷെ, ഇങ്ങനെ ഇവിടെ ഭൂമിയില്‍ തുടര്‍ന്നുകൊണ്ടേയിരിക്കും. 

* അവലംബം: The Nobel Prize in Chemistry 2018