a Mathrubhumi initiative
മനുഷ്യശരീരത്തില് നാല്പ്പിരിയന് ഡി.എന്.എ.യും!
Posted on: 21 Jan 2013
-സ്വന്തം ലേഖകന്
ഇന്ത്യന് വംശജനായ ശങ്കര് ബാലസുബ്രഹ്മണ്യത്തിന്റെ മേല്നോട്ടത്തില് നടന്ന കണ്ടെത്തല് തന്മാത്രാജീവശാസ്ത്രത്തില് പുതിയ വഴിത്തിരിവാകും. അര്ബുദത്തിനെതിരെയുള്ള പോരാട്ടത്തിനും ഈ കണ്ടെത്തല് കരുത്തു പകരും
ഡി.എന്.എ. എന്നു കേള്ക്കുമ്പോള് നമ്മുടെ മനസിലെത്തുക ഇരട്ടപ്പിരിയന് ഗോവണിയുടെ ആ പ്രസിദ്ധമായ ആകൃതിയാണ്. അറുപത് വര്ഷമായി ശാസ്ത്രലോകത്ത് ഉറച്ചുപോയ ആ സങ്കല്പ്പത്തിന് ഭേദഗതി വരുത്തേണ്ട സമയമെത്തിയിരിക്കുന്നു. ഇരട്ടപ്പിരിയന് ഇഴകളുടെ ആകൃതിയില് മാത്രമല്ല, നാല്പ്പിരിയന് ഇഴകളുടെ രൂപത്തിലും മനുഷ്യകോശങ്ങളില് ഡി.എന്.എ. ഉണ്ടെന്നാണ് പുതിയ കണ്ടെത്തല്.
കേംബ്രിഡ്ജില് ഇന്ത്യന് വംശജനായ പ്രൊഫ.ശങ്കര് ബാലസുബ്രഹ്മണ്യന്റെ മേല്നോട്ടത്തില് കഴിഞ്ഞ പത്തുവര്ഷമായി നടന്ന പഠനമാണ്, ജീവതന്മാത്രാശാസ്ത്രത്തില് നൂതന അധ്യായം എഴുതിച്ചേര്ക്കുന്ന കണ്ടുപിടിത്തത്തിന് വഴിതെളിച്ചത്. പുതിയ ലക്കം 'നേച്ചര് കെമിസ്ട്രി'യില് പഠനവിവരം ഗവേഷര് പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു.
'ജീവന്റെ തന്മാത്ര' എന്നാണ് ഡി.എന്.എ.അറിയപ്പെടുന്നത്. ജീവല്പ്രവര്ത്തങ്ങള്ക്ക് ആവശ്യമായ മുഴുവന് രാസനിര്ദേശങ്ങളും കോഡുചെയ്യപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത് ഡി.എന്.എ.യിലാണ്. ആ തന്മാത്രയ്ക്ക് ഇരട്ടപ്പിരിയന് ഗോവണിയുടെ ഘടനയാണ് (double helix) ഉള്ളതെന്ന് ഫ്രാന്സിസ് ക്രിക്കും ജെയിംസ് വാട്സണും ചേര്ന്ന് കണ്ടെത്തിയിട്ട് ഫിബ്രവരിയില് 60 വര്ഷം തികയാനിരിക്കെയാണ്, ഡി.എന്.എ.നാല്പ്പിരിയന് രൂപത്തിലും (quadruple helix) മനുഷ്യരിലുണ്ടെന്ന കണ്ടെത്തല്.
അര്ബുദബാധയുമായി നാല്പ്പിരിയന് ഡി.എന്.എ.ഘടനയ്ക്ക് ബന്ധമുണ്ടെന്നാണ് ഗവേഷകര്ക്ക് ലഭിച്ച സൂചന. ഭാവിയില് അര്ബുദം നേരിടാന് ഈ കണ്ടെത്തല് ഹായിച്ചേക്കും.
'നാല്പ്പിരിയന് ഘടനകളെ അമര്ച്ച ചെയ്യാന്, കോശവിഭജനം തടഞ്ഞാല് മതിയെന്ന ഞങ്ങള് കണ്ടത് വലിയ ആവേശമുണത്തുന്നു' -കേംബ്രിഡ്ജില് ഡിപ്പാര്ട്ട്മെന്റ് ഓഫ് കെമിസ്ട്രിയിലെ പ്രൊഫ.ബാലസുബ്രഹ്മണ്യന് പറഞ്ഞു. ചില പ്രത്യേക ജനിതക സവിശേഷതയുള്ള കോശങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ടോ, അല്ലെങ്കില് തകരാര് വന്ന കോശങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ടോ ആണ് നാല്പ്പിരിയന് ഘടനകള് പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നതെന്ന് കരുതേണ്ടിയിരിക്കുന്നു - അദ്ദേഹം പറഞ്ഞു.
1953 ല് വാട്സണും ക്രിക്കും ചേര്ന്ന് നടത്തിയ കണ്ടെത്തലോടെ ആരംഭിച്ച ഡി.എന്.എ.യുടെ കഥ, ഉദ്വേഗഭരിതമായി ഇപ്പോഴും തുടരുന്നു എന്നാണ് കേംബ്രിഡ്ജ് സംഘത്തിന്റെ കണ്ടുപിടിത്തം വ്യക്തമാക്കുന്നത്.
ചെന്നൈയില് ജനിച്ച് ബ്രിട്ടനിലേക്ക് കുടിയേറിയ ഗവേഷകനാണ് പ്രൊഫ.ബാലസുബ്രഹ്മണ്യന്. അദ്ദേഹത്തിന് കീഴില് കഴിഞ്ഞ ഒരു പതിറ്റാണ്ടായി നടക്കുന്ന ഗവേഷണമാണ് മനുഷ്യകോശങ്ങളിലെ നാല്പ്പിരിയന് ഡി.എന്.എ.യുടെ കണ്ടുപിടിത്തത്തിലേക്ക് നയിച്ചത്. നാല്പ്പിരിയന് ഇഴകള് ചേര്ന്ന ഡി.എന്.എ.ഭാഗം ടെസ്റ്റ്ട്യൂബില് സൃഷ്ടിക്കാന് ഗവേഷകര്ക്ക് മുമ്പുതന്നെ സാധിച്ചിരുന്നു. എന്നാല്, മനുഷ്യകോശങ്ങളില് ഇത്തരം ഡി.എന്.എ.യുടെ സാന്നിധ്യം കണ്ടെത്തുന്നത് ആദ്യമായാണ്.
'ജി-ക്വാഡ്രപ്ലക്സ്' (G-quadruplex) എന്നാണ് നാല്പ്പിരിയന് ഡി.എന്.എ.ഭാഗത്തിന്റെ പേര്. ഇതില് 'ജി' എന്നത് 'ഗ്വാനൈന്' (guanine) എന്ന രാസഗ്രൂപ്പിനെ കുറിക്കുന്നു. ജനിതകവിവരങ്ങള് മുഴുവന് ക്രോഡീകരിച്ചു സൂക്ഷിച്ചിട്ടുള്ള ഡി.എന്.എ.യുടെ നാല് ബേസുകളിലൊന്നാണ് ഗ്വാനൈന് (അഡെനൈന്, സൈറ്റോസൈന്, തൈമൈന് എന്നിവയാണ് മറ്റ് മൂന്ന് ബേസുകള്). ഗ്വാനൈന് രാസഗ്രൂപ്പിന്റെ ആധിക്യമുള്ള ഡി.എന്.എ.ഭാഗങ്ങളിലാണ് നാല്പ്പിരിയന് ഘടകനകള് പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നതായി ഗവേഷകര് കണ്ടത്.
പ്രൊഫ.ബാലസുബ്രഹ്മണ്യന്റെ ലാബില് പ്രവര്ത്തിക്കുന്ന ഗ്യൂലിയ ബിഫിയുടെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഗ്രൂപ്പാണ്, മനുഷ്യകോശങ്ങളില് നാല്പ്പിരിയന് ഡി.എന്.എ.ഘടനകള് പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്ന കാര്യം തിരിച്ചറിഞ്ഞത്.
മനുഷ്യ ഡി.എന്.എ.യില് നാല്പ്പിരിയന് ഘടനകളുണ്ടെങ്കില് ആ മേഖലയില് അടിഞ്ഞുകൂടാന് പാകത്തിലുള്ള ഒരിനം പ്രതിദ്രവ്യ പ്രോട്ടീനുകള് ബിഫിയും സംഘവും രൂപപ്പെടുത്തി. ഫ്ലൂറസെന്റ് മാര്ക്കറുകള് കൂട്ടിച്ചേര്ത്ത് ആ പ്രോട്ടീനുകള് ഉപയോഗിച്ചപ്പോള്, നാല്പ്പിരിയന് ഘടനകള് പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നത് തിരിച്ചറിയാനും അവയെ ചിത്രീകരിക്കാനും ഗവേഷകര്ക്ക് കഴിഞ്ഞു.
കോശവിഭജനത്തിന് മുന്നോടിയായി ഡി.എന്.എയുടെ പകര്പ്പ് രൂപപ്പെടുന്ന ഘട്ടത്തിന് 'എസ്-ഫേസ്' (s-phase) എന്നാണ് പേര്. ആ ഘട്ടത്തിലാണ് നാല്പ്പിരിയന് ഡി.എന്.എ.ഘടനകള് കൂടുതലായി പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നതെന്ന് ബിഫിയും സംഘവും നിരീക്ഷിച്ചു.
കോശങ്ങള് അനിയന്ത്രിതമായി ഭ്രാന്തെടുത്ത് പെരുകുന്നതാണ് അര്ബുദത്തിന് കാരണം. സ്വാഭാവികമായും, കോശവിഭജന വേളയിലാണ് നാല്പ്പിരിയന് ഡി.എന്.എ.പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നത് എന്നകാര്യം അര്ബുദ ഗവേഷണത്തില് പ്രസക്തമാണെന്ന് പ്രൊഫ.ബാലസുബ്രഹ്മണ്യന് പറഞ്ഞു.
നാല്പ്പിരിയന് ഡി.എന്.എ.യുടെ ധര്മമെന്താണെന്ന് ഇപ്പോഴും ഗവേഷകര്ക്ക് അറിയില്ല. കോശവിഭജനവേളയില് ഡി.എന്.എ.യുടെ പകര്പ്പുണ്ടാകുന്ന പ്രക്രിയ അമര്ച്ച ചെയ്താല്, നാല്പ്പിരിയന് ഡി.എന്.എ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നത് കാര്യമായി കുറയുന്നു. അര്ബുദ ഗവേഷണരംഗത്ത് പുതിയ കണ്ടെത്തലിന്റെ പ്രാധാന്യം വ്യക്തമാക്കുന്നതാണ് ഈ നിരീക്ഷണം.
കേംബ്രിഡ്ജില് ഇന്ത്യന് വംശജനായ പ്രൊഫ.ശങ്കര് ബാലസുബ്രഹ്മണ്യന്റെ മേല്നോട്ടത്തില് കഴിഞ്ഞ പത്തുവര്ഷമായി നടന്ന പഠനമാണ്, ജീവതന്മാത്രാശാസ്ത്രത്തില് നൂതന അധ്യായം എഴുതിച്ചേര്ക്കുന്ന കണ്ടുപിടിത്തത്തിന് വഴിതെളിച്ചത്. പുതിയ ലക്കം 'നേച്ചര് കെമിസ്ട്രി'യില് പഠനവിവരം ഗവേഷര് പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു.
'ജീവന്റെ തന്മാത്ര' എന്നാണ് ഡി.എന്.എ.അറിയപ്പെടുന്നത്. ജീവല്പ്രവര്ത്തങ്ങള്ക്ക് ആവശ്യമായ മുഴുവന് രാസനിര്ദേശങ്ങളും കോഡുചെയ്യപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത് ഡി.എന്.എ.യിലാണ്. ആ തന്മാത്രയ്ക്ക് ഇരട്ടപ്പിരിയന് ഗോവണിയുടെ ഘടനയാണ് (double helix) ഉള്ളതെന്ന് ഫ്രാന്സിസ് ക്രിക്കും ജെയിംസ് വാട്സണും ചേര്ന്ന് കണ്ടെത്തിയിട്ട് ഫിബ്രവരിയില് 60 വര്ഷം തികയാനിരിക്കെയാണ്, ഡി.എന്.എ.നാല്പ്പിരിയന് രൂപത്തിലും (quadruple helix) മനുഷ്യരിലുണ്ടെന്ന കണ്ടെത്തല്.
അര്ബുദബാധയുമായി നാല്പ്പിരിയന് ഡി.എന്.എ.ഘടനയ്ക്ക് ബന്ധമുണ്ടെന്നാണ് ഗവേഷകര്ക്ക് ലഭിച്ച സൂചന. ഭാവിയില് അര്ബുദം നേരിടാന് ഈ കണ്ടെത്തല് ഹായിച്ചേക്കും.
'നാല്പ്പിരിയന് ഘടനകളെ അമര്ച്ച ചെയ്യാന്, കോശവിഭജനം തടഞ്ഞാല് മതിയെന്ന ഞങ്ങള് കണ്ടത് വലിയ ആവേശമുണത്തുന്നു' -കേംബ്രിഡ്ജില് ഡിപ്പാര്ട്ട്മെന്റ് ഓഫ് കെമിസ്ട്രിയിലെ പ്രൊഫ.ബാലസുബ്രഹ്മണ്യന് പറഞ്ഞു. ചില പ്രത്യേക ജനിതക സവിശേഷതയുള്ള കോശങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ടോ, അല്ലെങ്കില് തകരാര് വന്ന കോശങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ടോ ആണ് നാല്പ്പിരിയന് ഘടനകള് പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നതെന്ന് കരുതേണ്ടിയിരിക്കുന്നു - അദ്ദേഹം പറഞ്ഞു. 1953 ല് വാട്സണും ക്രിക്കും ചേര്ന്ന് നടത്തിയ കണ്ടെത്തലോടെ ആരംഭിച്ച ഡി.എന്.എ.യുടെ കഥ, ഉദ്വേഗഭരിതമായി ഇപ്പോഴും തുടരുന്നു എന്നാണ് കേംബ്രിഡ്ജ് സംഘത്തിന്റെ കണ്ടുപിടിത്തം വ്യക്തമാക്കുന്നത്.
ചെന്നൈയില് ജനിച്ച് ബ്രിട്ടനിലേക്ക് കുടിയേറിയ ഗവേഷകനാണ് പ്രൊഫ.ബാലസുബ്രഹ്മണ്യന്. അദ്ദേഹത്തിന് കീഴില് കഴിഞ്ഞ ഒരു പതിറ്റാണ്ടായി നടക്കുന്ന ഗവേഷണമാണ് മനുഷ്യകോശങ്ങളിലെ നാല്പ്പിരിയന് ഡി.എന്.എ.യുടെ കണ്ടുപിടിത്തത്തിലേക്ക് നയിച്ചത്. നാല്പ്പിരിയന് ഇഴകള് ചേര്ന്ന ഡി.എന്.എ.ഭാഗം ടെസ്റ്റ്ട്യൂബില് സൃഷ്ടിക്കാന് ഗവേഷകര്ക്ക് മുമ്പുതന്നെ സാധിച്ചിരുന്നു. എന്നാല്, മനുഷ്യകോശങ്ങളില് ഇത്തരം ഡി.എന്.എ.യുടെ സാന്നിധ്യം കണ്ടെത്തുന്നത് ആദ്യമായാണ്.
'ജി-ക്വാഡ്രപ്ലക്സ്' (G-quadruplex) എന്നാണ് നാല്പ്പിരിയന് ഡി.എന്.എ.ഭാഗത്തിന്റെ പേര്. ഇതില് 'ജി' എന്നത് 'ഗ്വാനൈന്' (guanine) എന്ന രാസഗ്രൂപ്പിനെ കുറിക്കുന്നു. ജനിതകവിവരങ്ങള് മുഴുവന് ക്രോഡീകരിച്ചു സൂക്ഷിച്ചിട്ടുള്ള ഡി.എന്.എ.യുടെ നാല് ബേസുകളിലൊന്നാണ് ഗ്വാനൈന് (അഡെനൈന്, സൈറ്റോസൈന്, തൈമൈന് എന്നിവയാണ് മറ്റ് മൂന്ന് ബേസുകള്). ഗ്വാനൈന് രാസഗ്രൂപ്പിന്റെ ആധിക്യമുള്ള ഡി.എന്.എ.ഭാഗങ്ങളിലാണ് നാല്പ്പിരിയന് ഘടകനകള് പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നതായി ഗവേഷകര് കണ്ടത്.
പ്രൊഫ.ബാലസുബ്രഹ്മണ്യന്റെ ലാബില് പ്രവര്ത്തിക്കുന്ന ഗ്യൂലിയ ബിഫിയുടെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഗ്രൂപ്പാണ്, മനുഷ്യകോശങ്ങളില് നാല്പ്പിരിയന് ഡി.എന്.എ.ഘടനകള് പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്ന കാര്യം തിരിച്ചറിഞ്ഞത്.
|
| നാല്പ്പിരിയന് ഡി.എന്.എ.യെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന ചിത്രത്തിന് മുന്നില് പ്രൊഫ.ശങ്കര് ബാലസുബ്രഹ്മണ്യന്. ആനി ന്യൂമാനാണ് ചിത്രകാരി |
മനുഷ്യ ഡി.എന്.എ.യില് നാല്പ്പിരിയന് ഘടനകളുണ്ടെങ്കില് ആ മേഖലയില് അടിഞ്ഞുകൂടാന് പാകത്തിലുള്ള ഒരിനം പ്രതിദ്രവ്യ പ്രോട്ടീനുകള് ബിഫിയും സംഘവും രൂപപ്പെടുത്തി. ഫ്ലൂറസെന്റ് മാര്ക്കറുകള് കൂട്ടിച്ചേര്ത്ത് ആ പ്രോട്ടീനുകള് ഉപയോഗിച്ചപ്പോള്, നാല്പ്പിരിയന് ഘടനകള് പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നത് തിരിച്ചറിയാനും അവയെ ചിത്രീകരിക്കാനും ഗവേഷകര്ക്ക് കഴിഞ്ഞു.
കോശവിഭജനത്തിന് മുന്നോടിയായി ഡി.എന്.എയുടെ പകര്പ്പ് രൂപപ്പെടുന്ന ഘട്ടത്തിന് 'എസ്-ഫേസ്' (s-phase) എന്നാണ് പേര്. ആ ഘട്ടത്തിലാണ് നാല്പ്പിരിയന് ഡി.എന്.എ.ഘടനകള് കൂടുതലായി പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നതെന്ന് ബിഫിയും സംഘവും നിരീക്ഷിച്ചു.
കോശങ്ങള് അനിയന്ത്രിതമായി ഭ്രാന്തെടുത്ത് പെരുകുന്നതാണ് അര്ബുദത്തിന് കാരണം. സ്വാഭാവികമായും, കോശവിഭജന വേളയിലാണ് നാല്പ്പിരിയന് ഡി.എന്.എ.പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നത് എന്നകാര്യം അര്ബുദ ഗവേഷണത്തില് പ്രസക്തമാണെന്ന് പ്രൊഫ.ബാലസുബ്രഹ്മണ്യന് പറഞ്ഞു.
നാല്പ്പിരിയന് ഡി.എന്.എ.യുടെ ധര്മമെന്താണെന്ന് ഇപ്പോഴും ഗവേഷകര്ക്ക് അറിയില്ല. കോശവിഭജനവേളയില് ഡി.എന്.എ.യുടെ പകര്പ്പുണ്ടാകുന്ന പ്രക്രിയ അമര്ച്ച ചെയ്താല്, നാല്പ്പിരിയന് ഡി.എന്.എ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നത് കാര്യമായി കുറയുന്നു. അര്ബുദ ഗവേഷണരംഗത്ത് പുതിയ കണ്ടെത്തലിന്റെ പ്രാധാന്യം വ്യക്തമാക്കുന്നതാണ് ഈ നിരീക്ഷണം.
Stories in this Section