Monday , 22 January 2018
Home » Scrolling News » നൊബേല്‍ സമ്മാനം 2016: വൈദ്യശാസ്ത്രവും ഫിസിയോളജിയും

നൊബേല്‍ സമ്മാനം 2016: വൈദ്യശാസ്ത്രവും ഫിസിയോളജിയും

 

ഡോ. ബാലകൃഷ്ണൻ ചെറൂപ്പ

യോഷിനോരി ഒസൂമി
യോഷിനോരി ഒസൂമി | ചിത്രത്തിന് നോബൽപ്രൈസ്.ഓർഗിനോട് കടപ്പാട്
ജാപ്പനീസ് ശാസ്ത്രജ്ഞനായ യോഷിനോരി ഒസൂമിക്കാണ് (Yoshinori ohsumi) ഈ വര്‍ഷത്തെ വൈദ്യശാസ്ത്ര നൊബേല്‍ സമ്മാനം ലഭിച്ചത്. കോശത്തിന്റെ സ്വാഭാവിക പ്രവര്‍ത്തനങ്ങളിലൊന്നായ സ്വഭോജന – (autophagy)ത്തിന്റെ ജനിതക അടിസ്ഥാനങ്ങളും രാസമാര്‍ഗങ്ങളും സംബന്ധിച്ച പഠനങ്ങള്‍ക്കാണ് ഈ അംഗീകാരം അദ്ദേഹത്തെ തേടിയെത്തിയത്. യീസ്റ്റ് കോശങ്ങളാണ് പഠനത്തിനായി അദ്ദേഹം തെരഞ്ഞെടുത്തതെങ്കിലും കണ്ടെത്തലുകള്‍ മനുഷ്യകോശങ്ങളുടെ നിഗൂഢ പ്രവര്‍ത്തനങ്ങളിലേക്ക് വെളിച്ചം വീശി. അള്‍ഷിമര്‍രോഗം, ക്യാന്‍സര്‍ തുടങ്ങിയവയെ തന്മാത്രാതലത്തില്‍ അറിയാനും പ്രതിരോധമാര്‍ഗങ്ങള്‍ ആവിഷ്‌ക്കരിക്കാനും ഒസൂമിയുടെ പഠനങ്ങള്‍ മാര്‍ഗദര്‍ശകമാവും എന്ന് ശാസ്ത്രലോകം പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

സ്വഭോജനം – പശ്ചാത്തല പഠനങ്ങള്‍

സ്വഭോജനം എന്ന കോശ പ്രവര്‍ത്തനം ആദ്യം കണ്ടെത്തിയത് ക്രിസ്റ്റ്യന്‍ ഡി ഡൂവ് (Christian de Duve) എന്ന ബല്‍ജിയന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞനാണ്.ലൈസോസോമുകള്(lysosomes)എന്നറിയപ്പെടുന്ന കോശാംഗങ്ങളെ കണ്ടെത്തി അവയുടെ  പ്രവര്‍ത്തനം വിശദമാക്കുമ്പോഴാണ് സ്വഭോജനം എന്ന പദം ആദ്യം ഉപയോഗിച്ചത്. എന്‍സൈമുകള്‍ നിറച്ച സഞ്ചിപോലുള്ള കോശഭാഗങ്ങളാണ് ലൈസോസോമുകള്‍. കോശത്തിന്റെ ചില ഭാഗങ്ങള്‍ ഇവയില്‍ ദഹിപ്പിച്ചെടുക്കുന്നതായി അദ്ദേഹം കണ്ടെത്തി. സ്തരം പോലുള്ള ഭാഗങ്ങളാല്‍ ചുറ്റപ്പെട്ട കുമിളകള്‍ (vesicles) ആയാണ് കോശഭാഗങ്ങള്‍ ലൈസോസോമുകളില്‍ എത്തുന്നതെന്ന് അദ്ദേഹം നിരീക്ഷിച്ചു. ഓട്ടോ ഫാഗോസോമുകള്‍ (autophagosomes) എന്നാണ് ഈ കുമിളകളെ അദ്ദേഹം വിളിച്ചത്. ഇവയ്ക്കകത്ത് മൈറ്റോകോണ്‍ഡ്രിയ പോലുള്ള കോശഭാഗങ്ങളോ കേടുവന്ന പ്രോട്ടീന്‍ തന്മാത്രകളോ ഉണ്ടാവും. ഇവ ലൈസോസോമുകളുമായി കൂടിച്ചേര്‍ന്ന് അകത്തുള്ള വസ്തുക്കളെ എന്‍സൈമുകളുമായി സമ്പര്‍ക്കത്തിലെത്തിക്കുന്നു. വിഘടിച്ചുണ്ടാകുന്ന വസ്തുക്കള്‍ സൈറ്റോപ്ലാസത്തിലേക്ക് എത്തും. കോശങ്ങള്‍ക്ക് നിര്‍മാണവസ്തുക്കള്‍ ലഭിക്കാനും ഭക്ഷണമില്ലാത്തപ്പോള്‍ ഊര്‍ജം കണ്ടെത്താനുമൊക്കെ ഓട്ടോഫാജി സഹായിക്കും. ഈ കണ്ടെത്തലുകള്‍ക്ക് ക്രിസ്റ്റ്യന്‍ ഡി ഡൂവിന് 1974ലെ നൊബേല്‍ സമ്മാനം ലഭിച്ചു.

ഫാഗോഫോർ ദീർഘിച്ച് സൈറ്റോപ്ലാസ്മിക വസ്തുക്കളെ ആവരണം ചെയ്യുന്ന ഇരട്ടസ്തരമുള്ള ഓട്ടോഫാഗോസോം രൂപപ്പെടുന്നു. ഓട്ടോഫാഗോസോം ലൈസോസോമുമായി സംയോജിക്കുകയും ഉള്ളിലുള്ള വസ്തുക്കൾ ദഹിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
ഫാഗോഫോർ ദീർഘിച്ച് സൈറ്റോപ്ലാസ്മിക വസ്തുക്കളെ ആവരണം ചെയ്യുന്ന ഇരട്ടസ്തരമുള്ള ഓട്ടോഫാഗോസോം രൂപപ്പെടുന്നു. ഓട്ടോഫാഗോസോം ലൈസോസോമുമായി സംയോജിക്കുകയും ഉള്ളിലുള്ള വസ്തുക്കൾ ദഹിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ചിത്രണത്തിന് നോബൽപ്രൈസ്.ഓർഗിനോട് കടപ്പാട്

1970 കളിലും ഈ ദിശയിലെ പഠനങ്ങള്‍ തുടര്‍ന്നിരുന്നു. പ്രോട്ടീന്‍ തന്മാത്രകളെ മാത്രം വിഘടിക്കുന്ന പ്രോട്ടിയോസോം(proteasome)  എന്ന കോശാംഗങ്ങളെ കണ്ടെത്തിയത് ഇക്കാലത്താണ്. ഈ കണ്ടെത്തലിന് 2004ല്‍ രസതന്ത്ര നൊബേല്‍ സമ്മാനം ലഭിച്ചു.
ഒസൂമി രംഗത്തുവരുന്നു
1990 കളിലാണ് ടോക്കിയോ സര്‍വകലാശാലയിലെ അസിസ്റ്റന്റ് പ്രൊഫസറായി ജോലി ചെയ്തിരുന്ന യോഷിനോറി ഒസൂമി യീസ്റ്റ് കോശങ്ങളില്‍ ഓട്ടോഫാജി സംബന്ധിച്ച പഠനങ്ങള്‍ ആരംഭിച്ചത്. ക്രിസ്റ്റ്യന്‍ ഡി ഡൂവിന്റെ കണ്ടെത്തലുകള്‍ കഴിഞ്ഞ് 30 വര്‍ഷത്തോളമായിട്ടും അനേകം പ്രശ്‌നങ്ങള്‍ ഉത്തരം കാത്ത് കിടക്കുന്നുണ്ടായിരുന്നു. ഓട്ടോഫാഗോസോമുകള്‍ എങ്ങനെ ഉണ്ടാകുന്നു? ജീവികളുടെ അതിജീവനവും ഓട്ടോഫാജിയും തമ്മില്‍ ബന്ധമുണ്ടോ? മനുഷ്യരിലെ ഏതെങ്കിലും രോഗാവസ്ഥകള്‍ക്ക് ഈ പ്രവര്‍ത്തനങ്ങളുമായി ബന്ധമുണ്ടോ ഇത്തരം പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ ജീന്‍ നിയന്ത്രിതമാണോ. എന്നിങ്ങനെ പലതിനും ഉത്തരം തേടിയായിരുന്നു പഠനങ്ങള്‍ മുന്നേറിയത്.

ആദ്യം ഉത്തരം കണ്ടെത്തേണ്ടിയിരുന്നത് ഇതിനൊന്നുമായിരുന്നില്ല. ഏകകോശജീവികളില്‍ സ്വഭോജനം ഉണ്ടോ? എന്നതായിരുന്നു പ്രശ്‌നം. യീസ്റ്റ് കോശങ്ങളിലെ വാക്വോളുകള്‍ (vacuoles) മനുഷ്യകോശങ്ങളിലെ ലൈസോസോമുകള്‍ക്ക് തുല്യമാണെന്ന് അദ്ദേഹം കണ്ടെത്തി. യീസ്റ്റില്‍ സ്വഭോജനം ഉണ്ടെങ്കില്‍ കണ്ടെത്താന്‍ ഒരു മാര്‍ഗവും അദ്ദേഹം ആവിഷ്‌ക്കരിച്ചു. വാക്വോളുകളിലെ ദഹന എന്‍സൈമുകളെ നിര്‍വീര്യമാക്കിയാല്‍ ദഹിക്കാത്ത കോശവസ്തുക്കള്‍ അവശേഷിക്കും എന്നദ്ദേഹം ഊഹിക്കുകയും പരീക്ഷണങ്ങളില്‍ അങ്ങനെ ഫലം കിട്ടുകയും ചെയ്തു. വാക്വോളുകളിലെ വിഘടന എന്‍സൈമുകള്‍ മ്യൂട്ടേഷന്‍ വഴി നഷ്ടപ്പെട്ട യീസ്റ്റ് കോശങ്ങളെ കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്തു. ഈ കോശങ്ങള്‍ക്ക് പോഷകങ്ങള്‍ നിഷേധിച്ച്, ഓട്ടോഫാജിക്ക് പ്രേരണ ചെലുത്തി. അപ്പോള്‍ വാക്വോളുകളില്‍ ദഹിക്കാത്ത വസ്തുക്കള്‍ ധാരാളം അവശേഷിച്ചു. അങ്ങനെ ഓട്ടോഫാജി യീസ്റ്റ് കോശങ്ങളില്‍ ഉണ്ടെന്ന നിഗമനം തെളിയിക്കപ്പെട്ടു.

അടുത്ത ഘട്ടത്തില്‍ ഓട്ടോഫാജി നിയന്ത്രിക്കുന്ന ജീനുകളെ കണ്ടെത്താനാണ് ശ്രമിച്ചത്. മ്യൂട്ടേഷന്‍ ഉണ്ടാക്കുന്ന രാസവസ്തുക്കളെ യീസ്റ്റ് കോശങ്ങളില്‍ പ്രയോഗിച്ച് അതോടൊപ്പം ഓട്ടോഫാജിക്കുള്ള സംവിധാനവും ഒരുക്കിയായിരുന്നു പഠനം. ഓട്ടോഫാഗോസോം ഉണ്ടാക്കുന്ന ജീനുകളിലെ മ്യൂട്ടേഷന്‍ എല്ലായ്‌പ്പോഴും ഓട്ടോഫാജി നടക്കാതിരിക്കാന്‍ ഇടയാക്കി. ഇങ്ങനെ നടക്കുന്ന ഓരോ മ്യൂട്ടേഷനും രേഖപ്പെടുത്തി. ഏകദേശം 15 ജീനുകളെ ഈ രീതിയില്‍ കണ്ടെത്തി. APG1—APG15 എന്നിങ്ങനെ നാമകരണം ചെയ്തു. ഈ ജീനുകളെ ക്ലോണ്‍ ചെയ്ത് അവയുടെ പ്രവര്‍ത്തനം കൃത്യമായി പഠിച്ചു. ഓട്ടോഫാഗോസോമുകള്‍ രൂപപ്പെടുന്ന പ്രവര്‍ത്തനം കൃത്യമായി അദ്ദേഹം വിശദമാക്കി.

യീസ്റ്റിലെ ജീനുകള്‍ക്ക് തുല്യമായ ജീനുകള്‍ മനുഷ്യരിലും എലികളിലും കണ്ടെത്തുന്നതിലും അദ്ദേഹവും സഹപ്രവര്‍ത്തകരും വിജയിച്ചു. പലതരത്തിലുള്ള ഓട്ടോഫാജിക പ്രവര്‍ത്തനങ്ങളും ഗവേഷകര്‍ കണ്ടെത്തി. (മാക്രോ ഓട്ടോഫാജി, സെലക്ടീവ് ഓട്ടോഫാജി, എന്നിങ്ങനെ)

ശരീര പ്രവര്‍ത്തനം, രോഗങ്ങള്‍

കോശതലത്തില്‍ ഒരു സന്തുലിതപ്രവര്‍ത്തനമായാണ് ഓട്ടോഫാജിയെ കാണാന്‍ കഴിയുക. ഭ്രൂണവളര്‍ച്ച, കോശവിഭേദനം ഇവയില്‍ ഓട്ടോഫാജിക്ക് വലിയ പങ്കുണ്ട്. പല രോഗാവസ്ഥകള്‍ക്കും ഇതിലെ തകരാറുകള്‍ കാരണമാവും. ഉദാഹരണമായി സ്തന, ഓവേറിയന്‍ ക്യാന്‍സറുകളില്‍ BECN1 എന്ന ജീന്‍ ഉല്‍പ്പാദിപ്പിക്കുന്ന Beclin 1 എന്ന പ്രോട്ടീനിന് മ്യൂട്ടേഷന്‍ വഴി രൂപാന്തരം വരുന്നതായി കണ്ടിട്ടുണ്ട്. യീസ്റ്റില്‍ കണ്ടെത്തിയ APG6എന്ന ജീനിന് തുല്യമാണ് ഇത്.

ഓട്ടോഫാഗി ആരോഗ്യത്തിലും രോഗത്തിലും.
ഓട്ടോഫാഗി ആരോഗ്യത്തിലും രോഗത്തിലും. ചിത്രണത്തിന് നോബൽപ്രൈസ്.ഓർഗിനോട് കടപ്പാട്

നിര്‍മാണസമയത്ത് തെറ്റായി മടങ്ങിയ (folded) പ്രോട്ടീനുകള്‍ കോശങ്ങളില്‍ വിഷവസ്തുക്കളായി പ്രവര്‍ത്തിക്കും. ഇവ മാറ്റാന്‍ ഓട്ടോഫാജി സഹായിക്കും. രോഗാണുക്കളേയും അവയുടെ ഉല്‍പ്പന്നങ്ങളേയും നശിപ്പിക്കുന്നതിന് ഓട്ടോഫാജി ഉപകരിക്കുന്നു. പാര്‍ക്കിന്‍സണ്‍ രോഗം, ടൈപ്പ് II പ്രമേഹം ഇവയ്ക്ക് കാരണമാകുന്ന ഘടകങ്ങളില്‍ ഓട്ടോഫാജിയെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന ജീനുകളും ഉള്‍പ്പെടുന്നതായി സംശയിക്കപ്പെടുന്നു.

വൈദ്യശാസ്ത്രത്തിന്റെ വളര്‍ച്ചയിലും ഗവേഷണരംഗത്തും ഒസൂമിയുടെ കണ്ടെത്തലുകള്‍ വലിയ സ്വാധീനം ചെലുത്തും എന്ന് നൊബേല്‍ സമിതി വിലയിരുത്തുന്നു.

Check Also

ജൈവതന്മാത്രാചിത്രങ്ങളും രസതന്ത്രനോബലും

അതിശീത ഇലക്ട്രോണ്‍ മൈക്രോസ്കോപ്പിയുടെ വികാസത്തിന് കാരണക്കാരായ ജാക്ക് ഡ്യുബോഷേ (സ്വിറ്റ്സര്‍ലാന്റ്), ജോക്കിം ഫ്രാങ്ക് (യൂ. എസ്. ഏ), റിച്ചാഡ് ഹെന്‍റെഴ്‌സണ്‍ (യൂ. കെ), എന്നിവര്‍ക്ക് 2017 ലെ രസതന്ത്രത്തിനുള്ള നോബല്‍ സമ്മാനം. ഡോ. സംഗീത ചേനംപുല്ലി എഴുതുന്നു.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *