ഡോ.പി.കെ.സുമോദൻ

സുവോളജി അധ്യാപകൻ

ലൂക്ക എഡിറ്റോറിയൽ ബോർഡ് അംഗം

• Facebook
• Email

അഗ്രഭാഗം പിരമിഡിന്റെ ആകൃതിയുള്ള, വീതി കുറഞ്ഞതും ഉയരം കൂടിയതുമായ സ്തൂപങ്ങളാണ് ഒബെലിസ്കുകൾ (Obelisks). ഇവ  പുരാതന ഈജിപ്തിലെ പ്രശസ്തമായ നിർമ്മിതികളാണ്. ഒബെലിസ്കുകളും ജൈവലോകവുമായുള്ള ബന്ധമെന്താണ്? 2024 ജനുവരിയിൽ  സ്റ്റാൻഫോർഡ് യൂണിവേർസിറ്റിയിലെ ഇവാൻ സെലുദേവിന്റെ (Ivan N. Zheludev) നേതൃത്വത്തിലുളള ഒരു അന്താരാഷ്ട്ര ഗവേഷണ സംഘം പുതിയൊരു ‘ജൈവരൂപത്തെ’ (Biological entity) കണ്ടെത്തി. അവയ്ക്ക് ഒബെലിസ്കുകളുടെ ആകൃതിയോട് സാമ്യമുണ്ടായിരുന്നു. അങ്ങനെയാണ്  ജൈവലോകത്തിലെ പുതിയ അംഗങ്ങൾ ഒബെലിസ്കുകളായത്.  മനുഷ്യ ശരീരത്തിൽ, പ്രത്യേകിച്ചും വായിലും കുടലിലും ജീവിക്കുന്ന സൂക്ഷ്മ ജീവികളിലാണ് ആർ.എൻ.എ വൈറസുകളെ പോലെയുള്ള ഒബെലിസ്കുകളെ കണ്ടെത്തിയത്. ഇവയ്ക്ക് ഇതുവരെ കണ്ടെത്തിയ വൈറസുകളുമായോ ഉപവൈറസുകളുമായോ (Subviral particles) ബന്ധമില്ല എന്നും കണ്ടു. ഏറ്റവും അടുത്ത ബന്ധം വൈറോയിഡുകൾ (Viroids) എന്ന ഉപവൈറസുകളുമായാണെന്ന് പറയാം.   

വൈറോയിഡുകൾ

ഒരു കണ്ണി മാത്രമുള്ള, വൃത്താകൃതിയുള്ള ആർ. എൻ. എ തന്മാത്രകളാണ്  (Single stranded circular RNA) വൈറോയിഡുകൾ. ഇതുവരെ കണ്ടെത്തിയ ബഹുഭൂരിപക്ഷം വൈറോയിഡുകളും സസ്യങ്ങളെ, പ്രത്യേകിച്ചും സപുഷ്പികളെ, ബാധിക്കുന്ന രോഗകാരികളാണ്. അവയ്ക്ക് വൈറസുകളെ പോലെ പ്രോട്ടീൻ ആവരണമില്ല. മാത്രമല്ല, ഏതെങ്കിലും പ്രത്യേക പ്രോട്ടീൻ നിർമ്മിക്കാനുള്ള കഴിവുമില്ല. ആതിഥേയ കോശത്തിലെ എൻസൈമുകൾ  ഉപയോഗിച്ചാണ് വൈറോയിഡുകൾ വംശവർദ്ധനവ് നടത്തുന്നത്. വൈറോയിഡുകളെ പോലെ തന്നെ ഒബെലിസ്കുകളും പ്രോട്ടീൻ ആവരണമില്ലാത്ത വൃത്താകൃതിയുള്ള ആർ. എൻ. എ തന്മാത്രകൾ തന്നെയാണ്. പിന്നെന്താണ് ഒബെലിസ്കുകളും വൈറോയിഡുകളും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം? 

ഒബെലിസ്കുകളെ കണ്ടെത്തുന്നു

പ്രോട്ടീൻ ആവരണമില്ലാത്ത ആർ. എൻ. എ തന്മാത്രകൾ സസ്യങ്ങളിൽ മാത്രമല്ല, മറ്റ് ജീവികളിലുമുണ്ടാകാമെന്ന സംശയം ഗവേഷകർക്ക് നേരത്തേ തന്നെയുണ്ടായിരുന്നു. 2023-ൽ ബെഞ്ചമിൻ ലീയുടെ നേതൃത്വത്തിൽ നടന്ന ഒരു പഠനത്തിൽ ബാക്ടീരിയകളുൾപ്പെടെ വൈവിദ്ധ്യമാർന്ന ജീവികളിലും  ആവാസവ്യവസ്ഥകളിലും ഇത്തരത്തിലുള്ള അനേകമനേകം  ഉപവൈറസുകളുടെ സാന്നിദ്ധ്യത്തിന്റെ സൂചനകൾ ലഭിച്ചിരുന്നു. അത്തരമൊരു അന്വേഷണം തന്നെയാണ് സെലുദേവിനേയും സംഘത്തേയും  ഒബെലിസ്കുകളുടെ കണ്ടെത്തലിൽ ചെന്നെത്തിച്ചത്. മനുഷ്യന്റെ അന്നനാളത്തിൽ ജീവിക്കുന്ന  സൂക്ഷ്മജീവികളുടെ ആർ.എൻ.എ കളെ വിശകലനം ചെയ്യുമ്പോഴാണ് ഒബെലിസ്കുകളുടെ സാന്നിദ്ധ്യം കണ്ടെത്തിയത്. ഇതിനായി അവർ ഉപയോഗിച്ചത് ഡാറ്റാ ബാങ്കുകളിൽ ലഭ്യമായ, മനുഷ്യമലത്തിൽ നിന്നും വേർതിരിച്ചെടുത്ത ആർ.എൻ.എ ശ്രേണികളുടെ (RNA-Seq) ഡാറ്റയാണ്.  ഈ പഠനത്തിനായി വീനോം (VNom) എന്ന് പേരുള്ള ഒരു പ്രത്യേക ബയോഇൻഫർമാറ്റിക് ടൂൾ (Bioinformatic tool) തന്നെ അവർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. മുൻപൊരിക്കലും രേഖപ്പെടുത്തിയിട്ടില്ലാത്ത  സവിശേഷതകളുള്ള  ആർ.എൻ.എ ശ്രേണികളാണ് ഇതിലൂടെ അവർ കണ്ടെത്തിയത്. 1164 ന്യൂക്ലിയോട്ടയിഡുകൾ (nucleotides) അടങ്ങിയ ഈ ആർ.എൻ.എ ശ്രേണികൾ മടങ്ങുമ്പോൾ ദണ്ഡുകളുടെ രൂപം പ്രാപിക്കുമെന്നും (rod-like secondary structure) അവർ കണ്ടെത്തി. അങ്ങനെയാണ് അവയ്ക്ക് ഒബെലിസ്കുകൾ എന്ന് പേരിടാമെന്ന തീരുമാനമുണ്ടായത്. മാത്രമല്ല, ഇരുനൂറ്റിരണ്ടും അൻപത്തിമൂന്നും അമിനോ ആസിഡുകൾ അടങ്ങിയ രണ്ട് പുതിയതരം പ്രോട്ടീനുകൾ  നിർമ്മിക്കാനുള്ള കഴിവും ഒബെലിസ്കുകൾക്കുണ്ടെന്ന് കണ്ടെത്തി. ഈ പ്രോട്ടീനുകൾക്ക് യഥാക്രമം ഒബിലിൻ-1 (Oblin-1), ഒബിലിൻ-2 (Oblin-2) എന്നിങ്ങനെ പേരും കൊടുത്തു.                

ഒബെലിസ്കിന്റെ ആതിഥേയർ 

മനുഷ്യമലത്തിൽ നിന്ന് ലഭ്യമായ ആർ. എൻ. എ. ശ്രേണികളുടെ വിശകലനത്തിലൂടെയാണല്ലോ  ഒബെലിസ്കുകളെ കണ്ടെത്തിയത്. അതുകൊണ്ടുതന്നെ ഏത് പ്രത്യേക സൂക്ഷ്മജീവിയിൽ നിന്നും ലഭിച്ച ആർ. എൻ. എ. യാണ് വിശകലനം ചെയ്തത് എന്ന് കൃത്യമായി പറയുക ബുദ്ധിമുട്ടായിരുന്നു. എന്നാൽ നിരന്തരമായി നടത്തിയ  വിശകലനങ്ങൾക്കൊടുവിൽ അവർക്ക് ഒരു ആതിഥേയ ബാക്ടീരിയെയെങ്കിലും കണ്ടെത്താൻ കഴിഞ്ഞു- മനുഷ്യരുടെ വായിൽ സഹജീവനം നടത്തുന്ന (commensal bacterium) സ്ട്രെപ്റ്റോകോക്കസ് സാൻഗ്വിനിസ് (സ്ട്രെയിൻ എസ്. കെ. 36). ഈ ഒബെലിസ്കിന് ആതിഥേയ ബാക്ടീരിയയുടെ പേര് ചേർത്ത് ഒബെലിസ്ക്-എസ്സ്.എസ്സ് (Obelisk-S.s) എന്ന് പേരും കൊടുത്തു. ഇവയ്ക്ക് 1137 ന്യൂക്ലിയോട്ടയിഡുകളും ഒബിലിൻ-1 ന് സമാനമായ പ്രോട്ടീൻ നിർമ്മിക്കാനുള്ള കഴിവുമുണ്ട്. 

വൈവിദ്ധ്യം

ഒബെലിസ്കുകളുടെ ആദ്യ കണ്ടെത്തലിന് ശേഷം ഗവേഷകർ അവയുടെ വൈവിദ്ധ്യം എത്രത്തോളമുണ്ടെന്ന അന്വേഷണമാരംഭിച്ചു. അതിനായി മനുഷ്യരുടെ വായിലും കുടലിലും ജീവിക്കുന്ന സൂക്ഷ്മജീവികളുടെ ജനിതക ഡാറ്റകൾ (microbiomes) സൂക്ഷ്മ പരിശോധനകൾക്ക് വിധേയമാക്കി. വടക്കേ അമേരിക്കയിലെ 472 ദാതാക്കളിൽ നിന്ന് ലഭിച്ച ഡാറ്റകളാണ് ഇപ്രകാരം വിശകലനത്തിന് വിധേയമാക്കിയത്. അവയിൽ 9.7% (46) ദാതാക്കളിൽ ഒബെലിസ്കുകളുടെ സാന്നിദ്ധ്യം കണ്ടെത്തുകയും ചെയ്തു. 

മറ്റ് പഠനങ്ങൾ

അമേരിക്കയിലെ ഡ്യൂക്ക് യൂണിവേർസിറ്റിയിലെ റോഹൻ മഡ്ഡംസെട്ടിയും ലിങ്ചോങ് യൂവും 2024 മാർച്ചിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച പഠനം  ഒബെലിസ്കുകളുടെ കണ്ടെത്തലിനെ ശക്തമായി പിന്തുണയ്ക്കുന്നതാണ്.  സ്ട്രെപ്റ്റോകോക്കസ് സാൻഗ്വിനിസ് (സ്ട്രെയിൻ എസ്. കെ. 36) ബാക്ടീരിയയിലുള്ള ഒബെലിസ്ക്-എസ്സ്.എസ്സിനെ കുറിച്ചായിരുന്നു അവരുടെ പഠനം. ഈ പഠനത്തിൽ അവർ ഒബെലിസ്ക്-എസ്സ്.എസ്സിലുള്ള മൂന്ന് മ്യൂട്ടേഷനുകൾ കണ്ടെത്തി.  ഒബെലിസ്കുകളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട മൂന്നാമത്തെ പഠനം നടന്നത് ബ്രസീലിലാണ്.  ഒബെലിസ്കുകളെ കണ്ടെത്താൻ സഹായിക്കുന്ന ടോർമെന്റർ (Tormentor) എന്ന് പേരിട്ട  പുതിയൊരു രീതിയാണ് (obelisk prediction and annotation pipeline) ഈ പഠനത്തിലൂടെ ക്രെമർ, ബറോസ് എന്നീ ഗവേഷകർ ചേർന്ന് വികസിപ്പിച്ചെടുത്തത്. 

ഒബെലിസ്കുകളുടെ പ്രസക്തി

ഒബെലിസ്കുകളുടെ നിർമ്മാണം (biogenesis), പ്രവർത്തനരീതി  തുടങ്ങിയ കാര്യങ്ങളെ കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ അറിവ് ഇപ്പോൾ വട്ടപ്പൂജ്യമാണ്. അതുകൊണ്ടുതന്നെ ഏതെല്ലാം തരത്തിലാണ് അവ തങ്ങളുടെ ആതിഥേയ ജീവികളായ ബാക്ടീരിയകളേയും അതുവഴി  ബാക്ടീരിയകളുടെ ആതിഥേയരായ മനുഷ്യരേയും ബാധിക്കുക എന്നതിനെക്കുറിച്ചും ഒന്നുംതന്നെ പറയാൻ കഴിയാത്ത സ്ഥിതിയാണ്. ആ ദിശയിലേക്കുള്ള കൂടുതൽ പഠനങ്ങൾ വരും നാളുകളിൽ പ്രതീക്ഷിക്കാം. 

Ivan Zheludev – Viroid-like colonists of human microbiomes

അധികവായനയ്ക്ക്  

1. Du Toit A (2024). Microbiome-colonizing RNAs. Nat Rev Microbiol 22: 739 
2. Kremer FS, Barros DR (2024). Tormentor: An obelisk prediction and annotation pipeline. bioRxiv preprint doi: >>>. 
3. Lee BD, Neri U, Roux S, Wolf YI, Camargo AP et al. (2023). Mining metatranscriptomes reveals a vast world of viroid-like circular RNAs. Cell; 186(3):646-661. E4. 
4. Maddamsetti R, You L (2024). Circular RNA Obelisk-S.s is highly abundant in Streptococcus sanguinis SK36.  bioRxiv preprint doi: >>>. 
5. Zheludev IN. et al. (2024).  Viroid-like colonists of human microbiomes. Cell; 187 (23): 6521-6536. E18 

Happy

0 0 %

Sad

0 0 %

Excited

0 0 %

Sleepy

0 0 %

Angry

0 0 %

Surprise

0 0 %