രസതന്ത്ര നോബല്‍ ക്രിസ്പര്‍ കാസ് 9 ന്‍റെ കണ്ടെത്തലിന്

ജോജി കൂട്ടുമ്മേല്‍

സ്ട്രെപ്റ്റോ കോക്കസ് പയോജന്‍സ് എന്ന ബാക്ടീരിയയില്‍ നിന്നാണത്രേ ഇമ്മാനുവെല്ല ഷാര്‍പെന്‍റിയര്‍ ക്രിസ്പര്‍ കാസ് 9 എന്ന ജീന്‍ എഡിറ്റിങ് സങ്കേതം വികസിപ്പിച്ചെടുക്കുന്നതിനുള്ള യാത്ര ആരംഭിച്ചത്. ഷാര്‍പെന്‍റിയര്‍ തനിച്ചായിരുന്നില്ല ലക്ഷ്യത്തിലെത്തിയത്. ജെന്നിഫര്‍ എ ഡൗഡ്നയും ഇടയ്ക്ക് വച്ച് ഒപ്പംകൂടി. ആദ്യത്തെ പേരുകാരി ജര്‍മ്മനിയിലെ ബെര്‍ലിനില്‍ മാക്സ്പ്ലാങ്ക് യൂണിറ്റ് ഫോര്‍ ദ സയന്‍സ് ഓഫ് പാതോജന്‍സിന്‍റെ ഡയറക്ടറാണ്.രണ്ടാമത്തെയാള്‍  കാലിഫോര്‍ണിയ ബെര്‍ക്കിലി സര്‍വകലാശാലയില്‍ പ്രൊഫസറും. അവിടംകൊണ്ട് തീരുന്നില്ല ഡൗഡ്നയുടെ വിശേഷണങ്ങള്‍. ആര്‍എന്‍എ (ഞചഅ) ഗവേഷണങ്ങളില്‍ സമര്‍ത്ഥയായ ഒരു ജൈവ രസതന്ത്രജ്ഞയാണവര്‍. ഇവരിരുവരും ചേര്‍ന്നാണ് ഇക്കൊല്ലത്തെ രസതന്ത്രത്തിനുള്ള നോബല്‍ പുരസ്കാരം നേടിയിരിക്കുന്നത്. ഇരുവരും സ്ത്രീകളാണെന്നത് നോബല്‍ പുരസ്കാരത്തിന്‍റെ മേല്‍ ഇതുവരെ പതിഞ്ഞ ഒരു ദുഷ്പേര് ചെറുതായിട്ടെങ്കിലും മായ്ച്ച് കളയുന്നുണ്ട്.നമ്മുടെ നോബല്‍ പുരസ്ക്കാരങ്ങള്‍ ജേതാക്കള്‍ ഏറിയ കൂറും പുരുഷന്മാരാണ് എന്ന ആരോപണമുണ്ടല്ലോ.
സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ മൂര്‍ച്ചയുള്ള ഉപകരണങ്ങളിലൊന്ന് എന്ന് വിശേഷിപ്പിക്കാവുന്ന ക്രിസ്പര്‍ കാസ് 9 എന്ന ജനിതക കത്രിക കണ്ടെത്തിയതിനാണ് മേല്‍പ്പറഞ്ഞ ശാസ്ത്രജ്ഞമാര്‍ക്ക് നോബല്‍ സമ്മാനം ലഭിച്ചിരിക്കുന്നത്. മൂര്‍ച്ചയുള്ള ഉപകരണം, ജനിതക കത്രിക എന്നൊക്കെപ്പറഞ്ഞിരിക്കുന്നത് ആലങ്കാരിക ഭാഷയാണ്. ജീന്‍ എഡിറ്റിംഗിനുള്ള സാങ്കേതിക വിദ്യ എന്ന് മനസ്സിലാക്കിയാല്‍ മതി. ഇതുപയോഗിച്ച്, ഗവേഷകര്‍ക്ക് മൃഗങ്ങളുടെയും സസ്യങ്ങളുടെയും സൂക്ഷ്മാണുക്കളുടെയും ഡിഎന്‍എ വളരെ ഉയര്‍ന്ന കൃത്യതയോടെ മുറിക്കാന്‍ കഴിയും. ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ ജീവശാസ്ത്രത്തില്‍ ഒരു വിപ്ലവകരമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. ക്യാന്‍സര്‍ ചികിത്സ പോലെയുള്ള മേഖലകളില്‍ വലിയ മാറ്റം വരുത്തുന്നു.
സംഗതി ജീന്‍ എഡിറ്റിംഗ് ആണല്ലോ, പാരമ്പര്യരോഗങ്ങള്‍ ഭേദമാക്കാനുള്ള പുതിയ ഉപാധികളും ഇത് നല്കുന്നുണ്ട്. എന്താണ് ഡിഎന്‍എ? എങ്ങനെയാണത് മുറിക്കുന്നത്? അതറിയാന്‍ ഒരു പഴയപാഠം ഒന്നു കൂടി മറിച്ച് നോക്കണം.
കാര്‍ബണ്‍, ഓക്സിജന്‍, നൈട്രജന്‍, ഹൈഡ്രജന്‍ എന്നിവയുടെ ഏതാനും അണുക്കള്‍ അന്യോന്യം കൂട്ടിക്കൊളുത്തിയ ഒരു തന്മാത്രയുണ്ടെന്നിരിക്കട്ടെ.ഇത്തരത്തിലുള്ള നാലുതരം തന്മാത്രക്കഷ്ണങ്ങളാണു് അഠഇഏ എന്നീ ചുരുക്കപ്പേരുകളില്‍ അറിയപ്പെടുന്ന അഡിനിന്‍, തൈമിന്‍, ഗ്വാനിന്‍, സൈറ്റോസിന്‍ എന്നിവ. ഇവയില്‍ ഏതെങ്കിലും രണ്ടെണ്ണം ചേരുന്നതാണ് ഒരു അടിസ്ഥാന ജോടി.ഇങ്ങനെ ചേരുമ്പോള്‍  അ എപ്പോഴും ഠ യുമായി മാത്രമേ ചേരുകയുള്ളൂ.അതുപോലെ ഇ എപ്പോഴും ഏ യുമായി മാത്രം. അ,ഠ,ഇ,ഏ എന്നിവ തന്മാത്രക്കഷ്ണങ്ങളാണ്, പൂര്‍ണ്ണമായ തന്മാത്രകളല്ല.ഓരോന്നിന്‍റേയും ഇരുവശത്തുമുള്ള കൊളുത്തുകണ്ണികളിലൂടെ അവയില്‍ ഈ രണ്ടെണ്ണത്തിനെ പരസ്പരം കൂട്ടിക്കൊളുത്തി ഓരോ ജോടികളുണ്ടാക്കാം. ഈ ജോടിയുടെ ഓരോ വശത്തും ബാക്കിവരുന്ന കണ്ണികളെ നെടുനീളത്തിലുള്ള രണ്ടു നാരുകളിലായി കൊളുത്തിവെക്കുകയുമാവാം. അപ്പോള്‍ മൊത്തത്തില്‍ ഒരു കോണിയുടെ ആകൃതി വരും. ഇങ്ങനെ രണ്ടു നാരുകളിലുമായി ഓരോ ജോഡി (അഠ അല്ലെങ്കില്‍ ഇഏ) ചേര്‍ത്തുവെച്ചുണ്ടാക്കുന്ന, ലക്ഷക്കണക്കിനു പടികളുള്ള ഒരു കൂട്ടം കോണികളാണ് നമ്മുടെ ഡി എന്‍ എ. അതിന്‍റെ മുഴുവന്‍ പേര് ഡീ ഓക്സീറൈബോ ന്യൂക്ലിക്ക് ആസിഡ് എന്നാണ്.
ഇതിന് ബലം കൊടുത്ത് തുടര്‍ച്ചയായി നിലനിര്‍ത്തുന്നത് ഫോസ്ഫറസും ഓക്സിജനും ചേര്‍ന്ന ഫേസ്ഫേറ്റാണ്. ശരീരത്തിലെ ഓരോ കോശത്തിലും ഉചഅയുടെ ഓരോ കോപ്പിയുണ്ടാവും. ആകെ എത്ര കോശമുണ്ടോ അത്രയും കോപ്പികള്‍. മനുഷ്യരുടെ കാര്യത്തില്‍ അതിനെ മൊത്തത്തില്‍ വിളിക്കുന്നത് ഹ്യുമന്‍ ജിനോം എന്നാണ്. ഒരു ഹ്യുമന്‍ ജിനോമില്‍ 300 കോടി അടിസ്ഥാനജോഡികള്‍ ഉണ്ടായിരിക്കും. ഡിഎന്‍എയാണ് ഓരോ ജീവിയേയും സവിശേഷഗുണ വിശേഷങ്ങളുള്ള ജീവിയാക്കുന്നത്. ജീവിഗണത്തിലെ ഓരോ വ്യക്തിയേയും സവിശേഷ വ്യക്തിയാക്കുന്നത്. ചുരുക്കത്തില്‍ ഇങ്ങനെ പറയാം.ആര്‍ എന്‍ എ വൈറസ്സുകള്‍ ഒഴികെയുള്ള എല്ലാ ജീവജാലങ്ങളുടെയും വളര്‍ച്ചയും ഘടനയും പ്രവര്‍ത്തനങ്ങളും ഉള്‍പ്പെടെയുള്ള ജനിതക വിവരങ്ങള്‍ എഴുതപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന ഒരു ന്യൂക്ലിക്ക് അമ്ലമാണ് ഡിഎന്‍എ.
ഇതാണ് ഡിഎന്‍എയുടെ ഘടന. ഇതിന്‍റെ കോണി രൂപത്തിലുള്ള നാടകളാണ് ക്രോമസോമുകള്‍. അവയില്‍ ഓരോന്നിലും നൂറുകണക്കിനോ ആയിരക്കണക്കിനോ ഉപഭാഗങ്ങളുണ്ട്. അവയാണ് ജീനുകള്‍. ഓരോരോ ശരീരഗുണങ്ങള്‍ക്കും  ധര്‍മ്മങ്ങള്‍ക്കും സ്വഭാവങ്ങള്‍ക്കും ഒക്കെ  വേണ്ടി സവിശേഷ ജീനുകളുണ്ട്. അതിനും പുറമേ, പ്രത്യേകിച്ച് പ്രയോജനമൊന്നും ഇതുവരെ കണ്ടെത്താത്തവയും നമ്മുടെ ജീനുകളിലുണ്ട്. അവയുടെ ധര്‍മ്മമെന്തെന്ന് ശാസ്ത്രം ഇനിയും കണ്ടെത്തേണ്ടിയിരിക്കുന്നു.അപ്പോള്‍ ഡിഎന്‍എയെ എഡിറ്റ് ചെയ്യുക എന്ന് പറഞ്ഞാല്‍ അവയില്‍നിന്ന് ജീനുകള്‍  എടുത്ത് മാറ്റുകയോ കൂട്ടിച്ചേര്‍ക്കുകയോ ഒക്കെയാണ്. അങ്ങനെ ചെയ്താല്‍ ജീവികളുടെ പാരമ്പര്യ സ്വഭാവത്തില്‍ മാറ്റം വരുത്താം.
ഈ എഡിറ്റിംഗ് വിദ്യയാണ് ക്രിസ്പര്‍ കാസ് 9.അത് കണ്ടെത്തിയതാണ് ഇവിടെ പരാമര്‍ശിക്കുന്ന രണ്ട് ശാസ്ത്രജ്ഞമാരെ നോബല്‍ പുരസ്കാരത്തിന് അര്‍ഹരാക്കിയത്. എങ്ങനെയാണിത് കണ്ടെത്തിയത് എന്നു കൂടി നോക്കാം. നേരത്തെ പറഞ്ഞത് പോലെ ഇമ്മാനുവെല്ല ഷാര്‍പെന്‍റിയര്‍ ആണത് തുടങ്ങി വച്ചത്. ജീന്‍ എഡിറ്റിങ്ങിന്‍റെ വഴി നോക്കിയല്ല ഗവേഷണങ്ങള്‍ തുടങ്ങിയത്. സ്ട്രെപ്റ്റോകോക്കസ് പയോജെന്‍സ് എന്ന ബാക്ടീരിയകളെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനങ്ങള്‍ നടത്തുന്നതിനിടയിലാണ് അതിനു മുന്‍പ് അറിയാതിരുന്ന ഒരു തന്മാത്ര ഇമ്മാനുവെല്ലെ ഷാര്‍പെന്‍റിയറുടെ ശ്രദ്ധയില്‍പ്പെട്ടത്. ഈ ബാക്ടീരിയയെ ഒരു വൈറസ് ആക്രമിക്കുമ്പോഴുണ്ടാകുന്ന പ്രതികരണമായിരുന്നു അത്. വൈറസിനെ നശിപ്പിക്കാന്‍ ശേഷിയുള്ള ഒരു ആര്‍എന്‍എ ഉത്പ്പാദിപ്പിക്കാന്‍ ബാക്ടീരിയയ്ക്ക് കഴിയുന്നു. വൈറസ് അടിസ്ഥാനപരമായി ഒരു ഡിഎന്‍എയോ ആര്‍എന്‍എയോ ആണ്.ആതിഥേയ കോശത്തിന് വെളിയിലായിരിക്കുമ്പോള്‍ അതിന് കൊഴുപ്പ് കൊണ്ടുള്ള ഒരു ആവരണം കൂടി ഉണ്ടായിരിക്കും.ഇവിടെയാണ് സ്ട്രെപ്റ്റോകോക്കസ് ബാക്ടീരിയയുടെ തന്ത്രം ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ തിരിച്ചറിഞ്ഞത്. ആക്രമണകാരികളായ വൈറസുകളില്‍ നിന്ന് ബാക്ടീരിയകള്‍ അവയുടെ ജീന്‍ശകലങ്ങള്‍ പിടിച്ചെടുക്കുകയും ക്രിസ്പര്‍ അറകള്‍ എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഡിഎന്‍എ സെഗ്മെന്‍റുകള്‍ സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.ഈ അറകള്‍ ബാക്ടീരിയയ്ക്ക് വൈറസുകളെ 'ഓര്‍മ്മിക്കാന്‍' കഴിവുണ്ടാക്കുന്നു. വൈറസുകള്‍ വീണ്ടും ആക്രമിക്കുകയാണെങ്കില്‍, വൈറസുകളുടെ ഡിഎന്‍എ ലക്ഷ്യമിടുന്നതിനായി ബാക്ടീരിയകള്‍ക്ക് ക്രിസ്പര്‍ അറകളില്‍ നിന്ന് ആര്‍എന്‍എ സെഗ്മെന്‍റുകള്‍ ഉല്‍പാദിപ്പിക്കാന്‍ കഴിയും. ബാക്ടീരിയ കാസ് 9 എന്ന എന്‍സൈം ഉപയോഗിച്ച് വൈറസ് ഡിഎന്‍എയെ വേര്‍തിരിക്കുന്നു. ഇങ്ങനെ വൈറസിനെ പ്രവര്‍ത്തനരഹിതമാക്കുന്നു.ക്രിസ്പര്‍ കാസ് എന്ന സംവിധാനമായാണിതറിയപ്പെടുന്നത്. ബാക്ടീരിയകള്‍ വൈറസില്‍ നിന്ന് രക്ഷപെടുന്നതിന് ആര്‍ജ്ജിച്ച പ്രകൃതിദത്തമായ അതിജീവന തന്ത്രത്തിന്‍റെ ഭാഗമാണിത്.
ഇത് കണ്ടെത്തിയത് ഷാര്‍പെന്‍റിയര്‍ ആണ്. അത് യാദൃച്ഛികമായ ഒരു കണ്ടെത്തലായിരുന്നു, ബാക്ടീരി യയെക്കുറിച്ചുള്ള മറ്റ് ചില ഗവേഷണത്തിനിടയില്‍ വഴിയില്‍ വീണ് കിട്ടിയത്. 2011 ല്‍ അവര്‍ ഇത് സംബന്ധിച്ച ഒരു പ്രബന്ധം പ്രസിദ്ധപ്പെടുത്തി.അതേ കൊല്ലം തന്നെ ജന്നിഫര്‍ ഡൗഡ്നയുമായിച്ചേര്‍ന്ന് ഗവേഷണം ഈ ദിശയിലേയ്ക്ക് തിരിച്ച് വിടുകയും ചെയ്ത. ഡൗഡ്ന ആര്‍എന്‍എ ഗവേഷണത്തില്‍ വിദഗ്ദ്ധയാണെന്ന് നേരത്തെ പറഞ്ഞത് ഓര്‍ക്കുമല്ലോ? ഇരുവരുടെയും സംയുക്ത ഗവേഷണത്തിലൂടെ 2012ല്‍ ബാക്ടീരിയയിലെ ജീന്‍ എഡിറ്റിങ് വിദ്യ ഒരു ടെസ്റ്റ് ട്യൂബില്‍ സാദ്ധ്യമാക്കാനും അതിനെ പുനര്‍ രൂപകല്പന നടത്താനും സാധിച്ചു.
കാസ് 9 ഒരു എന്‍സൈം ആണ്.ബാക്ടീരിയകളുടെ മുമ്പ് പറഞ്ഞ പ്രതിരോധപ്രവര്‍ത്തനത്തില്‍ നിര്‍ണ്ണായക പങ്കു വഹിക്കുന്നത് ഇതാണ്.അതൊരു ക്രിസ്പര്‍ അസോസിയേറ്റഡ് പ്രോട്ടീന്‍ ആണ് എന്ന് പറയാം. ക്രിസ്പര്‍ (ഇഞകടജഞ) എന്നാല്‍ ക്ലസ്റ്റേര്‍ഡ് റഗുലേര്‍ലി ഇന്‍റര്‍സ്പേസ്ഡ് ഷോര്‍ട്ട് പാലിയന്‍ഡ്രോമിക്ക് റിപ്പീറ്റസ് എന്നതിന്‍റെ ചുരുക്കം.ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ ചെയ്യുന്നത് കാസ് 9 ഉപയോഗിച്ച് ഡിഎന്‍എയുടെ മുന്‍കൂട്ടി നിശ്ചയിച്ച ഭാഗത്തുതന്നെ മുറിക്കുകയാണ്.എന്‍സൈമിനെ അവിടെ എത്തിക്കുന്നതിന്  വഴികാട്ടിയായി ഒരു ആര്‍.എന്‍.എയേയും ഉപയോഗിക്കുന്നു.അങ്ങനെ ഈ സംവിധാനമാകെച്ചേര്‍ന്ന് ഒരു തന്മാത്രാ കത്രിക പോലെ പ്രവര്‍ത്തിച്ച് ഡിഎന്‍എ ഇഴകളെ മുറിക്കുന്നു. ഡിഎന്‍എ മുറിച്ചുകഴിഞ്ഞാല്‍,ഗവേഷകര്‍ക്ക് കോശത്തിന്‍റെ സ്വന്തം ഡിഎന്‍എ റിപ്പയര്‍ മെഷിനറി ഉപയോഗിച്ച് ജനിതക വസ്തുക്കളുടെ ഭാഗങ്ങള്‍ വിളക്കിച്ചേര്‍ക്കാനോ ഇല്ലാതാക്കാനോ നിലവിലുള്ളതിന് പകരം കസ്റ്റമൈസ്ഡ് ഡിഎന്‍എ സീക്വന്‍സ് ഉപയോഗിച്ച് ഡിഎന്‍എയില്‍ മാറ്റങ്ങള്‍ വരുത്താനോ കഴിയുന്നു. മനുഷ്യരോഗങ്ങള്‍ തടയുന്നതിനും ചികിത്സിക്കുന്നതിനും ജീന്‍ എഡിറ്റിംഗ് വഴി സാദ്ധ്യമാകും. ഹീമോഫീലിയ, സിക്കിള്‍ സെല്‍ ഡിസീസ് തുടങ്ങിയ സിംഗിള്‍ജീന്‍ തകരാറുകള്‍ ഉള്‍പ്പെടെ വിവിധതരം രോഗങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണങ്ങളില്‍ ഇതുള്‍പ്പെടുന്നു. കാന്‍സര്‍, ഹൃദ്രോഗം, മാനസികരോഗം, ഹ്യൂമന്‍ ഇമ്മ്യൂണോ ഡെഫിഷ്യന്‍സി വൈറസ് ബാധ തുടങ്ങിയ സങ്കീര്‍ണ്ണമായ രോഗങ്ങളുടെ ചികിത്സയ്ക്കും പ്രതിരോധത്തിനും ഇത് പുതുവഴികള്‍ തുറക്കുന്നു. ഇതില്‍ ചില ആപത്ശങ്കകളുമുണ്ട്. മനുഷ്യ ജീനോമില്‍ മാറ്റം വരുത്താന്‍ ഇത്തരം സാങ്കേതികവിദ്യകള്‍ ഉപയോഗിക്കപ്പെട്ടേക്കാം. മനുഷ്യരുടെ പ്രകൃതിദത്ത സ്വഭാവത്തെ ഇല്ലാതാക്കി സവിശേഷ കഴിവുകളുള്ള മനുഷ്യക്കുഞ്ഞുങ്ങളെ ഉത്പ്പാദിപ്പിക്കുന്ന പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ ഉണ്ടായി വന്നേക്കാം എന്ന് ചിലരെങ്കിലും ഭയപ്പെടുന്നുണ്ട്. ജീന്‍ എഡിറ്റിംഗ് സംബന്ധിച്ച നൈതിക ആശങ്കകളാണിവ. ലോകത്തിന്‍റെ വിവിധ ഭാഗങ്ങളില്‍ ഇത്തരം ഗവേഷണങ്ങള്‍ക്ക് വേണ്ടിയുള്ള ശ്രമങ്ങള്‍ നടക്കുന്നതായി വാര്‍ത്തകളുണ്ട്. നൈതികതയെ മുന്‍നിര്‍ത്തി അത്തരം ഗവേഷണങ്ങള്‍ പല രാജ്യങ്ങളിലും നിരോധിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും അന്തമില്ലാത്ത ലാഭക്കൊതിയുമായിപ്പോകുന്ന മുതലാളിത്തം എന്തു തന്നെ ചെയ്യില്ല എന്ന് ആര്‍ക്കും പറയാനാവില്ലല്ലോ? എന്തായാലും മാനവ രാശിയുടെ മുന്നോട്ടുള്ള പോക്കിന് സഹായകരമായ വിപ്ലവകരമായ കണ്ടെത്തലിനാണ് ഇക്കൊല്ലത്തെ നോബല്‍ പുരസ്ക്കാരം എന്ന് നിസ്സംശയം പറയാം.അത് മനുഷ്യവിരുദ്ധമായി പ്രയോഗിക്കുകയില്ലെന്നും പ്രതീക്ഷിക്കാം.