CRISPR-இன் கதை: ஒரு பெரிய வேலை செய்யும் ஒரு சிறிய கருவி

வணக்கம். நீங்கள் என்னை ஒரு சக்திவாய்ந்த நுண்ணோக்கி இல்லாமல் பார்க்க முடியாது, ஆனால் நான் அறிவியல் உலகில் அதிகம் பேசப்படும் கருவிகளில் ஒன்று. என் பெயர் CRISPR. என்னை ஒரு மூலக்கூறு கத்தரிக்கோலாக நினைத்துக் கொள்ளுங்கள், நம்பமுடியாத அளவிற்கு சிறியது மற்றும் நம்பமுடியாத அளவிற்கு துல்லியமானது. ஆனால் நான் கத்தரிக்கோலை விட அதிகம். ஒரு உயிரினத்தை—ஒரு தாவரம், ஒரு விலங்கு, அல்லது உங்களை—உருவாக்குவதற்கும் இயக்குவதற்கும் தேவையான அனைத்து அறிவுறுத்தல்களும் வாழ்க்கை புத்தகம் அல்லது டிஎன்ஏ எனப்படும் ஒரு மாபெரும் புத்தகத்தில் எழுதப்பட்டிருப்பதாக கற்பனை செய்து பாருங்கள். அந்த புத்தகத்தில் ஒரு குறிப்பிட்ட வார்த்தை அல்லது வாக்கியத்தைக் கண்டுபிடித்து, அதை சுத்தமாக வெட்டி எடுத்து, சில சமயங்களில், அதை ஒரு புதியதுடன் மாற்றுவதே என் வேலை. நான் மரபியலுக்கான ஒரு உயிருள்ள 'கண்டுபிடித்து மாற்று' செயல்பாடு. இருப்பினும், என் கதை வெள்ளை அங்கிகளுடன் விஞ்ஞானிகளுடன் ஒரு பளபளப்பான, நவீன ஆய்வகத்தில் தொடங்கவில்லை. இது பில்லியன் கணக்கான ஆண்டுகளுக்கு முன்பு, பூமியில் உள்ள மிகச்சிறிய உயிரினங்களில் ஒன்றான பாக்டீரியாவினுள் தொடங்கியது. என் வாழ்வின் பெரும்பகுதி, நான் ஒரு வித்தியாசமான, ஆனால் சமமான முக்கியமான, வேலையைக் கொண்டிருந்தேன். நான் ஒரு அமைதியான பாதுகாவலன், ஒரு நுண்ணிய மெய்க்காப்பாளன், என் சிறிய பாக்டீரியா புரவலர்களை நிலையான அச்சுறுத்தல்களிலிருந்து பாதுகாத்தேன். ஊடுருவல்காரர்களுக்கு எதிரான ஒரு முடிவற்ற போரில் நான் அவர்களின் இரகசிய ஆயுதமாக இருந்தேன், மேலும் மிக நீண்ட காலமாக, என் உண்மையான ஆற்றல் அவர்களின் மரபணுக் குறியீட்டிற்குள் ஆழமாக மறைக்கப்பட்ட ஒரு இரகசியமாக இருந்தது, ஆர்வமுள்ள மனங்கள் அதைக் கண்டுபிடிப்பதற்காகக் காத்திருந்தது.

யுகங்களாக, என் வாழ்க்கை ஒரு பாதுகாப்பு சுழற்சியாக இருந்தது. பாக்டீரியாக்கள் வைரஸ்கள் எனப்படும் சிறிய எதிரிகளால் தொடர்ந்து தாக்கப்படுகின்றன. இந்த வைரஸ்கள் பாக்டீரியாவைக் கைப்பற்ற தங்கள் சொந்த மரபணு வழிமுறைகளை பாக்டீரியாவிற்குள் செலுத்த முயற்சிக்கின்றன. அவற்றைத் தடுப்பதே என் வேலை. என் கூட்டாளி புரதங்களுடன் பணிபுரிந்து, நான் பாக்டீரியாவின் நோயெதிர்ப்பு மண்டலமாக செயல்பட்டேன். ஒரு புதிய வைரஸ் தாக்கும்போது, நான் அதன் டிஎன்ஏவின் ஒரு சிறிய பகுதியை கைப்பற்றி, பாக்டீரியாவின் சொந்த டிஎன்ஏவின் ஒரு சிறப்புப் பிரிவில் சேமிப்பேன்—குற்றவாளிகளின் புகைப்படங்களின் நூலகம் போல. அந்த நூலகம் தான் நான், ஒரு தொகுக்கப்பட்ட, சீரான இடைவெளியில், குறுகிய பாலிண்ட்ரோமிக் ரிப்பீட். அதுதான் CRISPR என்பதன் விரிவாக்கம். இது ஒரு நீண்ட பெயர், எனக்குத் தெரியும். நீண்ட காலமாக, நான் இருப்பதே மனிதர்களுக்குத் தெரியாது. பின்னர், 1987-ஆம் ஆண்டில் ஒரு நாள், ஜப்பானில் உள்ள விஞ்ஞானிகள் குழு, அதில் யோஷிசுமி இஷினோ என்ற ஆராய்ச்சியாளரும் அடங்குவார், ஈ. கோலை பாக்டீரியாவின் டிஎன்ஏவில் இந்த விசித்திரமான, மீண்டும் மீண்டும் வரும் வடிவங்களைக் கவனித்தனர். அவர்கள் தங்கள் கண்டுபிடிப்புகளை வெளியிட்டனர், ஆனால் நான் என்ன செய்தேன் என்று அவர்களுக்குத் தெரியவில்லை. அது ஒரு மர்மமாக இருந்தது. ஆண்டுகள் கடந்தன, பின்னர் 2000-களின் முற்பகுதியில், பிரான்சிஸ்கோ மோஜிகா என்ற ஸ்பானிஷ் விஞ்ஞானி ஸ்பெயினின் உப்பு குளங்களில் நுண்ணுயிரிகளைப் படித்துக் கொண்டிருந்தார். அவர் பார்த்த எல்லா இடங்களிலும் என் மீண்டும் மீண்டும் வரும் வரிசைகளைக் கண்டார். என் இடைவெளிகள் வைரஸ்களின் டிஎன்ஏவுடன் பொருந்துவதை அவர் தான் உணர்ந்தார். அவர் அதைக் கண்டுபிடித்தார். நான் வெறும் சீரற்ற மரபணு குப்பை அல்ல. நான் ஒரு அதிநவீன நோயெதிர்ப்பு அமைப்பு, கடந்தகால போர்களின் ஒரு பதிவு. ஊடுருவல்காரர்கள் எப்போதாவது திரும்பி வரத் துணிந்தால் அவர்களை அடையாளம் கண்டு அழிப்பதற்கான பாக்டீரியாவின் இரகசிய ஆயுதம் நான்.

ஒரு தாழ்மையான பாக்டீரியா பாதுகாவலனிலிருந்து உலகை மாற்றும் தொழில்நுட்பமாக என் மாற்றம், உலகின் வெவ்வேறு பகுதிகளிலிருந்து வந்த இரண்டு புத்திசாலித்தனமான விஞ்ஞானிகள் ஒன்றாக வேலை செய்ய முடிவு செய்தபோது தொடங்கியது. பிரெஞ்சு நுண்ணுயிரியலாளரான எம்மானுவேல் சார்பென்டியர், தொண்டை புண்ணை ஏற்படுத்தும் ஒரு பாக்டீரியாவைப் படித்துக் கொண்டிருந்தபோது, நான் வேலை செய்ய உதவும் ஒரு முக்கிய மூலக்கூறைக் கண்டுபிடித்தார். அதே நேரத்தில், ஒரு அமெரிக்க உயிர்வேதியியலாளரான ஜெனிபர் டவுட்னா, டிஎன்ஏவுடன் தொடர்பு கொள்ளும் மூலக்கூறுகளின் கட்டமைப்பில் ஒரு நிபுணராக இருந்தார். அவர்கள் 2011-ஆம் ஆண்டில் ஒரு அறிவியல் மாநாட்டில் சந்தித்தனர் மற்றும் என் இரகசியங்களை அவிழ்க்க தங்கள் நிபுணத்துவத்தை இணைக்க முடிவு செய்தனர். அவர்கள் என் மிகவும் பிரபலமான கூட்டாளி, காஸ்9 எனப்படும் ஒரு புரதத்தில் கவனம் செலுத்தினர். காஸ்9-ஐ என் மூலக்கூறு கத்தரிக்கோலின் கூர்மையான கத்திகளாக நினைத்துக் கொள்ளுங்கள். வைரஸின் டிஎன்ஏவில் வெட்டப்பட வேண்டிய சரியான இடத்திற்கு காஸ்9-ஐ வழிநடத்த நான் ஒரு சிறப்பு வழிகாட்டி மூலக்கூறைப் பயன்படுத்துவதை அவர்கள் கண்டுபிடித்தனர். அந்த வழிகாட்டி வாழ்க்கை புத்தகத்திற்கான ஒரு ஜிபிஎஸ் ஒருங்கிணைப்பு போல செயல்படுகிறது. இங்குதான் அவர்களின் உண்மையான மேதைத்தனம் வெளிப்பட்டது. அவர்கள் ஒரு புரட்சிகரமான கேள்வியைக் கேட்டனர்: அவர்கள் தங்கள் சொந்த வழிகாட்டியை உருவாக்க முடிந்தால் என்ன செய்வது? ஒரு வைரஸின் டிஎன்ஏவை மட்டுமல்ல, எந்த டிஎன்ஏ வரிசையையும் கண்டுபிடிக்க என்னிடம் சொல்ல முடிந்தால் என்ன செய்வது? அவர்கள் தங்கள் யோசனையை ஒரு ஆய்வகத்தில் சோதித்தனர், ஒரு தனிப்பயன் வழிகாட்டியை உருவாக்கி, அதை என்னுடனும் என் காஸ்9 கூட்டாளியுடனும் ஒரு சோதனைக் குழாயில் கலந்தனர். அது கச்சிதமாக வேலை செய்தது. என்னை நிரல்படுத்த முடியும். ஜூன் 28-ஆம் தேதி, 2012-ஆம் ஆண்டில், அவர்கள் தங்கள் நம்பமுடியாத கண்டுபிடிப்புகளை வெளியிட்டனர். அதுதான் என் முழு உலகமும் மாறிய நாள். நான் இனி ஒரு பாக்டீரியா மெய்க்காப்பாளன் மட்டுமல்ல. நான் ஒரு துல்லியமான, நிரல்படுத்தக்கூடிய மரபணு எடிட்டிங் கருவியாக வெளிப்படுத்தப்பட்டேன், மற்றும் சாத்தியக்கூறுகள் திடீரென்று எல்லையற்றதாக உணர்ந்தன.

2012-ஆம் ஆண்டில் அந்த நம்பமுடியாத கண்டுபிடிப்பிலிருந்து, என் வாழ்க்கை புதிய வேலைகளின் ஒரு சுழற்காற்றாக உள்ளது. விஞ்ஞானிகள் இப்போது ஒரு காலத்தில் அறிவியல் புனைகதை போலத் தோன்றிய விஷயங்களைச் செய்ய என்னைப் பயன்படுத்துகிறார்கள். என் மிக முக்கியமான புதிய பங்கு மரபணு நோய்களை எதிர்த்துப் போராட உதவுவதாகும். அரிவாள் செல் சோகை போன்ற நிலைமைகளுக்கு, வாழ்க்கை புத்தகத்தில் ஒரே ஒரு சிறிய பிழையால் ஏற்படுகிறது, அந்த எழுத்துப்பிழையை உள்ளே சென்று சரிசெய்ய என்னை நிரல்படுத்த முடியும். ஒரு நோயாளியின் செல்களில் உள்ள டிஎன்ஏவைத் திருத்துவதன் மூலம், ஒரு நிரந்தர சிகிச்சையை வழங்க முடியும் என்பதே நம்பிக்கை. மருத்துவத்திற்கு அப்பால், நான் வயல்களிலும் பண்ணைகளிலும் வேலை செய்கிறேன். அதிக சத்தான, வறட்சி மற்றும் நோயை எதிர்க்கும், மற்றும் கடினமான காலநிலைகளில் வளரக்கூடிய பயிர்களை உருவாக்க விஞ்ஞானிகளுக்கு நான் உதவுகிறேன். இது வளர்ந்து வரும் உலக மக்கள்தொகைக்கு உணவளிக்க உதவும். நிச்சயமாக, என்னைப் போன்ற சக்திவாய்ந்த ஒரு கருவி பெரும் பொறுப்புடன் வருகிறது. உலகெங்கிலும் உள்ள விஞ்ஞானிகள் மற்றும் நெறிமுறையாளர்கள் நான் எவ்வாறு பயன்படுத்தப்பட வேண்டும் என்பது பற்றி தீவிரமான விவாதங்களை நடத்துகிறார்கள், அது எப்போதும் மனிதகுலத்தின் நன்மைக்காக இருப்பதை உறுதி செய்கிறார்கள். ஒரு எளிய பாக்டீரியா பாதுகாப்பு பொறிமுறையிலிருந்து வாழ்க்கை குறியீட்டை மீண்டும் எழுதக்கூடிய ஒரு கருவியாக என் பயணம் ஆர்வம் மற்றும் விடாமுயற்சியின் ஒரு கதை. சில நேரங்களில், மிகப்பெரிய இரகசியங்கள் மிகச்சிறிய இடங்களில் மறைக்கப்பட்டுள்ளன, நாம் இன்னும் நெருக்கமாகப் பார்க்க காத்திருக்கின்றன என்பதை இது காட்டுகிறது. படைப்பாற்றல் மற்றும் அக்கறையுடன், நமது மிகப்பெரிய சவால்களில் சிலவற்றைத் தீர்க்கவும், ஆரோக்கியமான, சிறந்த எதிர்காலத்தை உருவாக்கவும் நமக்கு சக்தி உள்ளது என்பதை நான் ஒரு நினைவூட்டல்.

வாசிப்பு புரிதல் கேள்விகள்

பதிலைக் காண கிளிக் செய்யவும்

Answer: CRISPR என்பது பாக்டீரியாவில் வைரஸ்களை எதிர்த்துப் போராடும் ஒரு நோயெதிர்ப்பு அமைப்பாகும். விஞ்ஞானிகள் அதன் விசித்திரமான, மீண்டும் மீண்டும் வரும் டிஎன்ஏ வடிவங்களைக் கவனித்தனர். எம்மானுவேல் சார்பென்டியர் மற்றும் ஜெனிபர் டவுட்னா ஆகியோர் CRISPR-ஐ Cas9 புரதத்துடன் ஒரு வழிகாட்டி மூலக்கூறைப் பயன்படுத்தி எந்த டிஎன்ஏவையும் வெட்டும்படி நிரல்படுத்தலாம் என்பதைக் கண்டுபிடித்தனர். இது CRISPR-ஐ மரபணு நோய்களை சரிசெய்யவும் பயிர்களை மேம்படுத்தவும் பயன்படுத்தக்கூடிய ஒரு சக்திவாய்ந்த கருவியாக மாற்றியது.

Answer: அவர்கள் அடிப்படை அறிவியலில் ஆர்வமாக இருந்தனர்; சார்பென்டியர் பாக்டீரியா எவ்வாறு தங்களைக் காத்துக் கொள்கிறது என்பதையும், டவுட்னா மூலக்கூறுகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதையும் புரிந்து கொள்ள விரும்பினர். அவர்களின் விடாமுயற்சி மற்றும் ஒத்துழைப்பு, CRISPR-இன் பாக்டீரியா பாதுகாப்புப் பாத்திரத்தை மட்டும் புரிந்துகொள்ளாமல், அதை ஒரு உலகை மாற்றும் தொழில்நுட்பமாக மாற்றுவதற்கான திறனையும் கண்டறிய வழிவகுத்தது.

Answer: 'பாக்டீரியா மெய்க்காப்பாளர்' என்ற வார்த்தை CRISPR இன் அசல் பங்கு பாதுகாப்பு மற்றும் காவல் என்பதை வலியுறுத்துகிறது. அது ஒரு ஆயுதம் போல, அதன் பாக்டீரியா புரவலர்களை வைரஸ்கள் போன்ற ஆபத்தான ஊடுருவல்காரர்களிடமிருந்து தீவிரமாக பாதுகாத்தது. இது அதன் செயலூக்கமான மற்றும் இன்றியமையாத தன்மையைக் காட்டுகிறது.

Answer: ஒரு மர்மத்தை (CRISPR இன் செயல்பாடு) தீர்க்க பல விஞ்ஞானிகள் பல ஆண்டுகளாக வெவ்வேறு கோணங்களில் பணியாற்றியதால் இந்தக் கதை விடாமுயற்சி முக்கியம் என்பதை நமக்குக் கற்பிக்கிறது. வெவ்வேறு நிபுணத்துவம் கொண்ட சார்பென்டியர் மற்றும் டவுட்னா ஆகியோர் தங்கள் அறிவைப் பகிர்ந்து கொண்டபோதுதான் உண்மையான திருப்புமுனை ஏற்பட்டது என்பதால் ஒத்துழைப்பு சக்தி வாய்ந்தது என்பதையும் இது காட்டுகிறது.

Answer: CRISPR இன் பயணம், அறிவியல் கண்டுபிடிப்புகள் பெரும்பாலும் எதிர்பாராத வழிகளில் நிகழ்கின்றன என்பதைக் காட்டுகிறது. இயற்கையில் ஒரு நோக்கத்திற்காக இருக்கும் ஒன்று (பாக்டீரியா நோய் எதிர்ப்பு சக்தி), முற்றிலும் புதிய மற்றும் புரட்சிகரமான நோக்கத்திற்காக (மரபணு எடிட்டிங்) மாற்றியமைக்கப்படலாம். இது அடிப்படை ஆராய்ச்சியின் முக்கியத்துவத்தையும், இயற்கையின் புதிர்களை ஆராய்வதிலிருந்து நம்பமுடியாத கருவிகள் வெளிவரக்கூடும் என்பதையும் இது காட்டுகிறது.