Monday, November 20, 2006

മനുഷ്യബന്ധുവിന്റെ ജനിതകരഹസ്യം

38000 വര്‍ഷം മുമ്പ്‌ ജീവിച്ചിരുന്ന നിയാന്‍ഡെര്‍ത്തല്‍ മനുഷ്യന്റെ ജനിതകസാരം കണ്ടെത്തുന്നതില്‍ ശാസ്ത്രലോകം വിജയിച്ചിരിക്കുന്നു

ക്ഷക്കണക്കിന്‌ വര്‍ഷം മുമ്പ്‌ ജീവിച്ചിരുന്ന മനുഷ്യബന്ധുവിന്റെ ജനികതരഹസ്യം തിരിച്ചറിയുക; അതുപയോഗിച്ച്‌ മനുഷ്യന്‍ എന്നാണ്‌ ആ ബന്ധുവില്‍ നിന്ന്‌ വേര്‍പിരിഞ്ഞതെന്ന്‌ മനസിലാക്കുക. ഇത്രകാലവും അസാധ്യമെന്നു കരുതിയിരുന്ന പലകാര്യങ്ങളും ജിനോംയുഗം യാഥാര്‍ത്ഥ്യമാക്കുകയാണ്‌. 38,000 വര്‍ഷം മുമ്പ്‌ ജീവിച്ചിരുന്ന നിയാന്‍ഡെര്‍ത്തല്‍ മനുഷ്യന്റെ ജനിതകരഹസ്യം കണ്ടെത്തുന്നതില്‍ രണ്ട്‌ ശാസ്ത്രസംഘങ്ങള്‍ വ്യത്യസ്ത രീതിയില്‍ വിജയിച്ചുവെന്ന വാര്‍ത്ത സൂചിപ്പിക്കുന്നതും ഇതുതന്നെയാണ്‌. കാലപ്പഴക്കത്താല്‍ തേയ്മാനം സംഭവിച്ച ഡി.എന്‍.എ.ഭാഗങ്ങളില്‍ നിന്ന്‌, ജനിതകശ്രേണികളെ ശരിയായി കൂട്ടിയിണക്കി ജിനോം രഹസ്യങ്ങള്‍ കണ്ടെത്താനുള്ള മാര്‍ഗ്ഗമാണ്‌ ഗവേഷകര്‍ ആവിഷ്ക്കരിച്ചിരിക്കുന്നത്‌.

മനുഷ്യവംശം ഭൂമുഖത്ത്‌ ആദ്യം പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടപ്പോള്‍, സമാനസ്വഭാവമുള്ള മറ്റ്‌ ആള്‍ക്കുരങ്ങുവര്‍ഗ്ഗങ്ങളും ഇവിടെയുണ്ടായിരുന്നു. അത്തരം ഒരു വര്‍ഗ്ഗത്തിന്റെ ഫോസില്‍ ജര്‍മനിയിലെ നിയന്‍ഡര്‍ താഴ്‌വര(Neander Valley)യില്‍ നിന്നു 150 വര്‍ഷം മുമ്പ്‌ ലഭിച്ചു. ആ വര്‍ഗ്ഗം പിന്നീട്‌ 'നിയാന്‍ഡെര്‍ത്തല്‍ മനുഷ്യന്‍' എന്നറിയപ്പെട്ടു. ആധുനികമനുഷ്യന്റെ പൂര്‍വികനാണ്‌ നിയാന്‍ഡെര്‍ത്തല്‍ എന്ന്‌ ആദ്യം കരുതിയെങ്കിലും, പിന്നീട്‌ അത്‌ തിരുത്തപ്പെട്ടു. ഒരു പൊതുപൂര്‍വികനില്‍ നിന്ന്‌ വേര്‍പെട്ട്‌ രണ്ട്‌ വ്യത്യസ്ത ഗ്രൂപ്പുകളായി പരിണാമം പ്രാപിച്ചവയാണ്‌ മനുഷ്യനും നിയാന്‍ഡെര്‍ത്തലുമെന്ന്‌ വ്യക്തമായി.

12 നിയാന്‍ഡെര്‍ത്തല്‍ മനുഷ്യരില്‍ നിന്നുള്ള മൈറ്റോകോന്‍ഡ്രിയല്‍ ഡി.എന്‍.എ. ഗവേഷകര്‍ ഇതിനകം വിശകലനം ചെയ്തിട്ടുണ്ട്‌. പക്ഷേ, യഥാര്‍ത്ഥ ഡി.എന്‍.എ.സ്ഥിതിചെയ്യുന്നത്‌ കോശമര്‍മ്മത്തിലാണ്‌, മൈറ്റോകോന്‍ഡ്രിയയിലല്ല. യഥാര്‍ത്ഥ ഡി.എന്‍.എ.അപകോഡീകരിക്കാന്‍ കഴിഞ്ഞാലേ നിയാന്‍ഡെര്‍ത്തല്‍ മനുഷ്യനും നമ്മളും തമ്മില്‍ ശരിക്കുള്ള ജനിതക വ്യത്യാസം മനസിലാക്കാനാവൂ. മനുഷ്യനെ മനുഷ്യനാക്കുന്നത്‌ എന്താണെന്ന്‌ അറിയണമെങ്കില്‍, മനുഷ്യന്റെ ഏറ്റവും അടുത്ത ബന്ധുവെന്ന്‌ വിശേഷിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന നിയാന്‍ഡെര്‍ത്തലിന്റെ ജനിതകസാരം അറിയണം. കിട്ടിയിട്ടുള്ള നിയാന്‍ഡെര്‍ത്തല്‍ ഫോസിലുകളെല്ലാം പതിനായിരക്കണക്കിന്‌ വര്‍ഷം പഴക്കമുള്ളവയാണ്‌. അവയിലെ ഡി.എന്‍.എ.ക്ക്‌ അപചയം സംഭവിച്ചിരിക്കുക സ്വാഭാവികം മാത്രം. തേയ്മാനം സംഭവിച്ച ഡി.എന്‍.എ.കഷണങ്ങള്‍ എങ്ങനെ കൂട്ടിയിണക്കും. ഇത്രകാലവും ഉത്തരം കാണാന്‍ കഴിയാത്ത ഈ പ്രശ്നത്തിനാണ്‌ രണ്ട്‌ ഗവേഷകസംഘങ്ങള്‍ വ്യത്യസ്ത വഴികളിലൂടെ പരിഹാരം കണ്ടിരിക്കുന്നത്‌.

ജര്‍മനിയില്‍ ലീപ്സിഗില്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന മാക്സ്‌ പ്ലാങ്ങ്‌ ഇന്‍സ്റ്റിട്ട്യൂട്ട്‌ ഫോര്‍ ഇവല്യൂഷണറി ആന്‍ഡ്രോപോളജിയിലെ സ്വൊന്റെ പാബോയുടെ നേതൃത്വത്തിലുള്ളതാണ്‌ ഇതില്‍ ഒരു സംഘം. നവംബര്‍ 16-ന്റെ 'നേച്ചര്‍' വാരികയില്‍ പാബോയും കൂട്ടരും ഗവേഷണ റിപ്പോര്‍ട്ട്‌ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. പിറ്റേന്ന്‌ പുറത്തിറങ്ങിയ 'സയന്‍സ്‌ ' വാരികയിലാണ്‌, കാലിഫോര്‍ണിയയില്‍ 'ലോറന്‍സ്‌ ബര്‍ക്കിലി നാഷണല്‍ ലബോറട്ടറി'യിലെ എഡ്വേര്‍ഡ്‌ റൂബിനും സംഘവും തങ്ങളുടെ പഠനവിവരം പ്രസിദ്ധപ്പെടുത്തിയത്‌. ക്രൊയേഷ്യയിലെ പുരാതന വിന്‍ഡിജ ഗുഹ(Vindija Cave)യില്‍ നിന്നു ലഭിച്ച നിയാന്‍ഡെര്‍ത്തല്‍ ഫോസിലില്‍ നിന്നു വേര്‍തിരിച്ചെടുത്ത ഡി.എന്‍.എ.ഭാഗങ്ങളാണ്‌ ഇരുസംഘവും വിശകലനം ചെയ്തത്‌. 38000 വര്‍ഷം മുമ്പ്‌ ജീവിച്ചിരുന്ന ഒരു നിയാന്‍ഡെര്‍ത്തലിന്റേതായിരുന്നു ആ ഫോസില്‍.

പാബോയുടെ ഗ്രൂപ്പ്‌ ഡി.എന്‍.എ.യിലെ പത്തുലക്ഷം രാസാക്ഷരങ്ങളെ ക്രമത്തില്‍ വായിച്ചടുത്തപ്പോള്‍, രണ്ടാമത്തെ സംഘം 65,000 രസാക്ഷരങ്ങളെ കണ്ടെത്തുന്നതില്‍ വിജയിച്ചു. സംഖ്യ ചെറുതാണെങ്കിലും, ജീന്‍ കേന്ദ്രീകൃതമായുള്ള പഠനമായതിനാല്‍ രണ്ടാമത്തെ സംഘത്തിന്റെ കണ്ടെത്തിലും വളരെ പ്രാധാന്യമര്‍ഹിക്കുന്നു. 'പൈറോസീക്വന്‍സിങ്‌ '(pyrosequencing) എന്ന നൂതനമാര്‍ഗ്ഗമാണ്‌ ആദ്യസംഘം ഉപയോഗിച്ചത്‌. താത്പര്യമുള്ള ഡി.എന്‍.എ.ഭാഗം മാത്രം വായിച്ചെടുക്കാന്‍ കഴിയുമെന്ന സവിശേഷതയുള്ള 'മെറ്റാജിനോമിക്‌ '(metagenomic) മാര്‍ഗ്ഗം റൂബിനും സംഘവും അവലംബിച്ചു. അപചയം സംഭവിച്ച്‌ ഇരുട്ടിലായ ഡി.എന്‍.എ.രഹസ്യം വെളിച്ചത്തു കൊണ്ടുവരാന്‍ രണ്ടു മാര്‍ഗ്ഗങ്ങളും സഹായിക്കുന്നു.

മനുഷ്യ ഡി.എന്‍.എ.യില്‍ 320 കോടി രാസാക്ഷരങ്ങളാണുള്ളത്‌. അവയുടെ ആകെത്തുകയാണ്‌ ജിനോം(genome) അഥവാ ജനിതകസാരം. മാനവജിനോമുമായി താരതമ്യം ചെയ്താല്‍ നിയാന്‍ഡെര്‍ത്തലിന്റെ വളരെ നിസ്സാരമായ ഡി.എന്‍.എ.ഭാഗമേ തിരിച്ചറിയാന്‍ കഴിഞ്ഞിട്ടുള്ളൂ. പക്ഷേ, പുതിയ മാര്‍ഗ്ഗമുപയോഗിച്ച്‌ നിയാന്‍ഡെര്‍ത്തലിന്റെ ജിനോം മുഴുവന്‍ കണ്ടെത്താനാകുമെന്ന്‌ ഗവേഷകര്‍ പറയുന്നു. ഇപ്പോള്‍ വെളിവായ ജിനോം ഭാഗത്തുനിന്നു തന്നെ ഒട്ടേറെ പുതിയ വസ്തുതകള്‍ മനസിലാക്കാന്‍ കഴിഞ്ഞു. വിശകലനം ചെയ്ത ഫോസില്‍ ആണിന്റേതായിരുന്നു. ഏതാണ്ട്‌ നാലുലക്ഷം വര്‍ഷം മുമ്പാണ്‌ ആധുനിക മനുഷ്യനായ ഹോമോ സാപ്പിയന്‍സും(Homo sapiens) നിയാന്‍ഡെര്‍ത്തല്‍ മനുഷ്യനും(Homo neanderthalenis) വേര്‍പിരിഞ്ഞത്‌ എന്നും ജിനോം വിവരങ്ങള്‍ വ്യക്തമാക്കുന്നു. ഏതാണ്ട്‌ 30,000 വര്‍ഷം മുമ്പ്‌ നിയാന്‍ഡെര്‍ത്തല്‍ വര്‍ഗ്ഗം ഭൂമുഖത്തുനിന്ന്‌ പൂര്‍ണമായും അപ്രത്യക്ഷമായി.

റൂബിനും സംഘവും നിയാന്‍ഡെര്‍ത്തലിന്റെ 29 ജീന്‍ശ്രേണികള്‍ മനുഷ്യജീനുകളുമായി താരതമ്യം ചെയ്തപ്പോള്‍, ജനിതകമായി രണ്ടുവര്‍ഗ്ഗവും 99.5 ശതമാനവും സമന്‍മാരാണെന്ന നിഗമനത്തിലെത്തി. ബാക്കയുള്ള അരശതമാനത്തിലാണ്‌ വ്യത്യാസം. പൈറോസീക്വന്‍സിങ്‌ പത്തുമടങ്ങ്‌ വേഗത്തിലാക്കാനുള്ള വിദ്യ ആവിഷ്ക്കരിച്ചുകഴിഞ്ഞെന്നും, അതിനാല്‍ രണ്ടുവര്‍ഷത്തിനകം നിയാന്‍ഡെര്‍ത്തലിന്റെ പൂര്‍ണ്ണജിനോം തയ്യാറാക്കാന്‍ കഴിയുമെന്നും ഡോ.പാബോ പറയുന്നു. കുറഞ്ഞത്‌ ആറുതവണ ജിനോം പൂര്‍ണ്ണമായി അപകോഡീകരിച്ച്‌ താരതമ്യം ചെയ്ത്‌ പ്രസിദ്ധീകരിക്കാനാണ്‌ പദ്ധതി. മാനവജിനോമിന്റെ കാര്യത്തില്‍ ഡി.എന്‍.എ. ശ്രേണികള്‍ ശരാശരി പത്തുതവണ വീതം അപകോഡീകരിച്ച്‌ സംശുദ്ധമാക്കിയിരുന്നു. നിയാന്‍ഡെര്‍ത്തലിന്റെ പൂര്‍ണജനിതകസാരം ലഭ്യമാകുന്നതോടെ മനുഷ്യപരിണാമം സംബന്ധിച്ച ഒട്ടേറെ ചോദ്യങ്ങള്‍ക്ക്‌ വ്യക്തമായ ഉത്തരം കിട്ടുമെന്ന പ്രതീക്ഷയിലാണ്‌ ശാസ്ത്രലോകം.(Nature, Science)

6 comments:

പുഴയോരം said...

മൈറ്റോകോന്‍ഡ്രിയ എന്താണെന്നൊന്ന് വിശദീകരിക്കാമോ?

പാര്‍വതി said...

ഹൈലി ടെക്നിക്കല്‍ ടേംസ് മനസ്സിലായില്ലെങ്കിലും നല്ല ഒരു ഐഡിയ കിട്ടി, അതിന് നന്ദി, ഇനിയും ഇത്തരം ലേഖനങ്ങള്‍ക്കായി പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

-പാര്‍വതി.

സു | Su said...

ഒന്നും മനസ്സിലായില്ല .:( എന്നാലും വായിച്ചു. മനസ്സിലാക്കാന്‍ ശ്രമിക്കും. ആരോടെങ്കിലും ചോദിച്ചിട്ട്.

വിശ്വപ്രഭ viswaprabha said...

വികാസം പ്രാപിച്ച ബഹുകോശജീവികളില്‍ ഓരോ കോശത്തിലും കോശകേന്ദ്രം (Nucleus) കൂടാതെ ഒറ്റയ്ക്കൊറ്റയ്ക്കായി നില്‍ക്കുന്ന പലതരം തരികള്‍ (Organelle encapsulated by membrane) ഉണ്ട്. അവയില്‍ ഒരു തരത്തിനെയാണ് മൈറ്റോകോന്‍ഡ്രിയ ( Mitochondrion - Plural Mitochondria) എന്നു വിളിക്കുന്നത്.

ഈ തരികള്‍‍ (അഥവാ കുഞ്ഞുതോല്‍‌സഞ്ചികള്‍‍) ആണ് കോശങ്ങളിലെ ദഹന-ശ്വസന-ഊര്‍ജ്ജക്രമങ്ങള്‍ (മെറ്റാബോളിസം) നടത്തുന്നത്. അതിനാല്‍ അവയെ കോശങ്ങളുടെ പവര്‍ ഹൌസുകള്‍ എന്നും വിളിക്കുന്നു.

ഒരു തലമുറയില്‍നിന്നും അടുത്തതിലേക്കുള്ള ജനിതകവിവരങ്ങള്‍ ശേഖരിച്ചുവെച്ചിരിക്കുന്നത് DNA എന്നറിയപ്പെടുന്ന അതിസങ്കീര്‍ണ്ണ രാസവസ്തുക്കളിലാണ്. ഈ DNA മുഖ്യമായും കാണുന്നത് കോശമര്‍മ്മം അഥവാ ന്യൂക്ലിയസ്സിലാണ്. എങ്കിലും മൈറ്റോകോന്‍ഡ്രിയോണ്‍ തരികളിലും DNA കാണാം. അവയെയാണ് മൈറ്റോകോന്‍ഡ്രിയല്‍ DNA അഥവാ mtDNA എന്നു വിളിക്കുന്നത്.

ജീവിയുടെ സ്വഭാവധര്‍മ്മങ്ങളെല്ലാം രേഖപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ടാവുക കോശമര്‍മ്മത്തിനുള്ളിലുള്ള സാധാരണ അഥവാ യഥാര്‍ത്ഥ DNAയില്‍ ആയിരിക്കും. ഇത്തരം DNAയുടെ ഘടനയില്‍ ഒരു മനുഷ്യനും മറ്റൊരു മനുഷ്യനും തമ്മില്‍ വളരെ കുറഞ്ഞ മാറ്റങ്ങളേ (പരിണാമവ്യതിയാനം -Mutation) സാധാരണ കാണൂ. പക്ഷേ mtDNAയില്‍ അങ്ങനെയല്ല. പ്രത്യേകിച്ച് ഒരു പൊതുസ്വഭാവവും ഉണ്ടായെന്നു വരില്ല. ജീവിയുടെ സ്വഭാവധര്‍മ്മങ്ങളില്‍ എന്തെങ്കിലും കാര്യമായ ഒരു പങ്കും ഇവയ്ക്കുള്ളതായും തെളിയിക്കപ്പെട്ടിട്ടില്ല. അടുത്ത കാലം വരെ അതുകൊണ്ട് ഇവയെ junk DNA എന്നുപോലും വിളിച്ചിരുന്നു.

പക്ഷേ ജീന്‍ ഗവേഷണത്തെ മൊത്തമായി മാറ്റിമറിച്ച ഒരു കണ്ടെത്തലുണ്ടായി ഒരിക്കല്‍: ഒരു തലമുറയില്‍ നിന്നും അടുത്ത തലമുറയിലേക്കു മാറുമ്പോള്‍ (അമ്മവഴിയ്ക്ക്) മൈറ്റോകോന്‍ഡ്രിയല്‍ DNA ഘടനയില്‍ പുനസ്സംയോഗം (Re-combination) എന്ന മാറ്റം സാരമായി സംഭവിക്കുന്നില്ലത്രേ.എന്നുവെച്ചാല്‍ കുഞ്ഞിന് എപ്പോഴും അമ്മയുടെ mtDNA തന്നെയായിരിക്കും ഉണ്ടാവുക. അച്ഛന്റെ mtDNA ഭ്രൂണോല്‍പ്പത്തിയില്‍ തന്നെ നശിപ്പിക്കപ്പെട്ടു പോവും.(ഇതു മുഴുവനും സത്യമല്ലെന്നും 1-2% വ്യതിയാനങ്ങളുണ്ടാവാമെന്നും കണ്ടുപിടിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്.)

ഈ അറിവുവെച്ച് കുറേ പുതിയ കാര്യങ്ങള്‍ കണ്ടുപിടിക്കാന്‍ വഴിതുറക്കും. അതിലൊന്നാണ് ലക്ഷക്കണക്കിനു വര്‍ഷങ്ങള്‍ മുന്‍പുള്ള നമ്മുടെ അമ്മൂമ്മമാരെയും അതുവഴി ഇപ്പോള്‍ ജീവിച്ചിരിക്കുന്ന നമ്മുടെ തന്നെ താവഴികളേയും കണ്ടുപിടിക്കാനാവുക എന്നത്. അത്തരം ചില പ്രൊജക്റ്റുകളാണ് ജീവതരു, മനുഷ്യായനലേഖ തുടങ്ങിയവ.

കോശമര്‍മ്മDNA വെച്ച് ഇങ്ങനെ സ്വന്തം താവഴികളെ കണ്ടുപിടിക്കല്‍ എളുപ്പമല്ല. കാരണം ഓരോ പുതിയ തലമുറയിലും ഉണ്ടാവുന്ന കുഞ്ഞുങ്ങളില്‍ അവരുടെ അച്ഛന്റേയും അമ്മയുടേയും DNA കള്‍ ആദ്യം വിഭജിച്ച് പിന്നീട് പരസ്പരം കൂടിച്ചേരുന്നു. (Recombination). ഭ്രൂണോല്‍പ്പത്തിസമയത്തു നടക്കുന്ന ഈ പ്രക്രിയ മൂലം താവഴികളുടെ ചരിത്രം നമുക്കു നഷ്ടപ്പെട്ടുപോകുന്നു.

(ഇത് വളരെ ഗൌരവമായും വിശദമായും മലയാളം വിക്കിയില്‍ ചേര്‍ക്കേണ്ട ഒരു വിഷയമാണ്. തല്‍ക്കാലം പറയാവുന്നത്ര ലളിതമായി, അത്രയ്ക്കൊന്നും കണിശമല്ലാതെ ഇവിടെ കുറിച്ചു എന്നേ ഉള്ളൂ. കൂടുതല്‍ കൃത്യതയോടെ വിക്കിയിലെഴുതാന്‍ ആരെങ്കിലും മുന്നോട്ടു വരുമെന്നു പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.)

ഷിജു അലക്സ്‌‌: :Shiju Alex said...

വിശ്വേട്ടാ ഇതു ഒരു പോസ്റ്റ് ആക്കാനുള്ള കമെന്റ് ആണല്ലോ.

ആന്റണി ചേട്ടന്‍ മലയാളം വിക്കിയിലേക്ക് എത്രയും പെട്ടെന്ന് കടന്ന് വരേണ്ടതാണ്. ഇതേ പോലുള്ള വിഷയങ്ങളില്‍ ലേഖനം എഴുതാന്‍ അവിടെ ആരും ഇല്ല.

ദേവന്‍ said...

പ്രിയ ജോസഫ്‌,
താങ്കളുടെ ബ്ലോഗ്‌ ഇന്നാണു കണ്ടത്‌. വളരെ വിജ്ഞാനപ്രദമായ ഈ പോസ്റ്റുകള്‍ ഞാന്‍ ആദ്യത്തേതു മുതല്‍ വായിച്ചു കൊണ്ടിരിക്കുന്നു ഇപ്പോള്‍.