गंध फुलांचा जाईल सांगुनी...

डॉ. राम कुलकर्णी (जैवतंत्रज्ञानानाचे अध्यापक)
गुरुवार, 1 डिसेंबर 2016

छोट्या प्राण्यांची गंध ओळखण्याची क्षमता चांगली असते. ही क्षमता आणखी वाढवता आली, तर मनुष्यजातीसाठी त्याचे अनेक फायदे होऊ शकतात. ती वाढविण्यासाठी सध्या सुरू असलेले संशोधन या क्षेत्रातील मैलाचा दगड ठरू शकेल.

प्राणिमात्रांमध्ये ज्ञानेंद्रियांचे महत्त्व सर्वश्रुत आहे. ज्ञानेंद्रियांमार्फत प्राप्त झालेल्या मूलभूत संवेदना - गंध, चव, दृष्टी, ध्वनी व स्पर्श - प्राण्यांना सभोवतालची माहिती प्रदान करतात व त्यानुसार प्राण्यांचे वर्तन ठरवतात. या सर्व संवेदनांमध्ये गंध ही एक वेगळी आणि विशेष जाणीव आहे. उदाहरण द्यायचे झाल्यास पहिला पाऊस, सुवासिक फुले, खाद्यपदार्थ, उघड्यावर वाहणारे सांडपाणी इत्यादी गोष्टींचे ज्ञान इतर वरीलपैकी अनेक संवेदनांमार्फत होत असले, तरीही या गोष्टींची जाणीव गंधाशिवाय अपूर्ण ठरते.

प्राण्यांना गंधाचे ज्ञान त्यामध्ये असणाऱ्या रसायनांमुळे होते. ही रसायने बाष्पशील असल्यामुळे त्यांचे सहजपणे वायूमध्ये रूपांतर होते व श्वासोच्छ्वासाद्वारे ही रसायने प्राण्यांमधील घ्राणेंद्रियांपर्यंत पोचतात. अशा रसायनांना सर्वसाधारणपणे बाष्पशील सेंद्रिय रसायने असे संबोधले जाते. गंधांचे अनेक नैसर्गिक स्रोत- जसे की फळे, फुले, घाम यांचा वास बऱ्याचदा केवळ एका रसायनाने नाही, तर अनेक रसायनांच्या मिश्रणापासून तयार होतो. पुण्यातील राष्ट्रीय रासायनिक प्रयोगशाळेमध्ये गेल्या एक दशकापासून अधिक काळ आंब्यांच्या वासावर संशोधन चालू आहे. यामध्ये आतापर्यंत झालेल्या अनेक प्रयोगांमध्ये आंब्यांच्या पिकलेल्या फळामध्ये शेकडो बाष्पशील रसायने आढळून आली आहेत. प्राण्यांच्या घ्राणेंद्रियामध्ये अशा बाष्पशील रसायनांचा संबंध चेतापेशींमध्ये असणाऱ्या प्रथिनांशी येतो. ही प्रथिने चेतापेशींभोवती असणाऱ्या आवरणामध्ये गुरफटलेली असतात व त्यांना ‘गंध स्वीकारक प्रथिने’ असे म्हणतात. एका चेतापेशीमध्ये केवळ एकाच प्रकारचे गंध स्वीकारक प्रथिन तयार होते. या प्रथिनाच्या एका टोकाला वासाला कारणीभूत असणारी रसायने चिकटतात व दुसरे टोक चेतापेशींना या रसायनाची माहिती देते. येथून पुढे या माहितीचा प्रवास घ्राणकंदाकडे सुरू होतो. डोळ्यांच्या साधारणतः मागील बाजूस असणाऱ्या या चेता-उतीमध्ये एकसारख्या वासांना ओळखणाऱ्या चेतापेशी एकत्र येतात व या वासांबद्दलची माहिती मेंदूमधील इतर उच्च केंद्रांकडे पाठवली जाते.

या सर्व प्रक्रियेमध्ये नाकाच्या चेतापेशींच्या आवरणातील गंध स्वीकारक प्रथिने अतिशय महत्त्वाची भूमिका बजावतात. किंबहुना, ही गंध स्वीकारक प्रथिने सस्तन प्राण्यांमधील सर्वांत मोठ्या प्रथिन समूहांपैकी एक आहेत. मनुष्याच्या नाकामध्ये अशी अंदाजे चारशे प्रथिने आढळतात. यातील प्रत्येक प्रथिन एका किंवा अनेक रसायनांना ओळखू शकते त्याचप्रमाणे गंधांशी संबंधित असणारे प्रत्येक रसायन एका किंवा अनेक प्रथिनांना कमी-अधिक प्रमाणात चिकटून उत्तेजित करू शकते. प्रत्येक फळा-फुलांचा वैशिष्टपूर्ण वास ज्यात अनेक बाष्पशील रसायने असतात, हा वेगवेगळ्या गंध स्वीकारक प्रथिनांच्या कमी-अधिक प्रमाणात सक्रिय होण्यामुळे तयार होतो. माणसांपेक्षा लहान असणारे प्राणी - जसे की कुत्रा, मांजर, उंदीर यांमध्ये मनुष्यापेक्षा अनेक पटींने अधिक गंध स्वीकारक प्रथिने आढळतात. याबरोबरच अशा प्राण्यांमध्ये गंधांचे विश्‍लेषण करण्यासाठी समर्पित असलेल्या मेंदूच्या भागाचे प्रमाणही जास्त असते. किंबहुना या दोन्ही कारणांमुळेच या प्राण्यांची गंध ओळखण्याची क्षमता चांगली असते. कुत्र्याच्या गंध हुंगण्याच्या उच्च क्षमतेचा अनेक गोष्टी - जसे की गुन्हेगारांचा माग काढणे, नैसर्गिक आपत्तींमध्ये सापडलेल्या माणसांचा शोध घेणे, त्याचबरोबर सुरुंगांचा शोध लावणे इ.साठी उपयोग करत आलेलो आहोत. अशा या मनुष्येतर प्राण्यांची हुंगण्याची क्षमता अजून वाढवता आली, तर त्याचे अनेक उपयोग होऊ शकतात. उच्च गंध-विश्‍लेषक असणाऱ्या प्राण्यांचा एक अतिशय महत्त्वाचा उपयोग आजारांचे निदान करणे हा असू शकतो.

अमेरिकेतील ‘सिटी युनिव्हर्सिटी ऑफ न्यूयॉर्क’मधील शास्त्रज्ञांनी उंदरांची गंध-विश्‍लेषण क्षमता वाढविण्यासाठी काही अत्याधुनिक प्रयोग केले, ज्यांचे निष्कर्ष काही महिन्यांपूर्वी ‘सेल रिपोर्टस’ या आंतरराष्ट्रीय नियतकालिकांमध्ये प्रकाशित झाले आहेत. या प्रयोगांमध्ये शास्त्रज्ञांनी उंदरांमध्ये काही विशिष्ट गंध ओळखण्याची क्षमता वाढविण्यासाठी त्या रसायनांशी संबंधित गंध स्वीकारक प्रथिनांचे प्रमाण वाढविले. हे वरकरणी सोपे वाटणारे, पण प्रत्यक्षात अवघड असणारे ध्येय साध्य करण्यासाठी त्यांनी जनुकीय अभियांत्रिकीचा आधार घेतला. सजीवांमधील सर्व प्रथिने ही जनुकीय माहितीच्या आधारे बनतात. या जनुकांच्या रचनेत काही बदल केला, तर तयार होणाऱ्या प्रथिनांच्या मात्रेतही बदल होतो. या मूलभूत माहितीच्या आधारे शास्त्रज्ञांनी एका विशिष्ट गंध स्वीकारक प्रथिन बनविणाऱ्या जनुकांमध्ये काही फेरबदल केले. हे बदल करण्यासाठी त्यांनी उंदराच्या मादीमधील फलित बीजांडामध्ये एक विशिष्ट डीएनए खास इंजेक्‍शनद्वारे टाकला. या बदलांमुळे त्या मादीच्या अपत्यांच्या नाकामधील ते प्रथिन बनविणाऱ्या चेतापेशींचे प्रमाण वाढले. पुढील प्रयोगांमध्ये शास्त्रज्ञांना अशा अपत्यांची संबंधित गंध ओळखण्याची क्षमता बाकीच्या उंदरांपेक्षा शंभर पटीने जास्त आहे, असे आढळून आले. प्राण्यांच्या मेंदूतील गंध विश्‍लेषण करण्याची प्रक्रिया अतिशय गुंतागुंतीची व क्‍लिष्ट आहे. यामुळेच वरील संशोधन हे या क्षेत्रामधील मैलाचे दगड ठरू शकते. या संशोधनाच्या आधारे अनेकविध रसायने - जसे की अत्तरे, स्फोटके, विविध आजारांशी संबंधित रसायने अतिशय कमी प्रमाणातही ओळखणारे प्राणी जनुकीय अभियांत्रिकीद्वारे बनविले जाऊ शकतात. अर्थातच हे साध्य होण्यासाठी अनेक अत्याधुनिक प्रयोग करण्याची आवश्‍यकता आहे, ज्याकरिता काही दशके वाट पाहावी लागेल.

 

Web Title: Fragrance of flower will tell everything