कल्याणकारी संशोधनावर "नोबेल'ची मोहोर 

डॉ. अनिल लचके 
गुरुवार, 4 ऑक्टोबर 2018

वार्धक्‍यात, आजारी असताना किंवा कर्करोगाशी सामना करताना प्रतिकारशक्ती मंदावते. कर्करोगाशी सामना करणाऱ्या यंत्रणेला सक्षम करणं जरुरीचं आहे. त्यादृष्टीने केलेल्या संशोधनाला गौरविण्यात आले आहे. या वर्षीचे नोबेल पुरस्कार बहुतांशी उपयोजित संशोधनाला देण्यात आले असून, या संशोधनांचा अनुकूल प्रभाव भावीकाळात दिसून येईल. 

"दृष्टिआड सृष्टी' असं म्हणतात, ते खरंय. आपल्या सभोवताली असंख्य प्रकारची रसायने, जीवाणू-विषाणू असतात. हवा, अन्न आणि पाणी अशा मार्गांनी ते आपल्या शरीरात प्रवेश करतात. शरीर त्यांना बाह्य-आक्रमण ("फॉरिन बॉडी") म्हणून "ओळखतं.' त्यांचा निचरा करण्यासाठी प्रतिकारशक्ती यशस्वी लढा देते. शरीराला जे अपायकारक असतं त्याचा नाश अहोरात्र प्रतिरोध संस्था करते. "अपायकारक' घटक बाहेरून आत आलेले असोत; अथवा शरीरांतर्गत निर्माण झालेले असोत. संत तुकारामांनी म्हटलंय - "रात्रंदिन आम्हा युद्धाचा प्रसंग, अंतर्बाह्य जग आणि मन.' आपली प्रतिकारशक्ती मजबूत असेल, तर शरीर आणि मन ठणठणीत राहातं. पण, प्रतिकारशक्तीला मर्यादा असतात.

वार्धक्‍यात, आजारी असताना किंवा कर्करोगाशी सामना करताना प्रतिकारशक्ती मंदावते. कर्करोगाशी सामना करणाऱ्या यंत्रणेला सक्षम करणं जरुरीचं आहे. या संशोधनाला वाहून घेऊन कर्करोगासाठी अभिनव उपचार पद्धतीचा शोध लावल्याबद्दल प्रो. जेम्स ऍलिसन (यूएसए ) आणि तासुकु होंजे (जपान) यांना विभागून 2018चा वैद्यकशास्त्रातील नोबेल पुरस्कार मिळालाय. 
कर्करोगाच्या पेशी "नॉर्मल' नाहीत. त्यांचा निचरा करायला पाहिजे, हे प्रतिरोध संस्थेमधील टी-सेल (पेशी) जाणतात. टी-सेल म्हणजे पांढऱ्या रक्तपेशींचा एक प्रकार; जणू प्रतिकारशक्तीचे "सैनिक'च! मात्र, त्यांना कर्करोगाच्या पेशींचा नाश करण्यासाठी उद्युक्त (ऍक्‍टिव्हेट) करावं लागतं. अन्यथा कर्करोगाच्या दूषित पेशी टी-सेलना हुलकावणी देतात. टी-सेल वरती विशिष्ट प्रथिनांचे रेणू असतात. त्यांना "चेक पॉइंट' म्हणतात. प्रो. ऍलिसननी त्याला "सीटीएलए-4' नाव दिलंय. त्यांच्यामुळे टी-सेल मर्यादित स्वरूपात कार्य करतात. त्या पेशींना सर्वशक्तीनिशी कार्य करण्याची मुभा द्यायची असेल, तर "सीटीएलए-4' प्रथिनाला जखडून ठेवलं पाहिजे. म्हणून प्रो. ऍलिसन यांनी त्या प्रथिनाला अवरोध करणारे ( अँटिबॉडीवर्गीय रेणूचे) औषध तयार केले. जपानच्या प्रो. होंजे यांनीही तशा प्रकारचा पीडी- नामक चेक पॉइंट शोधलाय.

अमेरिकेचे माजी अध्यक्ष जिमी कार्टर यांचा मेलॅनोमा (त्वचेचा कर्करोग) मेंदू व यकृतापर्यंत पोचलेला होता. त्यांना 2015मध्ये "केटरुडा' औषधाची ट्रिटमेंट दिली गेली. आज ते मॅलॅनोमा-मुक्त झालेत. याप्रमाणे आयपीलीमुबाब, येरव्हॉय, ऑपडिव्हो ही औषधे तयार झाली आहेत. यांना तीव्र "साइड इफेक्‍ट" असू शकतो. मात्र, याचा उपयोग कर्करुग्णांना होऊ शकतो. याखेरीज शस्त्रक्रिया, किरणोत्सर्जन आणि केमोथेरपी हे उपचारही आहेतच. 

भौतिकीशास्त्र 

"लेसर'ने आता सामान्य व्यक्तीच्या दैनंदिन जीवनात सहजतेने प्रवेश केलाय. "लाइट ऍप्लिफिकेशन बाय स्टिम्युलेटेड इमिशन ऑफ रेडिएशन"चे संक्षिप्त रूप म्हणजे लेसर. आता झेरॉक्‍स प्रिंट लेसरच्या साह्याने काढतात. शस्त्रक्रिया, इंटिग्रेटेड सर्किटमधील "वेल्डिंग', होलोग्राफी, एन्ग्रेव्हिंग, मार्किंग, डिव्हीडी प्लेअर, बारकोड रीडर, आंतरखंडीय संदेशवहन, लेक्‍चर देतानाचा "पॉइंटर", लेसर शो -, खरं तर अनेक ठिकाणी लेसर उपयुक्त पडतोय. "एकी हेच बळ,' अशी म्हण आहे. साधा प्रकाशकिरण एकवटला, तर तो लोखंडी कांब आणि रेशीम, हिरा कलात्मक पद्धतीने कापू शकतो! लेसर हा प्रकाशाचा एक थक्क करणारा आविष्कार आहे! सामान्य जीवन उजळवून टाकण्यासाठी भौतिकीशास्त्रज्ञांनी लेसर हा अभूतपूर्व मूलभूत आणि उपयोजित शोध लावलाय. 

विद्युत-चुंबकीय लहरींनी प्रकाश झालेला असतो. थिओडोर मायमन यांनी प्रथम 1960मध्ये प्रयोगशाळेत "लेसर" घडवला होता. त्या वेळी बेल लॅबोरेटरीमध्ये कार्यरत असलेल्या आर्थर ऐश्‍किन यांना एक कल्पना सुचली. प्रयोगशाळेत अतिसूक्ष्म वस्तू निरीक्षण करण्यासाठी हाताळता येत नाहीत. त्यामुळे त्यांची रचना आणि कार्य समजावून घेता येत नाही. लेसरच्या साह्याने "प्रकाशीय चिमटा' तयार करून जीवाणू (बॅक्‍टेरिया) हाताळता येणं शक्‍य आहे. पेशींच्या अंतर्गत हालचालींचेही निरीक्षण करता येईल. लेसरला "रेडिएशन-प्रेशर'असते. त्याच्या साह्याने अणू , रेणू, प्रथिने, डीएनए, विषाणू (व्हायरस), बीजाणू (स्पोअर्स) आदी सूक्ष्मातिसूक्ष्म गोष्टीं "ऑप्टिकल ट्‌विझर'च्या मदतीने उलट्या-सुलट्या करून, कापून, ढकलून, ओढून अवलोकन करता येतील. प्रो. आर्थर यांचं उद्दिष्ट 1987मध्ये पार पडले. प्रो. आर्थर यांना "नोबेल मिळाल्याची वार्ता' कानावर पडली, तेव्हा ते 96व्या वर्षी नवीन शोध-निबंध लिहीत होते! ते नोबेल मानकऱ्यांमध्ये सर्वांत ज्येष्ठ ठरले आहेत. 

भौतिकीशास्त्रात फ्रान्सच्या जेराल्ड माऊरु (उच्चार-"शेरार मुरू") आणि डोना स्ट्रिकलॅंड (कॅनडा) यांनाही नोबेल पारितोषिकाची प्रत्येकी एक चतुर्थांश रक्कम मिळाली आहे. त्यांनी डोळ्यांच्या ("नंबर' कमी करण्याच्या) आणि अन्य शस्त्रक्रिया करण्यासाठी लेसरचे परमसूक्ष्म, पण तीव्र क्षमतेचे छोटेछोटे झोत बनवले. इंग्रजीत अल्ट्रा-शॉर्ट सुपर स्ट्रॉंग लेसर पल्सेस. येथे "शॉर्ट'चा अर्थ प्रकाशाला मानवी केसाच्या जाडीएवढा प्रवास करायला लागतो, तेवढा "वेळ'! लेसर शलाका साखळी पद्धतीने बनवून त्याची क्षमता वाढवली. याला "चिर्पड्‌ पल्स अँप्लिफिकेशन' म्हणतात. ही कल्पना त्यांना "पॉप्युलर सायन्स'मधील एका जुन्या लेखावरून सुचली होती. तो लेख "रडार आणि लॉंग रेडिओ वेव्हज्‌' संबंधी होता. भौतिकीशास्त्रातील नोबेल पुरस्कार याआधी फक्त फक्त दोन महिलांना मिळालेला आहे; मेरी क्‍युरी (1911) आणि मारिया गोपर्ट मायर (1963). या वर्षी हा सन्मान मिळवलेली डोना ही तिसरी महिला ठरली आहे. 

रसायनशास्त्र 

या वर्षी रसायनशास्त्राचे नोबेल मानकरी तीन असून, त्यामध्ये अजून एक महिला शास्त्रज्ञ श्रीमती फ्रान्सिस अरनॉल्ड या आहेत. तसेच, जॉर्ज स्मिथ (अमेरिका) आणि ग्रेगरी विंटर (ब्रिटन) हे आहेत. चार्लस डार्विन यांनी म्हट्‌लं होतं, "जीवसृष्टीत जे आजूबाजूच्या परिस्थितीशी जुळवून घेतात, ते टिकतात.' त्यासाठी त्यांना आपल्यात बदल घडवून आणावा लागतो. याला "सर्व्हायव्हल ऑफ दि फिटेस्ट" म्हणतात. श्रीमती फ्रान्सिस यांनी बदल हे रासायनिकच असणार, हे जाणलं. कारण जीवसृष्टीमध्ये रचना आणि कार्य किंवा कार्य आणि रचना हातात हात घालून असतात. फ्रान्सिस यांनी डार्विनचे तत्त्व प्रयोगशाळेतील परीक्षानळीमध्ये पडताळून पाहायचे ठरवले. 
औद्योगिकक्षेत्रात उत्पादन वेगात, कमी खर्चात आणि भरपूर व्हावं म्हणून उत्प्रेरक (सहायक) पदार्थ वापरतात. जीवसृष्टीतील उत्प्रेरक म्हणजे एन्झाइम्स (वितंचके किंवा जैविक उत्प्रेरक) असतात. एन्झाइम्स हे मूलतः प्रथिने असतात.

फ्रान्सिस अरनॉल्ड यांनी फ्रान्सिस यांनी उत्क्रांतीमध्ये जीवसृष्टीत झालेले बदल हे बहुतांशी प्रथिनां (एंझाइम)मध्ये झाले असावेत, हे जाणलं. प्राणिमात्रांमधील विशिष्ट एन्झाइमचे विविध प्रकार (रचना,"फॉर्म्स') तपासून कोणत्या प्रकारात किती जैविक क्षमता आहे, याचे संशोधन केले. यामुळे एखाद्या एन्झाइमची क्षमता कशी वाढवता येईल, ते आपोआप लक्षात आलं. प्रयोगशाळेत एन्झाइममध्ये तंतोतंत ठिकाणी बदल केले. याला "पिन पॉइंटेड म्युटेशन" म्हणतात. या माहितीवरून भावीकाळात रसायनांचे उत्पादन योग्य डिझाइनचे एंझाइम तयार करून किफायतशीर दरात, प्रदूषण टाळून (ग्रीन केमिस्ट्रीचा अवलंब करून) उत्पादित करता येईल. त्यामध्ये जैवइंधने, औषधे आणि रसायने यांचा उल्लेख करता येईल. "मी नेहमी निसर्गातील डिझाइन आणि उत्क्रांतीमधील डिझाइन यांचा विचार केला. तेव्हा निसर्ग हाच एक मोठा रसायनशास्त्रज्ञ असल्याचे मला कळले'- असं श्रीमती फ्रान्सिस म्हणतात. 

जॉर्ज स्मिथ आणि ग्रेगरी विंटर यांनी जीवाणूंकडून रसायने तयार करून घेण्याचे प्रयोग केले. बॅक्‍टेरियावर जे विषाणू हल्ला करतात त्यांना "बॅक्‍टेरिओफाज' म्हणतात. हे विषाणू त्यांना हवी ती प्रथिने बनवू शकतात. जर, विशिष्ट डिझाइन करून विषाणू प्रयोगशाळेत तयार केला, तर हवे ते जैवरसायन तयार करता येऊ शकते, हे स्मिथ आणि विंटर यांनी सिद्ध केले. या तिन्ही रसायनतज्ज्ञानी त्यांच्या शोधाचे महत्त्व लक्षात घेऊन त्या संबंधीची पेटंट पण घेतलेली आहे. थोडक्‍यात, म्हणजे या वर्षीचे नोबेल पुरस्कार बहुतांशी उपयोजित संशोधनाला देण्यात आले आहेत. त्याचा अनुकूल प्रभाव भावीकाळात दिसून येईल. 

- डॉ. अनिल लचके 
(विज्ञानाचे अभ्यासक) 

Web Title: Pune Edition Editorial Article on Noble Prize Winner