यत्र तत्र सर्वत्र : जैवविज्ञानाच्या विश्वातली क्रांती

जनुकीय बदलांसंबंधी क्रांतिकारी ठरेल असं संशोधन करणाऱ्या डॉ.जेनिफर डूडना आणि डॉ.इमान्युएल शार्पॉतिए या दोन स्त्री शास्त्रज्ञांना या वर्षीचं रसायनशास्त्रातील ‘नोबेल’ पारितोषिक विभागून देण्यात आलं. आजपर्यंत १८५ जणांना हे पारितोषिक मिळालं असून त्यात के वळ ७ स्त्रिया आहेत. ‘विज्ञान हे स्त्रियांचं क्षेत्र नाही,’ हे ऐकत मोठय़ा होणाऱ्या आणि हे क्षेत्र निवडल्यावरही पुरुष सहकाऱ्यांच्या तुलनेत आपल्याला म्हणावं तसं श्रेय मिळत नाही, याची खंत मनात असलेल्या अनेक स्त्री शास्त्रज्ञांसाठी हा समाधानाचाच क्षण म्हणायला हवा. जगातील अनेक प्रश्नांवर उत्तरं शोधण्यासाठी महत्त्वाच्या ठरणाऱ्या डॉ.डूडना आणि डॉ. शार्पॉतिए यांच्या संशोधनाविषयी-

ही साधारण ४ अब्ज वर्षांपूर्वीची गोष्ट आहे. तेव्हा पृथ्वी विशाल अवकाशातल्या कोटय़वधी ग्रहांप्रमाणेच एक होती.  ग्रहाच्या या दलदलीमध्ये  एक विलक्षण घटना घडली. इथल्या एका तंतुमय रेणूनं (मॉलेक्युल) स्वत:ची हुबेहूब प्रत तयार करण्याची किमया केली. त्याच क्षणी, आपण या पृथ्वीवर आज ज्या जीवसृष्टीचे भाग आहोत, त्याची सुरुवात झाली. त्या एका रेणूनं काही पाण्यात पोहणारे, काही आकाशात उडणारे, काही जमिनीवर चालणारे, तर काही या ग्रहावर राहून दुसऱ्या ग्रहावर आपल्यासारखे कु णी आहेत का, याचा शोध घेणारे जीव निर्माण केले.

एका पेशीपासून बनणाऱ्या दुसऱ्या पेशीमधली काही माहिती एकसारखी असली, तरी पूर्वीपासून आतापर्यंत या जीवांच्या प्रत्येक पिढीमध्ये काही अतिसूक्ष्म बदल होत गेले. या लहान बदलांचा परिणाम काही जाणवला नाही. पण असं कोटय़वधी र्वष, लाखो पिढय़ांमध्ये होत राहिल्यावर काही बदल लक्षात येऊ लागले. या बदलांमुळेच या जीवांना पृथ्वीवर तग धरून राहाण्याची ताकद मिळाली. या प्रक्रियेमुळे एका जीवामध्ये- म्हणजे मानवामध्ये मोठा मेंदू निर्माण झाला. या मेंदूनं आपल्यामध्ये विचार करण्याची, प्रश्न विचारण्याची क्षमता निर्माण केली. ज्या निसर्गानं आपल्याला ही क्षमता दिली, त्या निसर्गालाच आपण आपल्या आधिपत्याखाली आणलं.  एका पेशीपासून इथपर्यंत यायला आपल्याला कोटय़वधी र्वष लागली. आठ

वर्षांपूर्वी अशा ‘प्रगत’ जीवांच्या एका गटानं उत्क्रांतीचा हा वेळ कसा कमी करायचा याचं तंत्र अवगत केलं. जगामधल्या काही शास्त्रज्ञांनी या बदलांना दिशा देण्याचं काम केलं. प्रत्येक जीवाला स्वतंत्र व्यक्तित्व देणाऱ्या आपल्या जनुकांमध्ये बदल करणं आता शक्य झालं आहे. माणसानं आज एवढी प्रगती केली आहे, की आपल्या स्वत:च्या उत्क्रांतीवरही त्यानं विजय मिळवला आहे.

ही किमया साधणाऱ्या दोन स्त्री शास्त्रज्ञांना या वर्षीचं रसायनशास्त्रातलं नोबेल पारितोषिक दिलं गेलं. त्यांचं नाव  डॉ.जेनिफर डूडना आणि डॉ. इमान्युएल शारम््पॉंतिए. आत्तापर्यंत १८५ जणांना रसायनशास्त्रातलं हे नोबेल पारितोषिक मिळालं आहे. त्यापैकी स्त्रिया आहेत फक्त सात, ज्यामध्ये यंदाच्या दोघींचाही समावेश आहे.  नोबेल पारितोषिक दोन स्त्रियांना विभागून देण्याची ही नोबेल पारितोषिकाच्या इतिहासातील पहिलीच वेळ. त्या अर्थानंही हे पारितोषिक ऐतिहासिक ठरलं आहे.  नैसर्गिक उत्क्रांती प्रक्रियेमध्ये परिस्थितीशी जुळवून घेण्यासाठी सजीवांच्या जनुकांमध्ये पिढय़ान्पिढय़ा बदल होतच असतात. पण या बदलांचे परिणाम दिसायला किमान काही शतकं लागू शकतात. या प्रक्रियेमध्ये हस्तक्षेप करून आपल्याला हव्या त्या पद्धतीचे बदल करण्याचं तंत्रज्ञान या दोन शास्त्रज्ञांनी विकसित केलं आहे. यासाठी त्यांनी जनुकीय तंत्रज्ञानामध्ये अतिशय प्रभावी ठरलेल्या अशा CRISPR—Cas9 उपकरणाचा शोध लावला. या उपकरणाला ‘जनुकीय कात्र्या’ अर्थात ‘जेनेटिक सिझर्स’ असं म्हटलं गेलं आहे. या जनुकीय कात्र्यांच्या मदतीनं संशोधक हे कोणत्याही सजीवाच्या जनुकांमध्ये नेमके बदल करू शकतात. या तंत्रज्ञानानं जैवविज्ञानाच्या विश्वात क्रांती केली आहे. डॉ. डूडना आणि डॉ. शारम््पॉंतिए या दोघींनी CRISPR—Cas9 याबद्दल त्यांचा पहिला शोधनिबंध प्रकाशित करून केवळ ८ र्वष झाली आहेत. पण या ८ वर्षांंत या तंत्रज्ञानात अतिशय वेगानं बदल होत गेले आहेत.

या पारितोषिकाची घोषणा करताना ज्युरींनी  सांगितलं, की या जनुकीय उपकरणामध्ये फार मोठी ताकद दडलेली आहे. या तंत्रानं केवळ मूलभूत विज्ञानातच नव्हे, तर इतर अनेक क्षेत्रांमध्ये क्रांतिकारी बदल घडणार आहेत. या तंत्रज्ञानाचा प्रभाव आपल्या प्रत्येकाच्या आयुष्यावर कधी ना कधी होणारच आहे, किंबहुना होतोच आहे. काही पिकांमध्ये त्यांना बदलत्या हवामानाला तोंड देता येईल अशा पद्धतीनं बदल केले जात आहेत. याबरोबरच वैद्यकीय क्षेत्रातही यामुळे आमूलाग्र बदल होणार आहेत. यामुळे माणसामधले काही दुर्धर आनुवंशिक रोग- उदा. ‘सिकल सेल’आणि आनुवंशिक अंधत्व यावर उपाय करणं आता शक्य झालं आहे. तसंच कर्करोगावरही उपचार करण्यासाठी नव्या पद्धतींवर सध्या संशोधन सुरू आहे. काही शास्त्रज्ञ तर हे तंत्र वापरून नामशेष झालेल्या जीवांना परत आणण्यासंबंधी संशोधन करत आहेत.

असं म्हणतात की निसर्गामधल्या अनेक बदलांची सुरुवात छोटय़ा मोठय़ा अपघातांनीच होत असते. त्याचप्रमाणे, डॉ. डूडना आणि डॉ. शारम््पॉंतिए या दोघींनी खरं तर योगायोगानंच या तंत्रज्ञानावर काम करायला सुरुवात केली. डॉ. शारम््पॉंतिए या ‘स्कार्लेट फीवर’ आणि अशा काही आजारांना कारणीभूत ठरणाऱ्या ‘स्ट्रेप्टोकॉकस योजीन्स’ या जीवाणूवर काम करत होत्या. या कामात त्यांना tracrRNA या रेणूचा शोध लागला. tracrRNA हा जीवाणूच्या CRISPR/Cas या प्राचीन ‘इम्यून सिस्टिम’चा (प्रतिकारशक्तीचा) भाग असून, ही प्रणाली विषाणूंच्या ‘डीएनए’मध्ये फूट पाडून त्यांचा प्रभाव संपवून टाकते, असं संशोधन डॉ. शारम््पॉंतिए यांनी मांडलं. त्यांच्या कामामध्ये त्यांना RNA विषयी काम करणाऱ्या तज्ज्ञाची मदत लागणार होती. या तज्ज्ञ म्हणजे डॉ. डूडना. २०११ मध्ये प्युएर्तो रिको येथे एका परिषदेसाठी गेल्या असताना, त्यांच्या कामाविषयी बोलण्यासाठी या दोघी तिथल्या एका कॅफेमध्ये भेटल्या आणि तिथंच त्यांचं या नव्या ‘क्रिस्पर’ तंत्रज्ञानावर एकत्रितपणे काम करायचं ठरलं. या दोघींनी मिळून जीवाणूच्या ‘जेनेटिक सीझर्स’चं परीक्षानळीत यशस्वी पुनरुज्जीवन केलं. त्यानंतर त्यांनी या ‘सीझर्स’मधील रेणूंची रचना काहीशी सुलभ केली, जेणेकरून हे उपकरण वापरासाठी अधिक सोपं होईल. त्यानंतर सर्वात महत्त्वाचा प्रयोग म्हणजे त्यांनी ‘जेनेटिक सीझर्स’चं ‘रिप्रोग्रामिंग’ही केलं. या ‘सीझर्स’ त्यांच्या नैसर्गिक स्वरूपात असताना विषाणूंमधील ‘डीएनए’ ओळखतात पण त्यांच्यावर आपण नियंत्रणही मिळवू शकतो, हे डॉ. डूडना आणि डॉ. शारम््पॉंतिए यांनी सिद्ध केलं. याचा अर्थ या उपकरणाच्या साहाय्यानं ‘डीएनए’चा कोणताही रेणू पूर्वनिश्चित बिंदूपाशी कापता येऊ शकतो. ‘डीएनए’ कापता येऊ शकतो, म्हणजेच तिथून ‘डीएनए’ अर्थात सजीवाच्या जीवनाचा ‘कोड’ (सूत्र) सहज बदलणं शक्य होतं.

या सगळ्या प्रवासाविषयी बोलताना सध्या ‘युनिव्हर्सिटी ऑफ कॅलिफोर्निया, बर्कली’ येथे काम करणाऱ्या डॉ. डूडना म्हणतात, की कोणताही शास्त्रज्ञ कोणता तरी पुरस्कार मिळवण्यासाठी संशोधन करत नाही. आम्ही ध्यास घेतलेला असतो तो या निसर्गातील विविध कोडी सोडवण्याचा. यासाठी लागते ती जिज्ञासा आणि अफाट परिश्रम. हा ‘क्रिस्पर’ प्रकल्पही अशा जिज्ञासेपोटी जन्मला, वाढला आणि यशस्वी झाला. त्यांच्या कामाला २०१२ पासून यश यायला सुरुवात झाली होती. अनेक ठिकाणी डॉ. डूडना या तंत्रज्ञानाविषयी बोलायला जात होत्या. तेव्हा अनेक लोकांनी, ‘‘तुमचं काम अनेक क्षेत्रांमध्ये मोठे बदल घडवून आणणारं आहे, त्यामुळे एक दिवस नक्की यासाठी तुम्हाला ‘नोबेल’ मिळेल,’’ असं सांगितलं होतं. आपल्या कामाला मान्यता मिळावी, आपल्याला ही मांडणी करण्यासाठी मोठं व्यासपीठ मिळावं, अशी इच्छा असली, तरीही हा बहुमान खरंच मिळेल यावर आमच्या दोघींचाही विश्वास नव्हता, असं त्या सांगतात. त्यामागचं कारण स्पष्ट करताना त्या सांगतात, की पहिली गोष्ट म्हणजे मुलींना लहानपणापासून सांगितलं जातं की विज्ञान हे काही तुमचं क्षेत्र नाही. असं सांगणाऱ्या अनेकांकडे दुर्लक्ष करून  स्त्रिया कामाची सुरुवात करतात. पण त्यांच्या अनुभवांमुळे बहुतेक स्त्री शास्त्रज्ञांची अशी ठाम समजूत बनते, की त्यांनी कितीही परिश्रम केले तरीही त्याचं काम जगासमोर येणार नाही, त्याला मान्यता मिळणार नाही. जी मान्यता त्या एक पुरुष असत्या तर सहज मिळाली असती. या दोघींना मिळालेला पुरस्कार या दृष्टीनंही मोलाचा आहे.

नोबेल पारितोषिक प्रथमच दोन स्त्री शास्त्रज्ञांमध्ये विभागलं गेलं, याबद्दल डॉ. शारम््पॉंतिए यांनी खूपच आनंद व्यक्त केला. ‘‘स्त्रिया विज्ञानाच्या क्षेत्रात बदल घडवून आणणारं संशोधन करू शकतात यावर या पुरस्कारामुळे पुन्हा एकदा शिक्कामोर्तब झालं आहे. यामुळे विज्ञान क्षेत्रात येण्याची इच्छा असणाऱ्या तरुणींना निश्चितपणे प्रेरणा मिळेल,’’ असं त्या म्हणाल्या. असं सांगताना, केवळ स्त्रियांमध्येच नव्हे, तर एकंदर सर्वामध्येच सध्या विज्ञानाच्या मार्गावर चालण्याची इच्छा कमी होत चालली आहे, याबद्दलही त्यांनी चिंता व्यक्त केली. १९६८ मध्ये फ्रान्समध्ये जन्मलेल्या डॉ. शारम््पॉंतिए यांनी १९९५ मध्ये पॅरिस येथील ‘पाश्चर इन्स्टिटय़ूट’मधून पीएच.डी. पूर्ण केली. सध्या त्या बर्लिन येथील ‘मॅक्स प्लांक युनिट फॉर द सायन्स ऑफ पॅथोजेन्स’च्या संचालक आहेत.

डॉ. डूडना आणि डॉ. शारम््पॉंतिए या दोघींनाही आपल्या संशोधनामुळे अनेक नैतिक प्रश्न समोर उभे राहाणार आहेत याची पूर्ण जाणीव आहे. याच पाश्र्वभूमीवर डॉ. डूडना यांनी २०१७ मध्ये प्रा. स्टर्नबर्ग यांच्याबरोबर ‘ए क्रॅम इन क्रिएशन’ या पुस्तकाचं लिखाण केलं. या पुस्तकात त्या या तंत्रज्ञानाच्या सकारात्मक परिणामांबद्दल आणि त्यातल्या धोक्यांबद्दल चर्चा करतात. २०१८ मध्ये याच ‘क्रिस्पर’ तंत्रज्ञानाच्या मदतीनं चीनचे वैज्ञानिक जिआनकुई यांनी जगातील पहिली जनुक संपादित बालकं तयार केली होती. त्यांच्यामध्ये  ‘एड्स’ आजाराशी संबंध असलेली जनुकं काढून टाकण्यात आली होती. जगभरात त्यांची ही कृती अनैतिक ठरवून वैज्ञानिक समुदायानं याचा प्रयोग मानवावर करण्यास विरोध केला होता. या तंत्रामुळे काही अनैतिक कृतींनाही पाठबळ मिळेल, अशी भीती व्यक्त करण्यात आली होती. याच घटनेला घरून, ‘‘आता आपल्याला कसं मूल जन्माला घालायचं आहे याचं ‘मेनूकार्ड’ असेल का?, केवळ काही आजार बरे करण्यापेक्षा जर काही ठरावीक गुण असलेले मानवच जन्माला घातले तर जगातले अनेक प्रश्न सुटतील का?, अशा अनेक प्रश्नांवर चर्चा सुरू झाल्या. डॉ. डूडना आणि डॉ. शारम््पॉंतिए यांच्याबरोबर या क्षेत्रात काम करणाऱ्या सर्व शास्त्रज्ञांना यापुढे सध्या बाळबोध वाटणाऱ्या पण भविष्यातील या काही यक्षप्रश्नांची उत्तरं द्यावी लागणार आहेत. कारण मानवी आयुष्यातील अनिश्चिततेलाच कात्री लावण्याचं तंत्रज्ञान त्यांनी विकसित केलं आहे.

जगातल्या अनेक मोठय़ा शोधांप्रमाणेच या शोधासाठीसुद्धा  डॉ. डूडना आणि डॉ. शारम््पॉंतिए या जोडीबरोबरच लिथुआनियामधील शास्त्रज्ञांचा गट आणि अमेरिकेच्या ‘एमआयटी’ विद्यापीठातील शास्त्रज्ञ फेंग झँग यांनी विविध वेळेला श्रेय घेण्यासाठी चढाओढ केली आहे. पण पेटंट किंवा कु णाचा शोधनिबंध आधी प्रकाशित झाला, या चर्चा करणं सध्या सयुक्तिक नाही. कारण जेव्हा इतिहास लिहिला जाईल तेव्हा या तंत्रज्ञानाचा वापर कशासाठी झाला हे सर्वांत महत्त्वाचं ठरेल आणि त्या अध्यायाची आता केवळ सुरुवातच झाली आहे.