पराग कुलकर्णी
दुसऱ्या महायुद्धाच्या अंतिम टप्प्यात जर्मन फौजांनी कब्जा केलेल्या नेदरलँडमध्ये खूप मोठा दुष्काळ पडला आणि तीव्र अन्नटंचाई निर्माण झाली. त्या वर्षीच्या कडक हिवाळ्यापेक्षाही युद्धामुळे निर्माण झालेली राजकीय परिस्थिती आणि त्यात नेदरलँडची झालेली कोंडी याला जास्त कारणीभूत होती. अन्नटंचाई इतकी जास्त होती की, या काळात २२,००० लोक मृत्युमुखी पडले. अशा या कठीण परिस्थितीचा दूरगामी परिणाम तिथल्या लोकांच्या आरोग्यावर झाला. अर्थात असाच परिणाम त्या काळात जन्माला आलेल्या आणि अजून आईच्याच पोटात असणाऱ्या मुलांवरही झाला नसता तरच नवल! या मुलांना अनेक शारीरिक आणि मानसिक आरोग्याच्या समस्या पुढे आयुष्यभर भोगाव्या लागल्या. पण आश्चर्याची गोष्ट अजून पुढेच आहे. या मुलांना जेव्हा पुढे मुलं झाली, तीपण या दुष्टचक्रातून सुटली नाहीत. हे कसं झालं? दुष्काळाच्या या जखमा पुढच्या पिढीपर्यंत कशा पोहोचल्या? आनुवांशिकतेचं वहन करण्याचं काम खरं तर डीएनएद्वारे होत असतं. मग याचा अर्थ- या कठीण परिस्थितीमुळे डीएनएमध्ये बदल झाले का? पण आपलं विज्ञान सांगतं की, डीएनएमध्ये बदल होण्यास हजारो वर्ष आणि अनेक पिढय़ा जाव्या लागतात, तर मग इतक्या कमी कालावधीत असे बदल होणं कसं शक्य आहे? मग आपलं भाग्य किंवा दुर्भाग्य ठरवणारी शक्ती नेमकी कोणती- जन्मत: लाभलेली आणि न बदलणारी प्रकृती (डीएनए) की आपल्या आजूबाजूची परिस्थिती? या सगळ्या प्रश्नांची उत्तरं देण्याचा प्रयत्न गेल्या दोन दशकांत नव्याने उदयास येणारी एक शास्त्रीय संकल्पना करते आहे, जिचं नाव आहे- ‘एपिजेनेटिक्स’ ((Epigenetics).
मागच्या लेखात आपण पाहिलं की, सजीवांच्या प्रत्येक पेशीमध्ये डीएनए असतो, जो त्या सजीवाची ब्ल्यू प्रिंन्ट म्हणून काम करतो. हा डीएनए अनेक जनुकांनी (जीन्स) बनलेला असतो. जीन्स म्हणजे प्रोटीन बनवण्याची कृती किंवा रेसिपी आणि ती वापरून बनणाऱ्या प्रोटीनच्या आकारावरून त्या त्या पेशींचे काम ठरते. पण डीएनए-जीन्स म्हणजे केवळ सूचना आणि माहिती असते. प्रत्येक पेशी डीएनएमधील कोणत्या जीन्सला आणि किती प्रमाणात सक्रिय करतील हे ठरवण्याच्या प्रक्रियेला ‘जीन्स एक्स्प्रेशन’ असं म्हणतात. आता संशोधनानंतर जीन्स एक्स्प्रेशनवर प्रभाव टाकू शकणारे काही बा घटक समोर येत आहेत. आपल्या आजूबाजूच्या बदलणाऱ्या परिस्थितीचा आपल्या न बदलणाऱ्या डीएनए, जीन्सवर नेमका काय आणि कसा परिणाम होतो, याचा अभ्यास करणारी विज्ञानाची नवीन शाखा म्हणजे एपिजेनेटिक्स.
एपिजेनेटिक्सचा खेळ हा जीन्स एक्स्प्रेशन या प्रक्रियेभोवती फिरतो. डीएनएमधून केवळ काही जीन्स सक्रिय केले जातात तर बरेच निष्क्रिय राहतात. असे जीन्स सक्रिय किंवा निष्क्रिय होण्यामागची काही कारणे आणि प्रकार आता संशोधनातून आपल्याला समजली आहेत. त्यातला एक प्रकार म्हणजे एपिजेनेटिक मार्क्‍स किंवा टॅग्ज. काही रासायनिक घटक (उदा. मिथिल ग्रुप) हे जीन्सशी जोडले जातात. या रासायनिक घटकांमुळे तो जीन्स प्रोटीन बनवण्यासाठी ‘वाचला’ जातो की नाही हे ठरते. आणि पर्यायाने त्याचे सक्रिय होणे किंवा निष्क्रिय होणे हेही ठरते. या प्रकाराला मिथिलेशन म्हणतात आणि जेव्हा अशा मिथिल ग्रुपचं प्रमाण एखाद्या जीन्समध्ये वाढते तेव्हा तो जीन्स निष्क्रिय झाल्याचं आढळून आलं आहे. हे एपिजेनेटिक मार्क्‍स केवळ ते जीन्स ‘वाचले’ जातात की नाही ते ठरवतात, जीन्समध्ये किंवा डीएनएमध्ये ते कोणताही बदल करत नाहीत. थोडक्यात, काही ठरावीक जीन्सला सक्रिय करून मिथिलेशन ठरवू शकते की, ती पेशी नेमके काय काम करणार आहे. जीन्सच्या सक्रियतेवर परिणाम करणारा दुसरा एक घटक म्हणजे हिस्टोन्स. आपला डीएनए हा रिळावर दोरा गुंडाळावा तसा एका विशिष्ट प्रोटीनभोवती गुंडाळलेला असतो. या प्रोटीनला म्हणतात हिस्टोन. डीएनए खूप घट्ट गुंडाळला असेल तर ते जीन्स वाचता येत नाहीत. आणि हलके वेटोळे असतील तर त्याचे वाचण्याचे आणि अर्थातच सक्रिय होण्याचे प्रमाण वाढते. अशा प्रकारे हे रासायनिक घटक केवळ जीन्स सक्रिय का निष्क्रिय (ऑन-ऑफ) एवढेच ठरवत नाहीत, तर ते किती प्रमाणात सक्रिय वा निष्क्रिय होऊ शकतात हेपण ठरवतात. एखाद्या फॅन जसा आपण ऑन-ऑफ करू शकतो आणि त्याचा वेगही आपण रेग्युलेटरच्या साहाय्याने नियंत्रित करू शकतो अगदी तसेच.
आपला डीएनए आहे तसाच राहूनही त्याच्यावर बा गोष्टींचा प्रभाव पडून त्याचे काम प्रभावित होऊ शकते, ही माहिती खूप महत्त्वाची आहे. आतापर्यंत असाच समज होता की, जन्माच्या आधीच आपला डीएनए ठरतो आणि त्याद्वारेच आपल्या आयुष्यातल्या अनेक गोष्टी (आपली उंची, शरीराची ठेवण, डोळ्यांचा रंग, होणारे आजार) ठरतात. पण एपिजेनेटिक्सनुसार इतर बा गोष्टी- जसं की आपला आहार, आपले राहणीमान, सवयी, वाढणारे वय, इतर सामाजिक-भावनिक अनुभव, ताणतणाव अशा गोष्टीही आपल्या शरीरात एक रासायनिक प्रक्रिया सुरू करून कोणते जीन्स सक्रिय/ निष्क्रिय होतात हे ठरवू शकतात. एका प्रयोगात असं आढळून आलं की, जन्मल्यानंतरच्या काही दिवसांत जर उंदरांना त्यांच्या आईचं प्रेम मिळालं तर त्यांच्यातील ताण (stress) व्यवस्थापन करणारे जीन्स सक्रिय होतात. आणि असे उंदीर पुढील आयुष्यात ताण-तणावांचा सामना समर्थपणे करू शकतात. आणि ज्या उंदरांना असं प्रेम सुरुवातीच्या दिवसांत मिळत नाही, ते मात्र थोडा ताणही हाताळू शकत नाहीत. आजच्या काळातले अनेक शारीरिक आणि मानसिक आजार हे एखाद्या जीन्सच्या सक्रिय किंवा निष्क्रिय असण्यामुळे होऊ शकतात, अशी शक्यता आता वर्तवली जात आहे. औषधांनी अशा जीन्सला प्रभावित करून हे आजार बरे करता येतील का, यावरही संशोधन चालू आहे. अजून एक समज होता की, ही एपिजेनेटिक माहिती पुढच्या पिढीकडे आनुवांशिकतेतून दिली जात नाही- केवळ डीएनए दिला जातो. पण उंदरांवर केलेल्या अजून एका प्रयोगातून काही माहिती (एपिजेनेटिक मार्क्‍स) पुढे पाठवली जाते असंही दिसून येत आहे. म्हणजे आजच्या आपल्या सवयी आणि राहणीमानामुळे होणारं नुकसान किंवा फायदे हे आपले एकटय़ाचे नसून, ते पुढील पिढय़ापर्यंतही जाऊ शकतात असा त्याचा अर्थ होतो.
एपिजेनेटिक्स अजूनही तसं नवीनच शास्त्र आहे आणि त्याच्या क्षमता आणि मर्यादा येणाऱ्या काळात अधिक स्पष्ट होत जातील. आपल्या आजूबाजूची परिस्थिती आपल्याला घडवत असते याची आपल्याला जाणीव असतेच. पण ते नेमकं होतं तरी कसं याची कल्पना एपिजेनेटिक्समुळे येते. शेवटी आपण आपल्या आहारातून, सवयीतून, आजूबाजूच्या प्रदूषणातून निर्माण करत असलेली परिस्थिती आपल्यावरच नाही, तर येणाऱ्या पिढय़ांवरही दूरगामी परिणाम करू शकते, याची जाणीव ठेवली पाहिजे. एवढं तरी आपण एपिजेनेटिक्समधून शिकू शकतो, नाही का?
parag2211@gmail.com
