क्रांतिकारक शास्त्रज्ञ

नोबेल पारितोषिकाखेरीज अनेक महत्त्वाचे सन्मान कार्ल वूज यांना मिळाले, तेही उशीराच..  उत्क्रांतिशास्त्रातील सूक्ष्मजीव अभ्यासात दोनऐवजी तीन शाखा असायला हव्यात, असे संशोधन करणाऱ्या कार्ल वूज याला प्रथम वेडय़ात काढले गेले.  अशा टीकेची पर्वा न करता त्यानं सुरू ठेवलेल्या क्रांतिकारक शास्त्रीय संशोधनाची ही ओळख.
विज्ञानाच्या क्षेत्रातही प्रचलित संकल्पना आणि विश्वास यांना छेद देणारे संशोधन करणाऱ्यांना प्रचंड विरोध सहन करावा लागतो. सामान्य लोक तर सोडाच, पण शास्त्रीय जगतही अशा कल्पना सहजी मान्य करत नाही. पण अशा विरोधातूनच हे संशोधन सोन्याप्रमाणे झळाळून निघते आणि सर्व जग बदलून टाकते.
जीवसृष्टीच्या वृक्षाच्या ‘तिसऱ्या’ शाखेची कल्पना मांडणाऱ्या कार्ल वूज या क्रांतिकारक शास्त्रज्ञाचे वयाच्या ८४ व्या वर्षी ३० डिसेंबर २०१२ रोजी त्यांच्या राहत्या घरी कर्करोगामुळे निधन झाले. त्यांचा जन्म १९२८ साली अमेरिकेत सिराक्रूज येथे झाला. त्यांनी आधी गणितात पदवी मिळवली आणि नंतर येल विद्यापीठातून जीवभौतिक शास्त्रात पीएच.डी. मिळवली. काही काळ वैद्यकीय शिक्षण घेतल्यानंतर त्यांनी रोचेस्टर विद्यापीठात, तसेच जनरल इलेक्ट्रिकमध्ये काम करून ते नंतर ते १९६४ मध्ये इलीनोय विद्यापीठात प्राध्यापक म्हणून रुजू झाले व शेवटपर्यंत ते तिथेच कार्यरत राहिले.
जीवसृष्टीच्या उत्क्रांतीमध्ये त्यांना येल विद्यापीठात असतानाच रस निर्माण झाला होता. तो अभ्यास त्यांनी इलीनोयमध्येही पुढे चालू ठेवला. उत्क्रांतीचा अभ्यास करताना त्या काळी बाहय़गुण कसे उत्क्रांत झाले हे बघितले जायचे. वूज यांनी या अभ्यासातल्या त्रुटी दाखवून दिल्या आणि पेशींमध्ये प्रथिनांची निर्मिती करणाऱ्या रायबोसोमचा एक भाग असलेल्या ‘१६ एस आर आरएनए’ (इंग्रजी : 16र १फठअ) चा वापर करण्याची कल्पना मांडली. त्या काळात आजच्यासारखी प्रगत उपकरणे उपलब्ध नव्हती, तरीही त्यांनी त्यासाठी अतिशय किचकट अशी पद्धत शोधून काढली. आर आरएनएच्या रेणूंचे तुकडे करून त्यांच्यी प्रतिमा एक्सरे फिल्मवर मिळवून त्यापासून आर आरएनएचा क्रम तपासण्याची पद्धत त्यांनी विकसित केली. अशा हजारो फिल्म्सचा त्यांनी अभ्यास केला.
हा ध्यास वेडेपणाचा आहे, असे इतरांना वाटणे अशक्य नव्हते. ‘ते तासन्तास िभतीसमोर उभे राहून समोरच्या फिल्म्सकडे बघत राहायचे आणि मग फिल्मवर दिसणाऱ्या धूसर ठिपक्यांत फक्त त्यांनाच आर आर एन ए ची रचना दिसायची’ असे त्यांचे तेव्हाचे विद्यार्थी आणि आता जॉर्जयिा विद्यापीठात प्राध्यापक असलेले व्हिटमन सांगतात.
सुमारे दहा वष्रे त्यांनी साठ जिवाणू, वनस्पतींच्या पेशीत असणारे क्लोरोप्लास्ट आणि सर्वच पेशींचे ऊर्जानिर्मिती केंद्र असलेले मायटोकाँड्रिया यांचा त्यांनी तुलनात्मक अभ्यास केला. ते निष्कर्ष त्यांना चकित करणारे होते. त्या काळात जीवसृष्टीची विभागणी केंद्रक असणारे (युकेरीओटिक, सकेंद्रिक) आणि केंद्रक नसणारे (प्रोकेरिओटिक, अकेंद्रिक) अशा दोन वर्गात केली जायची. पृथ्वीवरच्या सजीवसृष्टीच्या उत्क्रांतीच्या वृक्षाच्या या दोन प्रमुख शाखा मानल्या जायच्या. त्यांच्या मग उपशाखा, त्यांच्या उपशाखा आणि सर्वात टोकाला आज अस्तित्वात असलेली जीवसृष्टी असा हा उत्क्रांतीचा वटवृक्ष मानला जायचा. जिवाणू दुसऱ्या वर्गात, तर सर्व प्राणी, वनस्पती पहिल्या वर्गात गणले जायचे. रवंथ करणाऱ्या जनावरांच्या पोटात राहून मिथेन वायूची निर्मिती करणाऱ्या सूक्ष्मजीवांना तोपर्यंत जिवाणू वर्गातच गणले जायचे. पण वूजच्या निष्कर्षांनुसार हे मिथेननिर्मिती करणारे सूक्ष्मजीवांचे गुणधर्म जिवाणूंपेक्षा संपूर्ण वेगळे दिसले. त्यांना त्यांनी आर्किबॅक्टेरिया किंवा आर्किआ असे नाव दिले आणि सजीवसृष्टीच्या उत्क्रांतीच्या वृक्षावरची ही ‘तिसरी शाखा’ असल्याचे प्रतिपादन केले. १९७० च्या सुमारास जेव्हा हे संशोधन त्यांनी प्रसिद्ध केले तेव्हा अमेरिका आणि ब्रिटनमधल्या समकालीन शास्त्रज्ञांनी त्यांचे संशोधन सपशेल अमान्य करून त्याची थट्टाच केली. त्यांच्या विद्यार्थ्यांना त्यांची साथ सोडण्याचा सल्ला दिला. जर्मनीतूनच त्यांना थोडासा पाठिंबा मिळाला. आर्किआ वर्गातल्या जिवाणूंचे गुणधर्म अकेंद्रिक बॅक्टेरिआंपेक्षा खूप वेगळे असूनही शास्त्रीय जगत त्यांना वेगळा दर्जा देण्यास तयार नव्हते. जवळजवळ वीस वष्रे उपेक्षा, अवहेलना आणि मानहानी सहन केल्यानंतर हळूहळू त्यांच्या संशोधनास मान्यता मिळायला सुरुवात झाली. आर्किआ वर्गात मिथेन तयार करणाऱ्या जिवाणूंखेरीज अतिप्रतिकूल वातावरणात (उदा. उच्च तापमान, क्षारांचे जास्त प्रमाण) आढळणारे इतर अनेक सूक्ष्मजीव आर्किआ वर्गातच मोडतात आणि ते अकेंद्रिय जिवाणूंपेक्षा इतर अनेक बाबतींत भिन्न असतात, हेही सिद्ध झाले. १९९६ साली मिथेनोकॉकस जानसेनी या आर्किआच्या डी.एन.ए.च्या संपूर्ण डी.एन.ए.चा क्रम प्रसिद्ध झाल्यावर यावर शिक्कामोर्तब झाले.
जीवनवृक्षाची तिसरी शाखा एवढय़ापुरतेच या संशोधनाचे महत्त्व मर्यादित नाही. याच संशोधनातून १६ एस आर आरएनएच्या जनुकाचा क्रम हा जिवाणूंचे ‘ओळखपत्र’ म्हणून वापरता येऊ शकतो, असे लक्षात आले. त्यामुळे जिवाणूंची ओळख लवकर आणि निश्चितपणे पटवणे शक्य झाले आणि जिवाणूजन्य रोगांचे निदान कमी वेळात करणे शक्य झाले. जिवाणू यत्र तत्र सर्वत्र असतात. हवा, पाणी, माती, आपले स्वत:चे शरीर यांत कोटय़वधी जिवाणू असतात. पण त्यापकी फारच कमी, म्हणजे ०.०००१ ते एक टक्का इतकेच, प्रयोगशाळेत कृत्रिम वातावरणात वाढवून त्यांचा अभ्यास करता येतो. उरलेल्या ९९.९९९ टक्के जिवाणूंविषयी काहीही माहिती मिळवण्याची साधने शास्त्रज्ञांना उपलब्ध नव्हती. ती मिळवण्याचा पाया वूजच्या संशोधनाने घातला गेला. १९७४ साली डी.एन.ए.चा क्रम तपासण्याच्या पद्धती विकसित झाल्या. लागोपाठ १९८३ मध्ये डी.एन.ए.च्या लाखो प्रतिकृती प्रयोगशाळेत करण्याचे पी.सी.आर.चे तंत्र निघाले. त्यामुळे वूज यांच्या संशोधनाला तंत्रज्ञानाची जोड मिळाली. प्रयोगशाळेत वाढू न शकणाऱ्या जिवाणूंमधल्या १६ एस. आर आरएनएचा जीन प्रयोगशाळेत पी.सी.आर.द्वारे मिळवून त्याच्या डी.एन.ए.चा क्रम तपासणे शक्य झाले.
आज डी.एन.ए.चा क्रम तपासण्याच्या अनेक स्वस्त आणि जलद पद्धती उपलब्ध आहेत. या सगळ्याचा एकत्रित वापर करून आज आपल्याला जिवाणूंच्या या ‘अदृश्य आणि अद्भुत’ जगाविषयी भरपूर माहिती मिळाली आहे, जी एरवी कधीच मिळाली नसती. मानवी शरीराचाच विचार केला तर मधुमेह, हृदयरोग, लठ्ठपणा, एवढेच नव्हे तर अगदी स्वभावावरही आपल्या पोटातल्या जिवाणूंचा प्रत्यक्ष-अप्रत्यक्ष परिणाम होत असतो’ असे प्रथमदर्शनी सापडले आहे. ही निरीक्षणे जर भविष्यात सिद्ध झाली तर असे जिवाणू आपल्या अन्नातून किंवा चक्क गोळ्यांच्या स्वरूपात पोटात घेऊन अशा विकारांवर काबू मिळवण्याचा एक ‘नैसर्गिक’ पर्याय आपल्याला मिळेल. याशिवाय जमिनीचा कस, नवी रसायने, पिकांची उत्पादकता, नवी औषधे, कचऱ्यापासून इंधन, पर्यावरण रक्षण अशा असंख्य क्षेत्रांमध्ये या ज्ञानामुळे दूरगामी परिणाम होणार आहेत. परग्रहावर जीवसृष्टी शोधण्याच्या प्रयत्नांनाही या शोधाची फार मोठी मदत झाली आहे.
उशिरा का होईना, पण त्यांचे संशोधनाचे महत्त्व शास्त्रीय जगताने ओळखले. नेदरलँडचा ‘लीव्हेनहॉक पुरस्कार’ तसेच ब्रिटनकडून ‘रॉयल सोसायटी ऑफ सायन्स’चे सदस्यत्व त्यांना मिळाले.  मायदेशातून, अमेरिकेकडून त्यांना मॅक-आर्थर पुरस्कार आणि राष्ट्रीय विज्ञान पुरस्कार मिळाले. नोबेल पुरस्काराच्या तोडीचा समजला जाणार क्रॉफर्ड पुरस्कार त्यांना २००३ साली मिळाला. नोबेलसाठी अनेक वेळा चर्चा झाली तरीही त्यांना तो पुरस्कार मात्र मिळाला नाही. तरीही त्यांचे जीवनकार्य आणि संशोधन विज्ञानात क्रांतिकारक शोध लावून प्रचलित संकल्पना मोडून काढणाऱ्या संशोधकांना नेहमीच प्रेरणा देत राहील.
लेखक ‘राष्ट्रीय कोशिका विज्ञान केंद्रा’च्या सूक्ष्मजीव संकलन विभागात वैज्ञानिक असून, या लेखासाठीचे संदर्भ ‘सायन्स’ नियतकालिकातील (२ मे १९९७) व्हर्जिनिया मोरेल  यांच्या लेखातून घेण्यात आले आहेत.