नोबेल समितिको रोजाइ वंशाणु सम्पादन प्रविधि

प्रा. त्रिविक्रम भट्टराई

स्विडेनका अल्प्रmेड नोबेलले आफूले आर्जन गरेको सम्पत्तिबाट नोबेल पुरस्कारको व्यवस्था गरेका छन् । यो पुरस्कार प्रत्येक वर्ष सिर्जनात्मक र प्राज्ञिक प्रतिभाबाट मानव विकास र मानवता संरक्षणमा उत्कृष्ट योगदान पु¥याउने व्यक्तिहरू वा संस्थालाई प्रदान गरिन्छ । सन् १९०१ देखि हरेक वर्ष यो पुरस्कार विभिन्न विधामा प्रदान गरिँदै आएको छ । स्विडिस राजकीय विज्ञान प्रज्ञा प्रतिष्ठानले यस विधामा पुरस्कृत हुने व्यक्तिहरूको छनोट गर्छ ।
नोबेल पुरस्कार दिइने विधामध्ये रसायनशास्त्र पनि एक हो । यस वर्षको रसायनशास्त्रको नोबेल पुरष्कारको घोषणा अक्टोबर ७, २०२० मा बसेको स्विडिस राजकीय विज्ञान प्रज्ञा प्रतिष्ठानको नोबेल पुरस्कार छनोट समितिले गरेको छ । पुरस्कार दुई महिला वैज्ञानिक म्याक्स प्लाङ्क संस्थान, बर्लिन, जर्मनीकी इमानुएला सार्पेन्टियर (Emmanuelle Charpentier)  र क्यालिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले, संयुक्त राज्य अमेरिकाकी जेन्निफर ए डाउड्ना (Jennifer A. Doudna) लाई संयुक्त रूपमा प्रदान गरिएको छ । नोबेल फाउन्डेसनले प्रदान गर्ने एक करोड स्विडिस क्रोनरको पुरस्कार सार्पेन्टियर र डाउड्नाबीच बराबर बाँडिने छ ।
उहाँहरूले विकास गर्नुभएको क्रिस्पर–क्यास९ वंशाणु सम्पादन प्रविधि(CRISPR–Cas9 gene-editing tools) को व्यापक उपयोगितालाई सम्मान गर्दै यो पुरस्कार दिइएको हो । सबै जीवको कोषमा पाइने वंशाणुहरू धेरै न्युक्लियोटाइडहरू (nucleotides) जोडिएर बनेको पोलिमर यौगिक हो । यसले जीवको वृद्धि र विकासलाई नियन्त्रण गर्छ । वंशाणु सम्पादन प्रविधिबाट वैज्ञानिकहरू कुनै पनि जीवको वंशाणु परिवर्तन गर्न सक्छन् र जीवको शारीरिक क्रिया र विकासमा परिवर्तन ल्याउन सक्छन् । यस प्रविधिबाट वंशाणुलाई निश्चित ठाउँमा काट्न सकिन्छ र वैज्ञानिकले आपूmले चाहे अनुरूप वंशाणुको कुनै पनि ठाउँको न्युक्लियोटाइडहरूलाई परिवर्तन गर्न पनि सक्छन् । यस प्रविघिलाई ‘वंशाणु कैँची’ पनि भनिन्छ । धेरै प्रकारका वंशाणु सम्पादन प्रविधिको विकास गरिएको छ, जसमध्ये क्रिस्पर–क्यास९ प्रविधि त्यस्तै एक प्रविधि हो । यो ब्याक्टेरियामा भाइरससँग लड्नका लागि प्राकृतिक रूपमा विकास भएको वंशाणु सम्पादन प्रविधि हो । ब्याक्टेरियाको कोषमा भएको यही प्रविधिलाई सुधार गरेर वैज्ञानिकहरूले क्रिस्पर–क्यास९ प्रविधिको विकास गरेका हुन् । यस प्रविधिबाट छिटोछरितो र कुशलतापूर्वक वंशाणु सम्पादन गर्न सकिने भएकोले विभिन्न प्रयोगशालाले यसको प्रयोग व्यापक रूपमा गरिरहेका छन् ।
क्रिस्पर–क्यास९ प्रविधिले गर्दा वैज्ञानिकहरूलाई आफ्नो चाहनाअनुसार वंशाणुको सम्पादन गर्न सम्भव भएको छ । यो प्रविघिबाट मानवलगायत अन्य प्राणी, बिरुवा र सूक्ष्मजीवहरूको वंशाणु परिवर्तन गर्न सकिन्छ । यस प्रविधिको व्यापक उपयोगिता देखिसकिएको छ । भ(िवष्यमा यसको प्रयोग सबै प्रकारको रोग नियन्त्रण वा उन्मूलनका लागि, बढी र गुणस्तरीय उत्पादन दिने बिरुवा उत्पादन गर्न, रोगका कारक परजीवीहरूको उन्मूलन गर्न र यस्तै अन्य उपयोगका लागि हँुदै जाने छ । जीवित कोषभित्रको जैविक क्रिया अध्ययन गर्न वंशाणु परिवर्तन गर्न आवश्यक हुन्छ । धेरै जीवहरूमा यस प्रकारको परिवर्तन गर्न क्रिस्पर–क्यास९ वंशाणु सम्पादन प्रविधि आउनुभन्दा अघि धेरै नै गाह्रो वा असम्भव थियो । यस प्रविघिको माध्यमले केही हप्तामै वंशाणु परिवर्तन गर्न सकिन्छ । यसले गर्दा यस प्रकारको अनुसन्धान सजिलो भएको छ र भविष्यमा जीव विज्ञानको ज्ञानमा ज्यादै नै वृद्धि हुनेछ ।
एक दशक पहिले नै सार्पेन्टियरले ब्यक्टेरियामा नयॉ प्रकारको आरएनए ९च्ल्ब्० का अणुहरू भेटाउनुभएको थियो । पछि यी अणु पनि ब्यक्टेरियाको प्रतिरोधक प्रणाली क्रिस्पर–क्यास९ को एक अवयव हो भन्ने प्रमाणित भयो । उहाँले विभिन्न समयमा विभिन्न प्रयोगशालामा स्ट्र«ेप्टोकोकस पायोजेन्स ९क्तचभउतयअयअअगक उथयनभलभक० ब्याक्टेरियामा गरेको अनुसन्धानले भाइरसको वंशाणुलाई पहिचान गर्न ती आरएनए अणुको पनि आवश्यक हुने देखाइदियो ।
क्रिस्पर ब्याक्टेरियाको वंशाणुमा भएको केही न्युक्लियोटाइडहरूको दोहरिएका सानो अनुक्रम हो । यो ब्याक्टेरियाको प्रतिरोधक प्रणाली हो । जसले ब्याक्टेरियालाई सङ्क्रमण गर्ने भाइरसलाई नष्ट गर्छ । क्रिस्पर प्रणालीले त्यस्ता भाइरसको वंशाणुलाई पहिचान गर्छ र ब्याक्टेरियाको खास इन्जाइमद्वारा भाइरसका वंशाणुलाई टुक्रा टुक्रा पारिदिन्छ । पहिले नै गरिएका अनुसन्धानले त्यस्ता इन्जाइमको पहिचान भइसकेको थियो । त्यस्ता इन्जाइमलाई क्रिस्परसँग सम्बन्धित प्रोटिन भनिन्छ, क्यास९ त्यस्तै एउटा प्रोटिन हो ।
सार्पेन्टियरले सन् २०११ मा नै यस प्रकारको आविष्कार प्रकाशित गर्नुभएको थियो । त्यही समयमा डाउड्ना क्यास प्रोटिनमा काम गरिरहनुभएको थियो । उहाँहरूको भेट पुएट्रो रिको सहरमा भएको एक वैज्ञानिक गोष्ठीमा भयो । उहाँहरूले आआफ्नो अनुसन्धान बारेकोे जानकारीहरू एक चिया बैठकमा साटासाट गर्नुभयो । त्यसपछि सुरु भएको उहाँहरूको सहकार्यले यस वर्ष नोबेल पुरस्कार दिलायो । उक्त सहकार्यबाट क्रिस्पर–क्यास९ प्रणालीका सबै अवयवहरूलाई ब्याक्टेरियाको कोषबाट छुट्याउन उहाँहरू सफल हुनुभयो । यी सबै अवयवहरू प्रयोग गरी गरिएको एक टेस्ट ट््युब प्रयोगमा उहाँहरू डीएनएको ९म्ल्ब्० खास भागमा काट्न पनि सफल हुनुभयो । यस प्रयोगको पूर्ण विवरण सन् २०१२ को साइन्स पत्रिकामा प्रकाशित छ । उहाँहरूले विकास गरेको यस वंशाणु सम्पादन प्रणालीको प्रयोग आधारभूत विज्ञान, चिकित्साशास्त्र र कृषिमा ब्यापक रूपमा भइरहेको छ । यसपछिका अध्ययनबाट क्रिस्पर प्रणालीमा धेरै नै सुधार भएको छ र त्यस्तै अन्य वंशाणु सम्पादन प्रणालीको पनि आविष्कार भएको छ ।
आविष्कारको छोटो समयमा नै क्रिस्पर–क्यास९ वंशाणु सम्पादन प्रविधि कति प्रयोगमा आइसकेको छ भने संसारमा मलेकुलर बायोलोजीमा अध्ययन र अनुसन्धान गर्ने कुनै अग्रणी प्रयोगशाला छैन होला, जहाँ यस प्रविधिको प्रयोग नभएको होस् । हाल यस प्रविधिको प्रयोग वंशाणु सम्पादनबाट बालीहरू र जनावर विकासमा तथा मानिसहरूमा वंशाणु सम्पादन उपचार पद्धति विकासका लागि नमुना प्रयोगहरूमा ब्यापक रूपमा भइरहेछ । वंशाणुबाट सर्ने रोग निदानका लागि यो प्रविधिको प्रयोग संसारभरका वैज्ञानिक विभिन्न अनुसन्धान गरिरहेका छन् ।
क्रिस्पर–क्यास९ वंशाणु सम्पादन प्रविधिको विकास भर्खरै भएको भए पनि छोटो समयमै जीव विज्ञानका विभिन्न विधामा हुने अनुसन्धान र विकासमा यस प्रविधिले महìवपूर्ण मोड ल्याउन सफल भएको छ । यसैलाई दृष्टिगत गरी रसायनशास्त्रको नोबेल समितिले यस प्रविधिको अनुसन्धानलाई पुरस्कार दिन सान्दर्भिक ठानेको हुनुपर्छ । यस प्रविधिको अनुसन्धान र अविष्कारमा सार्पेन्टियर र डाउड्ना बाहेक अरू थुप्रै वैज्ञानिकको उत्कृष्ट खोज तथा अनुसन्धानको पनि महìवपूर्ण योगदान छ । सार्पेन्टियर र डाउड्नाले प्रविधि विकासका लागि आवश्यक आधारभूत तथ्यमा अनुसन्धान गरेकाले उहाँहरूलाई नोबेल पुरस्कारले सम्मानित गरेको हुनुपर्छ ।
क्रिस्पर–क्यास९ प्रविधिद्वारा भविष्यमा मानव कल्याणमा ठूलो योगदान पुग्नेछ भनी विश्वास गर्न सकिन्छ । खासगरी विश्वलाई भोकमरीबाट बचाउन र मानवलाई स्वस्थ राख्न यस प्रविधिले मद्दत पु¥याउने आशा गरिएको छ । भविष्यमा यस प्रविधिको प्रयोबाट रोग र कीरा प्रतिरोधक, वातावरणीय प्रभाव कम पर्ने र बढी उत्पादन दिने बिरुवा र जनावरको विकासमा अझ बढी सफलता मिल्नेछ । त्यस्तै मानवलाई सताइरहेको आनुवंशिक रोगहरू र क्यान्सर जस्ता घातक रोगहरूको कुशल उपचार पद्धति छिटै विकास हुनेमा पनि यस प्रविधिले आशावादी बनाएको छ ।