जनुकीय संरक्षण!

मॅथ्यू बर्क आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांचं  हे संशोधन मुख्यतः ऑक्टोपसच्या ‘कॅलिफोर्निआ टू-स्पॉट ऑक्टोपस’ या जातीवर केलं गेलं आहे. सुमारे साठ सेंटिमीटरचा पसारा असणारी ही जाती, अमेरिकेतील कॅलिफोर्निआ या पश्चिमेकडील राज्याच्या समुद्र किनाऱ्याजवळ आढळते. मॅथ्यू बर्क आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी आपल्या संशोधनासाठी वापरलेले ऑक्टोपस हे एका व्यावसायिक मच्छिमार कंपनीकडून मिळवले होते. कॅलिफोर्निआच्या किनाऱ्याजवळील समुद्राच्या पाण्याचं तापमान हे मोसमानुसार, साधारणपणे १३-१४ अंश सेल्सिअस ते २२-२३ अंश सेल्सिअस, या दरम्यान असतं. या संशोधकांनी त्यानुसार, हे ऑक्टोपस प्रयोगशाळेत नेऊन त्यांतील काही ऑक्टोपस १३ अंश सेल्सिअस तापमानाला, तर काही ऑक्टोपस २२ अंश सेल्सिअस तापमानाला, दोन ते तीन आठवड्यांसाठी सागरी परिस्थितीत ठेवले. या काळात त्यांना कोळंबीचा आहार पुरवण्यात आला. हे ऑक्टोपस प्रयोगशाळेतील परिस्थितीला सरावल्यानंतर, मॅथ्यू बर्क आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी या ऑक्टोपसवर प्रयोग सुरू केले.

सजीवाच्या पेशींच्या केंद्रकात डीएनए रेणू असतात. या डीएनए रेणूंत सजीवांची संपूर्ण माहिती विविध जनुकांच्या स्वरूपात साठवलेली असते. हे जनुक म्हणजे डीएनए रेणूतील विशिष्ट रासायनिक रचना. शरीराचे गुणधर्म या जनुकांवरून ठरतात. तसंच हे जनुक, पेशींतील आरएनए नावाच्या रेणूंद्वारे, त्यात्या सजीवातील शारीरिक कार्य घडून येण्यासाठी आवश्यक असणारी विविध प्रथिनं तयार करून घेतात. मॅथ्यू बर्क आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी केलेल्या ऑक्टोपसवरच्या अभ्यासाचा पूर्वार्ध हा, आरएनए रेणूंच्या जनुकीय विश्लेषणावर आधारलेला होता. शरीरातील तापमान नियंत्रणाशी निगडित क्रियांत मज्जासंस्थेचा सहभाग असू शकतो. त्यामुळे या संशोधनासाठी, या संशोधकांनी आपलं लक्ष ऑक्टोपसच्या मज्जापेशींवर केंद्रित केलं. यासाठी या संशोधकांनी १३ अंश आणि २२ अंश सेल्सिअस तापमानाला ठेवलेल्या ऑक्टोपसच्या, मानेखालच्या भागातील मज्जापेशींचे नमुने घेतले व त्यांतील आरएनएचं विश्लेषण केलं. या विश्लेषणानंतर, दोन्ही तापमानाला ठेवलेल्या ऑक्टोपसमधील आरएनए रेणूंची तुलना करण्यासाठी, या संशोधकांनी या आरएनए रेणूंतील सुमारे त्रेसष्ट हजार रासायनिक ‘ठिकाणां’ची निवड केली.

जेव्हा या निवडलेल्या ठिकाणांची तुलना केली गेली, तेव्हा थंड तापमानातील ऑक्टोपसमध्ये, या त्रेसष्ट हजार ठिकाणांपैकी तब्बल एकवीस हजार ठिकाणी रासायनिक बदल झालेले या संशोधकांना आढळले. याचा अर्थ, ऑक्टोपसच्या आरएनए रेणूंत तापमानानुसार मोठा बदल होत होता. या संशोधकांना ऑक्टोपसच्या आरएनए रेणूंत बदल अपेक्षित असला, तरी तो इतक्या मोठ्या प्रमाणात झालेला असणं, अपेक्षित नव्हतं. या नंतर या संशोधकांनी, हे बदल घडून येण्यास लागणारा कालावधी अभ्यासला. यासाठी त्यांनी, ऑक्टोपस ठेवलेल्या टाक्यांचं तापमान १४ अंश सेल्सिअसपासून, दर तासाला अर्धा अंश या गतीनं वाढवत नेलं आणि ते २४ अंश सेल्सिअसवर पोचल्यानंतर चार दिवसांसाठी स्थिर ठेवलं. अशाच आणखी एका प्रयोगात हे तापमान तासाला अर्धा अंश या गतीनं, २४ अंश सेल्सिअसवरून १४ अंश सेल्सिअसपर्यंत खाली आणलं. या सर्व तापमान बदलादरम्यान या ऑक्टोपसच्या पेशींतील आरएनए रेणूंचे नमुने घेऊन त्यांचं विश्लेषण केलं गेलं. तापमान बदलल्यानंतर काही तासांच्या आतच, या ऑक्टोपसच्या आरएनए रेणूंत बदल घडून येत असल्याचं, त्यांना दिसून आलं. आरएनए रेणूंकडून बदलत्या तापमानाला मिळणारा हा प्रतिसाद शीघ्र होता! जनुकीय बदल हे सर्वच प्राण्यांच्या आरएनए रेणूंत घडून येतात. मात्र ते अतिशय धिम्या गतीनं घडून येतात; ते इतक्या शीघ्र गतीनं घडून येत नाहीत.

आता जर या ऑक्टोपसच्या आरएनए रेणूंच्या रचनेत तापमानानुसार बदल होत असले, तर या आरएनए रेणूंद्वारे निर्माण केल्या गेलेल्या प्रथिनांच्या रचनेतही फरक पडायला हवा. या तर्कानुसार या संशोधकांनी, आपल्या संशोधनाच्या उत्तरार्धात, ऑक्टोपसच्या शरीरातील मज्जापेशींच्या कार्याशी सबंधित असणारी दोन विशिष्ट प्रथिनं वेगळी करून ती अभ्यासण्याचं ठरवलं. ही प्रथिनं आरएनए रेणूतील तापमानाला संवेदनशील असणाऱ्या रासायनिक ठिकाणांकडून निर्माण केली जातात. संशोधकांना या दोन प्रथिनांच्या रचनेतही, ऑक्टोपसना ठेवलेल्या टाकीच्या तापमानानुसार फरक पडलेला आढळला. ऑक्टोपसच्या शरीरातील विविध प्रथिनांच्या रचनेत थंडीच्या काळात फरक पडत असल्याचं यावरून स्पष्ट झालं. प्रथिनांच्या रचनेतील हा बदल त्या प्रथिनांच्या कार्यातही बदल घडवून आणत असणं, अपेक्षित होतं. तापमानातील बदलांमुळे शारीरिक क्रियांत बदल घडून येतो. परंतु, प्रथिनांच्या रचनेतील बदलांद्वारेच कदाचित ऑक्टोपसच्या शरीरातील क्रिया नियंत्रित होत असाव्यात; त्यामुळेच ऑक्टोपस हे बदलत्या तापमानाला तोंड देत असावेत. ‘कॅलिफोर्निआ टू-स्पॉट ऑक्टोपस’च्या आरएनए रेणूंतील हे बदल, ऑक्टोपसच्या इतर जातींतही दिसून येतात का हे पाहण्यासाठी, या संशोधकांनी ‘व्हेरिल्स टू-स्पॉट ऑक्टोपस’ या, कॅलिफोर्निआच्याच किनाऱ्याजवळ सापडणाऱ्या ऑक्टोपसच्या दुसऱ्या एका जातीवरही हे प्रयोग केले. या व्हेरिल्स टू-स्पॉट ऑक्टोपसमधील आरएनए रेणूंतही तापमानानुसार बदल घडून येत असल्याचं दिसून आलं.

मॅथ्यू बर्क आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांच्या संशोधनातून, ऑक्टोपस हे आपल्या पेशींतल्या आरएनएतील बदलांद्वारे, तापमानामुळे शारीरिक क्रियांवर होणाऱ्या परिणामाला तोंड देत असल्याची शक्यता दिसून येत आहे. हे ऑक्टोपसनं निर्माण केलेलं, एक प्रकारचं ‘जनुकीय संरक्षण’च आहे. असं जनुकीय संरक्षण कदाचित इतर काही सागरी मृदुकाय प्राण्यांनाही मिळत असण्याची शक्यता या संशोधकांना वाटते आहे. त्यावर कालांतरानं अधिक संशोधन अर्थातच होईल. मात्र संशोधकांनी आपल्या शोधनिबंधात जाता जाता एक इशाराही दिला आहे. प्रथिनांच्या रचनेतील हे बदल कदाचित तापमानातील बदलाला तोंड देण्याच्या दृष्टीनं घडून आणलेले संरक्षक बदल नसून, तो कदाचित तापमान बदलामुळे शरीरावर झालेला परिणामही असू शकेल. ऑक्टोपसच्या पेशींतील – आणि तेही मज्जापेशींतील – आरएनएच्या बदलांचं मोठं प्रमाण पाहता, ही शक्यता कमी आहे. तरीही ही शक्यता नाहीशी व्हायला हवी. यासाठी हे संशोधन आणखी पुढे जायला हवं. या पुढच्या संशोधनात दोन गोष्टींचा शोध घेणं गरजेचं आहे. त्यातली पहिली गोष्ट म्हणजे, ऑक्टोपसच्या पेशींतल्या आरएनए रेणूंतले हे बदल नक्की कसे घडून येतात; आणि दुसरी गोष्ट म्हणजे, प्रथिनांची बदललेली रचना ही या ऑक्टोपसना बदलत्या तापमानाला तोंड देण्यास नक्की कशी सक्षम करते. या दोन गोष्टींचा शोध घेतल्याशिवाय ऑक्टोपसच्या जनुकीय संरक्षणावरचं हे संशोधन पूर्ण होणार नाही!

(छायाचित्र सौजन्य :  कॅलिफोर्निआ टू-स्पॉट ऑक्टोपस Marine Biological Laboratory / व्हेरिल्स टू-स्पॉट ऑक्टोपस mexican-fish.com/Bob Hillis))