Adineta Vaga: 500 ગ્રે રેડિયેશન બાદ પણ જીવતો રહ્યો આ નાનકડો જીવ, તૂટેલા DNAને પેઢીઓ સુધી કરે છે રિપેર

Adineta Vaga: વૃક્ષોની છાલ અને કાઈ વચ્ચે રહેતો એક અત્યંત નાનકડો જીવ આ દિવસોમાં વૈજ્ઞાનિકોને આશ્ચર્યચકિત કરી રહ્યો છે. આ સૂક્ષ્મ જીવનું નામ એડિનેટા વાગા છે. તે બડેલોઇડ રોટિફર પ્રજાતિ સાથે સંબંધ ધરાવે છે. જ્યારે વૈજ્ઞાનિકો તેના પર જીવલેણ પ્રોટોન રેડિયેશનનો ભારે મારો કરે છે ત્યારે તેનું સંપૂર્ણ DNA અને ક્રોમોઝોમ ડઝનબંધ ટુકડાઓમાં વિખેરાઈ જાય છે. સામાન્ય રીતે આવી સ્થિતિમાં કોઈપણ જીવનું તાત્કાલિક મૃત્યુ થઈ જાય છે. આ જીવ માત્ર જીવતો જ નથી બચતો, પરંતુ એ જ તૂટેલા જેનેટિક મટિરિયલ સાથે નવી સંતાનોને જન્મ પણ આપે છે. સૌથી મોટું આશ્ચર્ય ત્યારબાદ શરૂ થાય છે. તેની આવનારી પેઢીઓ તૂટેલા ક્રોમોઝોમને અનેક પેઢીઓ સુધી સતત સુધારતી રહે છે.

શું ટાર્ડિગ્રેડ કરતાં પણ વધુ શક્તિશાળી છે આ નાનકડો જીવ?

દુનિયાભરમાં અત્યાર સુધી ટાર્ડિગ્રેડ એટલે કે વૉટર બિયર ને સૌથી કઠોર જીવ માનવામાં આવતો રહ્યો છે. ટાર્ડિગ્રેડ ભયંકર ઠંડી અને અંતરિક્ષના વેક્યૂમમાં પણ જીવતા રહી શકે છે. હવે તેમની સાથે રહેતા બડેલોઇડ રોટિફરે વૈજ્ઞાનિકોને તેનાથી પણ મોટું આશ્ચર્ય આપ્યું છે. આ જીવ ભેજવાળી જગ્યાઓ અને કાઈની અંદર શાંતિથી પડેલો રહે છે.

જ્યારે વાતાવરણમાં સૂકાપો પડે છે ત્યારે તે સંપૂર્ણપણે સુકાઈ જાય છે. પાણી પાછું મળતાં જ તે ફરી સક્રિય થઈને ચાલવા લાગે છે. તેના શરીર પર મનુષ્યો કરતાં સેંકડો ગણું વધારે રેડિયેશન પણ કોઈ અસર કરતું નથી. ટાર્ડિગ્રેડ પણ પોતાના DNAને આગામી પેઢીમાં મોકલતા પહેલાં પોતે સુધારે છે. એડિનેટા વાગા કોઈ સુધારો કર્યા વિના જ પોતાના તૂટેલા ક્રોમોઝોમ બાળકોને સોંપી દે છે.

લૅબમાં જ્યારે 500 ગ્રેનું રેડિયેશન આપવામાં આવ્યું ત્યારે શું થયું?

• બેલ્જિયમની યુનિવર્સિટી લિબ્રે ડી બ્રુસેલ્સની બાયોલોજિસ્ટ કારિન વાન ડોનિક અને તેમની ટીમે તેના પર ઊંડું રિસર્ચ કર્યું. વૈજ્ઞાનિકોએ આ જીવ પર 100થી લઈને 500 ગ્રે સુધીનું ભયંકર પ્રોટોન રેડિયેશન છોડ્યું. મનુષ્યો માટે માત્ર 4થી 5 ગ્રેનું રેડિયેશન પણ મૃત્યુદંડ સમાન હોય છે.
• 500 ગ્રેની ડોઝ પડતાં જ રોટિફરના સમગ્ર જીનોમમાં 440થી વધુ ડબલ સ્ટ્રેન્ડ DNA બ્રેક થઈ ગયા. તેનો અર્થ એ હતો કે એક-એક ક્રોમોઝોમ 30થી 50 નાના ટુકડાઓમાં કપાઈ ગયો હતો.
• ત્યારબાદ વૈજ્ઞાનિકોએ રેડિયેશન સહન કરેલા એક જીવમાંથી ઈંડું લીધું. તે ઈંડામાંથી નવી ક્લોન વસ્તી તૈયાર કરવામાં આવી. વૈજ્ઞાનિકોનું માનવું હતું કે તમામ ક્લોન જીવોમાં એકસરખું નુકસાન જોવા મળશે.

જીનોમ સિક્વેન્સિંગમાં વૈજ્ઞાનિકોને કયું આશ્ચર્ય થયું?

જ્યારે વૈજ્ઞાનિકોએ ક્લોન વસ્તીની જેનેટિક સિક્વેન્સિંગ શરૂ કરી ત્યારે તેઓ ચોંકી ગયા. દરેક નવા જીવના ક્રોમોઝોમમાં DNAનું નુકસાન અલગ-અલગ સ્તરે જોવા મળી રહ્યું હતું. એવું લાગી રહ્યું હતું કે ગાયબ થઈ ચૂકેલું DNA સમયની સાથે ધીમે-ધીમે પાછું આવી રહ્યું હતું.

કારિન વાન ડોનિકે કહ્યું, ‘શરૂઆતમાં અમને લાગ્યું કે સિક્વેન્સિંગ મશીનમાં કોઈ મોટી તકનીકી ખામી આવી ગઈ છે.’ તેમણે ટેસ્ટ વારંવાર કર્યો, પરંતુ પરિણામ એ જ રહ્યું. DNAના કપાયેલા છેડા સ્પષ્ટપણે જણાવી રહ્યા હતા કે તૂટ્યા બાદ પણ જેનેટિક મટિરિયલ નષ્ટ થવાથી બચી ગયું હતું. ત્યારબાદ આવનારી પેઢીઓમાં તે નુકસાનની ભરપાઈ શરૂ થઈ હતી.

યુનિવર્સિટી કેથોલિક ડી લુવેનના મોલેક્યુલર બાયોલોજિસ્ટ બર્નાર્ડ હેલેટે કહ્યું, ‘અમને પોતાની આંખો પર વિશ્વાસ કરવા માટે પોતાને ચીંટી ખણવી પડી હતી.’

ક્રોમોઝોમ જોડ્યા વિના આ જીવ બાળકોને કેવી રીતે જન્મ આપે છે?

કોઈપણ સામાન્ય કોષ વિભાજન દરમિયાન ક્રોમોઝોમને અલગ કરવા માટે સેન્ટ્રોમિયર નામના ભાગની જરૂર પડે છે. જ્યારે કોઈ ક્રોમોઝોમ તૂટી જાય છે ત્યારે સેન્ટ્રોમિયરથી અલગ થયેલા ટુકડા નવા કોષમાં પહોંચી શકતા નથી. આ કારણે કોષ કાં તો મૃત્યુ પામે છે અથવા પછી વંધ્ય બની જાય છે.

એડિનેટા વાગાએ પ્રકૃતિના આ કડક નિયમને ચકમો આપ્યો છે. આ જીવના ક્રોમોઝોમમાં સેન્ટ્રોમિયર માત્ર એક જ જગ્યાએ હોતું નથી. વૈજ્ઞાનિકોની ભાષામાં તેને હોલોસેન્ટ્રિક સંરચના કહેવામાં આવે છે. તેના સેન્ટ્રોમિયરના જરૂરી ઘટકો સમગ્ર ક્રોમોઝોમ પર અલગ-અલગ ફેલાયેલા રહે છે. જ્યારે ક્રોમોઝોમ 50 ટુકડાઓમાં પણ તૂટી જાય છે ત્યારે પણ દરેક ટુકડામાં સેન્ટ્રોમિયરનો થોડો ભાગ હાજર રહે છે. આ જ કારણસર તૂટેલા ટુકડાઓ આગામી પેઢીની સંતાનોમાં સુરક્ષિત રીતે ટ્રાન્સફર થઈ જાય છે.

BIHER ટેક્નિક સાથે પેઢીઓનું તૂટેલું DNA કેવી રીતે જોડાય છે?

• તૂટેલા ટુકડાઓને આગામી પેઢીમાં મોકલવા એ પ્રથમ કોયડો હતો, પરંતુ વાસ્તવિક જાદુ તો તેની મરામતમાં છે. એડિનેટા વાગાનો જીનોમ ડિપ્લોઇડ હોય છે, જેનો અર્થ છે કે તેના ક્રોમોઝોમ જોડામાં જોવા મળે છે. દરેક જોડાના બંને ક્રોમોઝોમ એકબીજાના હોમોલોગસ એટલે કે જોડિયા હોય છે.
• ભલે આ જીવ નર વિના એકલા પ્રજનન કરે છે, પરંતુ તેની અંદર મિયોસિસ જેવી પ્રક્રિયા બચી રહી છે. જ્યારે એક ક્રોમોઝોમ તૂટે છે ત્યારે તેનો તૂટેલો છેડો પોતાના અખંડ જોડિયા ક્રોમોઝોમને શોધી લે છે. ત્યારબાદ તે અખંડ ક્રોમોઝોમનો એક નમૂના તરીકે ઉપયોગ કરે છે.
• વૈજ્ઞાનિકો આ સમગ્ર પ્રક્રિયાને બ્રેક ઇન્ડ્યૂસ્ડ હોમોલોગસ એક્સટેન્શન રિપેર એટલે કે BIHER કહે છે. આ કામ એક જ પેઢીમાં પૂર્ણ થતું નથી. સંતાનો પોતાના માતા-પિતા પાસેથી અધૂરું કામ મેળવે છે અને આગામી પેઢીઓમાં તેને પૂર્ણ કરે છે.

સૂકી કાઈમાં રહેવાની મજબૂરીએ અમરતાનું વરદાન કેવી રીતે આપ્યું?

ઘણીવાર લોકો વિચારે છે કે આ નાનકડા જીવને રેડિયેશનથી બચવાની આટલી અદ્ભુત ક્ષમતાની જરૂર શા માટે પડી. શું લાખો વર્ષ પહેલાં ધરતી પર ખૂબ વધારે પરમાણુ વિકિરણ હતું. વૈજ્ઞાનિકોના જણાવ્યા અનુસાર તેનો સીધો સંબંધ તેના રહેઠાણ સાથે છે.

આ જીવ વૃક્ષોની કાઈ અને પથ્થરો પર ઉગતી લાઇકેનમાં રહે છે. ત્યાં હવામાન ખૂબ ઝડપથી બદલાતું રહે છે. તડકો નીકળતાં જ કાઈ અઠવાડિયાઓ સુધી સંપૂર્ણપણે સુકાઈને પાપડ જેવી થઈ જાય છે. તે દરમિયાન આ જીવ પણ પોતાના શરીરનું તમામ પાણી ગુમાવીને સંપૂર્ણપણે સુકાઈ જાય છે.

શરીરનું સૂકાઈ જવું DNA માટે એટલું જ ખતરનાક હોય છે જેટલું પરમાણુ રેડિયેશન સહન કરવું. ડિહાઇડ્રેશનને કારણે પણ DNAના ડબલ સ્ટ્રેન્ડ બરાબર એ જ રીતે તૂટી જાય છે. કાઈમાં જીવતા રહેવાના પ્રયાસે આ જીવને રેડિયેશન સામે લડવાની કુદરતી ઢાલ આપી દીધી. કારિન વાન ડોનિકે કહ્યું, ‘સૂકાઈ જવાથી થતું નુકસાન સંયોગથી રેડિયેશન જેવું જ હોય છે અને આ જ કારણે તેઓ રેડિયેશન રેઝિસ્ટન્ટ બની ગયા.’

શું મંગળ ગ્રહ પર મનુષ્યોના જીવ બચાવશે આ અનોખું ફોર્મ્યુલા?

આ નાનકડા જીવની આ શોધ માત્ર પુસ્તકી જ્ઞાન પૂરતી મર્યાદિત રહેવાની નથી. ભવિષ્યમાં જ્યારે મનુષ્ય મંગળ ગ્રહ અથવા ઊંડા અંતરિક્ષના લાંબા મિશન પર જશે ત્યારે ત્યાં ભારે કોસ્મિક રેડિયેશન મળશે. અંતરિક્ષના જીવલેણ કિરણો માનવ કોષોના DNAને ઝડપથી નષ્ટ કરી દે છે.

જો વૈજ્ઞાનિકો એડિનેટા વાગાની DNA સ્ટેબિલાઇઝેશન અને મરામતની પદ્ધતિને યોગ્ય રીતે સમજી લે છે તો અંતરિક્ષયાત્રીઓ માટે ક્રાંતિકારી સુરક્ષા ઉપાયો બનાવી શકાય છે. આ જીવની અંદર એવા ખાસ પ્રોટીન અને મોલેક્યુલ્સ હાજર છે જે તૂટેલા DNAના છેડાઓને વિખેરાતા અટકાવે છે. જો ભવિષ્યમાં આવા મોલેક્યુલ્સને માનવ સેલ્સમાં સક્રિય કરી શકાય તો રેડિયેશન સિકનેસનું જોખમ કાયમ માટે દૂર થઈ શકે છે.

શું કેન્સર જેવી જીવલેણ બીમારીનો ઈલાજ તેની અંદર છુપાયેલો છે?

1. કેન્સરની સારવારમાં પણ આ નાનકડો જીવ ખૂબ મોટો ગેમ ચેન્જર સાબિત થઈ શકે છે. કેન્સરના કોષોમાં ઘણી વખત ક્રોમોથ્રિપ્સિસ નામની ખૂબ જ ભયાનક ઘટના બને છે. તેમાં ટ્યુમર સેલ્સના ક્રોમોઝોમ એક જ ઝટકામાં સેંકડો ટુકડાઓમાં વિખેરાઈ જાય છે.
2. ત્યારબાદ તે ટુકડાઓ અનિયમિત રીતે ફરી જોડાઈને કેન્સરને વધુ આક્રમક બનાવી દે છે. કારિન વાન ડોનિકનું કહેવું છે કે આ રોટિફર એક રીતે જીવંત કેન્સર મોડલની જેમ કામ કરે છે.
3. જો આપણે સમજી લઈએ કે આ જીવ પોતાના તૂટેલા ક્રોમોઝોમને કોઈ ભૂલ વિના ફરી કેવી રીતે જોડે છે તો કેન્સર સેલ્સના DNA રિઅરેન્જમેન્ટને રોકવું શક્ય બનશે. તેનાથી કેન્સરની દવાઓ વધુ અસરકારક બની શકશે.
4. ‘સાયન્સ એડવાન્સિસ’ જર્નલમાં પ્રકાશિત થયેલા આ રિસર્ચે જીવવિજ્ઞાનીઓ સામે અનેક નવા પ્રશ્નો ઊભા કરી દીધા છે. વૈજ્ઞાનિકો હવે એ જાણવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યા છે કે જો બંને જોડિયા ક્રોમોઝોમ એક જ જગ્યાએથી તૂટી જાય તો શું થશે. આવી સ્થિતિમાં રિપેર કરવા માટે કોઈ અખંડ નમૂનો બચશે નહીં.
5. વૈજ્ઞાનિકો એ પણ જાણવા માંગે છે કે શું કુદરતમાં આવા અન્ય જીવ પણ હાજર છે, જે પેઢીઓ પાર જેનેટિક મરામત કરે છે. બર્નાર્ડ હેલેટે કહ્યું, ‘તૂટેલા ક્રોમોઝોમનું પેઢીઓ પાર જવું અને તેનું સુધારાવું સંપૂર્ણપણે અણધાર્યું હતું.’ તેમણે તેને પોતાની સમગ્ર કારકિર્દીની સૌથી શાનદાર અને ઐતિહાસિક શોધ ગણાવી છે.

આપણા પગ નીચે કાઈમાં રેંગતો આ સૂક્ષ્મ જીવ આપણને શીખવે છે કે જીવન કેટલું સંઘર્ષશીલ હોઈ શકે છે. જે જેનેટિક વિનાશ સામે મનુષ્ય અને મોટા પ્રાણીઓ ઘૂંટણ ટેકી દે છે, ત્યાં આ નાનકડો જીવ પોતાની સંતાનો મારફતે મૃત્યુને માત આપે છે.