ಆಪ್ಟೊಜೆನೆಟಿಕ್ಸ್ ಸಂಶೋಧನೆಗೆ ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿ; ಏನಿದು ಆಪ್ಟೊಜೆನೆಟಿಕ್ಸ್?

ಲೈಟ್-ಗೇಟೆಡ್ ಅಯಾನ್ ಚಾನೆಲ್ ಗಳು ಹಾಗೂ ‘ಆಪ್ಟೊಜೆನೆಟಿಕ್ಸ್’ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಸಂಶೋಧನೆ ನಡೆಸಿದ ಕಾರ್ಲ್ ಡಿಸೆರೋತ್ (54), ಪೀಟರ್ ಹೆಗೆಮನ್ (71) ಮತ್ತು ಜಾರ್ಜ್ ನಗೆಲ್ (73) 2026ನೇ ಸಾಲಿನ ವೈದ್ಯಕೀಯ ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿಗೆ ಭಾಜನರಾಗಿದ್ದಾರೆ. ಈ ಮೂವರು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ನರಕೋಶಗಳ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಮಿದುಳು ಹೇಗೆ ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಕುರಿತು ಸಂಶೋಧನೆ ನಡೆಸಿದ್ದಾರೆ.

ಬೆಳಕು ನರಕೋಶಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು ಎಂಬ ಅವರ ಸಂಶೋಧನೆಗಾಗಿ ನೊಬೆಲ್ ಸಮಿತಿಯು ಈ ಮೂವರು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಿದೆ ಎಂದು ರಾಯಿಟರ್ಸ್ ವರದಿ ಮಾಡಿದೆ.

ಬೆಳಕಿನ ಸಹಾಯದಿಂದ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ನರಕೋಶಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಈ ಆವಿಷ್ಕಾರವು ಅವಕಾಶ ಮಾಡಿಕೊಡುವುದರಿಂದ ಇದು ಅತ್ಯಂತ ಮಹತ್ವದ್ದಾಗಿದೆ. ಜೀವಂತ ಮೆದುಳಿನಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ನರಕೋಶಗಳನ್ನು ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲಕ ಆನ್ ಅಥವಾ ಆಫ್ ಮಾಡಲು ಆಪ್ಟೊಜೆನೆಟಿಕ್ಸ್ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ನೊಬೆಲ್ ಸಮಿತಿಯ ಪ್ರಧಾನ ಕಾರ್ಯದರ್ಶಿ ಥಾಮಸ್ ಪರ್ಲ್ಮನ್ ತಿಳಿಸಿದ್ದಾರೆ.

►ಆಪ್ಟೊಜೆನೆಟಿಕ್ಸ್ ಎಂದರೇನು?

ಸರಳವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಇದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಜೀವಕೋಶಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಬೆಳಕು ಮತ್ತು ಜೆನೆಟಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಒಂದು ತಂತ್ರವಾಗಿದೆ. ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ನರಕೋಶಗಳಿಗೆ ಬೆಳಕಿಗೆ ಸ್ಪಂದಿಸುವ ಪ್ರೊಟೀನ್ಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸುತ್ತಾರೆ. ಆ ಜೀವಕೋಶಗಳ ಮೇಲೆ ಬೆಳಕನ್ನು ಹಾಯಿಸಿದಾಗ, ಆ ಪ್ರೊಟೀನ್ಗಳು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಿ ಜೀವಕೋಶಗಳ ವಿದ್ಯುತ್ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಬಲ್ಲವು.

ರಾಯಿಟರ್ಸ್ ವರದಿಯ ಪ್ರಕಾರ, ಇದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ ಮೆದುಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಹೊಸ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ನೀಡಿದೆ. ಕೇವಲ ಮೆದುಳಿನ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಗಮನಿಸುವ ಬದಲು, ಸಂಶೋಧಕರು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ನರಕೋಶಗಳನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಬಹುದು ಅಥವಾ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಬಳಿಕ ಏನಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಬಹುದು.

ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ನಿಖರವಾಗಿ ಏನು ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ?

ಬೆಳಕಿನಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲ್ಪಡುವ ಅಯಾನ್ ಚಾನೆಲ್ ಗಳು ಜೀವಕೋಶದ ಪೊರೆಯಲ್ಲಿರುವ ಸಣ್ಣ ಬಾಗಿಲುಗಳಂತೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಪ್ರೊಟೀನ್ಗಳಾಗಿವೆ. ಆದರೆ ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ವಿಶೇಷತೆಯಿದೆ. ಅದೇನೆಂದರೆ, ಬಾಗಿಲು ತೆರೆಯಬೇಕೆ ಅಥವಾ ಮುಚ್ಚಬೇಕೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಬೆಳಕು ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ತರಂಗಾಂತರದ ಬೆಳಕು ಪ್ರೊಟೀನ್ ಗೆ ತಾಗಿದಾಗ, ಅದು ಆಕಾರ ಬದಲಾಯಿಸಿ ತೆರೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಆಗ ಅಯಾನ್ಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಪೂರಿತ ಕಣಗಳು ಆ ಚಾನೆಲ್ ಮೂಲಕ ಹರಿಯಬಹುದು.

ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಮಾನವನ ಕಣ್ಣಿಗೆ ಬೆಳಕು ತಾಗಿದಾಗ, ಅದು ಒಂದು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ. ಇದರಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಅಯಾನ್ಗಳು ಚಾನೆಲ್ ಮೂಲಕ ಚಲಿಸಿ, ದೃಷ್ಟಿ ನರಗಳ ಮೂಲಕ ಸಾಗಿ ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಮೆದುಳನ್ನು ತಲುಪುತ್ತವೆ.

ಆಪ್ಟೊಜೆನೆಟಿಕ್ಸ್ ಎಂಬುದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ ಬೆಳಕನ್ನು ಬಳಸಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಜೀವಕೋಶಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುವ ಒಂದು ತಂತ್ರವಾಗಿದೆ. ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿಯ ಅಧಿಕೃತ ಪತ್ರಿಕಾ ಪ್ರಕಟಣೆಯ ಪ್ರಕಾರ, ಆಪ್ಟೊಜೆನೆಟಿಕ್ಸ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ನರವಿಜ್ಞಾನವನ್ನು ಕೇವಲ ಮೆದುಳಿನ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಗಮನಿಸುವುದು ಮತ್ತು ‘ಓದುವುದರಿಂದ’ ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿ ಅದರಲ್ಲಿ ಬರೆಯುವಂತೆ ಪರಿವರ್ತಿಸಿದೆ. ಇದು ಜೀನ್ಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ನಿರ್ಧಾರವಾಗುವ ನರಮಂಡಲದ ಭಾಗಗಳು ಮತ್ತು ವರ್ತನೆ, ಭಾವನೆ ಹಾಗೂ ಅರಿವಿನ ನಡುವಿನ ನೇರ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಿದೆ.

ಬೆಳಕನ್ನು ಬಳಸಿ ನೊಬೆಲ್ ವಿಜೇತರು ಸಾಧಿಸಿದ ಕೆಲಸಗಳಲ್ಲಿ ಇಲಿಯೊಂದು ತನ್ನ ಮೀಸೆಗಳನ್ನು ಅಲುಗಾಡಿಸುವಂತೆ ಮಾಡುವುದು ಮತ್ತು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಸುರಕ್ಷಿತವಾಗಿದ್ದ ಇಲಿಗಳಲ್ಲಿ ಭಯದ ಅನುಭವದ ನೆನಪನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುವುದೂ ಸೇರಿತ್ತು.

►ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳನ್ನು ಯಾವಾಗಲೂ ಬೆರಗುಗೊಳಿಸಿರುವ ಮೆದುಳು

ಮೆದುಳು ಒಂದು ಅದ್ಭುತ ಅಂಗವಾಗಿದೆ. ಇದು ದೈಹಿಕ ಚಟುವಟಿಕೆಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ, ಭಾವನೆಗಳು ಮತ್ತು ನೆನಪುಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಹಾಗೂ ಕಲೆಗೆ ಹೇಗೆ ಜೀವ ತುಂಬುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳಲು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಬಹಳ ಹಿಂದಿನಿಂದಲೂ ಕುತೂಹಲ ಹೊಂದಿದ್ದಾರೆ.

20ನೇ ಶತಮಾನದಲ್ಲಿ, ಯಾವ ಮೆದುಳಿನ ಭಾಗವು ದೇಹದ ಯಾವ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಸಂಶೋಧಕರು ಗುರುತಿಸಿದರು. ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ರೀತಿಯ ನರಕೋಶವು ನೇರವಾಗಿ ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಭಾವನೆಗೆ ಅಥವಾ ವರ್ತನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅವರಿಗೆ ಸಾಬೀತುಪಡಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಲಿಲ್ಲ. ಇದರಿಂದಾಗಿ ದೊರೆತ ಚಿತ್ರಣವು ಮಸುಕಾದ ಫೋಟೋದಂತೆ ಇತ್ತು.

ಫ್ರಾನ್ಸಿಸ್ ಕ್ರಿಕ್ (1962ರ ನೊಬೆಲ್ ವಿಜೇತ) ಇದಕ್ಕೆ ಒಂದು ಪರಿಹಾರವನ್ನು ಕಲ್ಪಿಸಿಕೊಂಡರು. ನರಗಳ ಸಿಗ್ನಲ್ ಗಳು ಅತ್ಯಂತ ವೇಗವಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಹಾಗಾಗಿ ಅವುಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಬೆಳಕೇ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಮಾರ್ಗವೆಂದು ಅವರು ಅಭಿಪ್ರಾಯಪಟ್ಟರು. ನರಕೋಶಗಳು ಬೆಳಕಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುವಂತೆ ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಾದರೆ, ನರಗಳ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದಿತ್ತು. ಈ ಕಲ್ಪನೆಯು ಅತಿರೇಕವೆನಿಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಇದು ಅಸಾಧ್ಯವೇನಲ್ಲ ಎಂದು ಕ್ರಿಕ್ ಒಪ್ಪಿಕೊಂಡಿದ್ದರು.

►ಬೆಳಕಿನ ಕಡೆಗೆ ಈಜುವ ಪಾಚಿ

1990ರ ದಶಕದ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ, ಮಾರ್ಟಿನ್ಸ್ ರೀಡ್ ನಲ್ಲಿರುವ ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್ ಇನ್ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಬಯೋಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿಯ ಪೀಟರ್ ಹೆಗೆಮನ್ ಅವರು ‘ಕ್ಲಾಮೈಡೋಮೊನಾಸ್’ ಎಂಬ ಏಕಕೋಶ ಪಾಚಿಯ ಬಗ್ಗೆ ಆಸಕ್ತಿ ಹೊಂದಿದ್ದರು. ಇದು ತನ್ನ ಕೋಶದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿರುವ ‘ಐಸ್ಪಾಟ್’ (ಬೆಳಕನ್ನು ಗ್ರಹಿಸುವ ಸಣ್ಣ ಕಿತ್ತಳೆ ಬಣ್ಣದ ಚುಕ್ಕೆ) ಮೂಲಕ ಬೆಳಕನ್ನು ಗ್ರಹಿಸಬಲ್ಲದಿತ್ತು. ಆ ಪಾಚಿಯನ್ನು ಬೌಲ್ ಒಂದರ ಒಂದು ಮೂಲೆಯಲ್ಲಿ ಇರಿಸಿ ಇನ್ನೊಂದು ಕಡೆ ಬೆಳಕು ಹಾಯಿಸಿದರೆ, ಅದು ಮಿಲಿಸೆಕೆಂಡ್ಗಳಲ್ಲಿ ಆ ಬದಿಗೆ ಈಜಿಕೊಂಡು ಹೋಗುತ್ತಿತ್ತು. ಮಾನವನ ಕಣ್ಣಿಗಿಂತ ಈ ಐಸ್ಪಾಟ್ ಹೇಗೆ ಇಷ್ಟು ವೇಗವಾಗಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ಹೆಗೆಮನ್ ಆಶ್ಚರ್ಯಪಟ್ಟರು.

ಮಾನವನ ಕಣ್ಣಿನಲ್ಲಿ ಫೋಟೋರಿಸೆಪ್ಟರ್ಗಳು ಮೊದಲು ಬೆಳಕನ್ನು ದಾಖಲಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಕೇತವು ಅಯಾನ್ ಗೇಟ್ ಮೂಲಕ ಹಾಯುವ ಮೊದಲು ಅನೇಕ ಪ್ರೊಟೀನ್ಗಳು ಸ್ಥಳಾಂತರಗೊಳ್ಳಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಕ್ಲಾಮೈಡೋಮೊನಾಸ್ನಲ್ಲಿ ಬೆಳಕನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸುವ ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ಮುಂದಕ್ಕೆ ಕೊಂಡೊಯ್ಯುವ ಕೆಲಸವನ್ನು ಒಂದೇ ಪ್ರೊಟೀನ್ ಮಾಡುತ್ತಿದೆ ಎಂಬುದು ಅವರ ಸಿದ್ಧಾಂತವಾಗಿತ್ತು.

ಯಾವುದೇ ಪ್ರಸಿದ್ಧ ಅಯಾನ್ ಚಾನೆಲ್ ಸ್ವತಃ ಬೆಳಕಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುವುದಿಲ್ಲವಾದ್ದರಿಂದ ಇತರರು ಈ ವಾದವನ್ನು ಅನುಮಾನದಿಂದ ನೋಡಿದರು. ಐಸ್ಪಾಟ್ನ ಹೊರಗೆ ಆ ಪ್ರೊಟೀನ್ ಅಸ್ಥಿರಗೊಳ್ಳುತ್ತಿದ್ದುದರಿಂದ ಅದನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸುವುದು ಕಷ್ಟಕರವಾಯಿತು. ಹೊಸ ಸಹಸ್ರಮಾನದ ಆರಂಭದ ವೇಳೆಗೆ, ಜಪಾನಿನ ಸಂಶೋಧಕರು ಆ ಪಾಚಿಯ ಡಿಎನ್ಎ (DNA) ಮ್ಯಾಪ್ ಮಾಡಿದರು. ಹೆಗೆಮನ್ ಅವರ ತಂಡವು ಬೆಳಕನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿಯುವ ಪ್ರೊಟೀನ್ಗಳನ್ನು ಹೋಲುವ ಎರಡು ಜೀನ್ಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆ ಮಾಡಿತು.

►ಇಬ್ಬರು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು, ಒಂದು ಆವಿಷ್ಕಾರ

ಫ್ರಾಂಕ್ಫರ್ಟ್ನಲ್ಲಿರುವ ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್ ಇನ್ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಬಯೋಫಿಸಿಕ್ಸ್ನ ಜಾರ್ಜ್ ನಗೆಲ್ ಅವರನ್ನು ಹೆಗೆಮನ್ ಸಂಪರ್ಕಿಸಿದರು. ನಗೆಲ್ ಪ್ರತಿ ಜೀನ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ಕಪ್ಪೆಯ ಮೊಟ್ಟೆಯ ಕೋಶಗಳಿಗೆ ಸೇರಿಸಿದರು. ಆ ಕೋಶಗಳು ನಂತರ ಪ್ರೊಟೀನ್ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಿ ಅವುಗಳನ್ನು ತಮ್ಮ ಹೊರ ಪೊರೆಗಳಲ್ಲಿರಿಸಿಕೊಂಡವು. ಹೆಗೆಮನ್ ಅವರ ಊಹೆ ಸರಿಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ಅವರು ಕಂಡುಕೊಂಡರು. ಅಲ್ಲಿ ಎರಡೂ ಪ್ರೊಟೀನ್ಗಳು ಬೆಳಕಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿ ತೆರೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಅಯಾನ್ ಚಾನೆಲ್ ಗಳಾಗಿದ್ದವು.

ಅವುಗಳಿಗೆ ಚಾನಲ್ರೋಡಾಪ್ಸಿನ್-1 ಮತ್ತು ಚಾನಲ್ರೋಡಾಪ್ಸಿನ್-2 ಎಂದು ಹೆಸರಿಸಲಾಯಿತು. ಎರಡನೆಯದು ಆಪ್ಟೊಜೆನೆಟಿಕ್ಸ್ಗೆ ದಾರಿ ಮಾಡಿಕೊಟ್ಟಿತು. ಬೆಳಕಿನ ಸ್ಪರ್ಶವಾದ 0.2 ಮಿಲಿಸೆಕೆಂಡ್ಗಳ ಒಳಗೆ ಅದು ತೆರೆದುಕೊಂಡು, ಧನಾತ್ಮಕ ಅಯಾನ್ಗಳು ಹರಿಯುವಂತೆ ಮಾಡಿತು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಕೇತವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಿತು.

ನಂತರ ಇಬ್ಬರೂ ಸೇರಿ ಚಾನಲ್ರೋಡಾಪ್ಸಿನ್-2ಗಾಗಿ ಜೀನ್ ಅನ್ನು ಮಾನವನ ಭ್ರೂಣದ ಕಿಡ್ನಿ ಕೋಶಗಳಿಗೆ ಮತ್ತು ಹ್ಯಾಮ್ಸ್ಟರ್ ಕಿಡ್ನಿ ಕೋಶಗಳಿಗೆ ಸೇರಿಸಿದರು. ಆ ಕೋಶಗಳು ಬೆಳಕಿಗೆ ಸ್ಪಂದಿಸಿ, ಬೆಳಕನ್ನು ಹಾಯಿಸಿದಾಗ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಕೇತಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಿದವು. 2003ರಲ್ಲಿ, ಹೆಗೆಮನ್ ಮತ್ತು ನಗೆಲ್ ತಮ್ಮ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಿದರು ಮತ್ತು ಬೆಳಕನ್ನು ಬಳಸಿ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ಪಂದನೆಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುವ ಸಾಧನವಾಗಿ ಆ ಪ್ರೊಟೀನ್ ಅನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾವಿಸಿದರು.

►ಚಾನಲ್ರೋಡಾಪ್ಸಿನ್-2 (channelrhodopsin-2) ಎಂದರೇನು?

ಆ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಚಾನಲ್ರೋಡಾಪ್ಸಿನ್-2ನ ಆವಿಷ್ಕಾರಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಯಿತು. ಇದು ಬೆಳಕಿಗೆ ಒಡ್ಡಿದಾಗ ತೆರೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಒಂದು ಅಯಾನ್ ಚಾನೆಲ್ ಎಂಬುದು ತಿಳಿದುಬಂದಿದೆ. ರಾಯಿಟರ್ಸ್ ವರದಿಯ ಪ್ರಕಾರ, ಇದು ನಂತರ ಆಪ್ಟೊಜೆನೆಟಿಕ್ಸ್ ಆಗಿ ಬೆಳೆದ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಪ್ರಮುಖ ಭಾಗವಾಯಿತು.

ಹೆಗೆಮನ್ ಮತ್ತು ನಗೆಲ್ 2003ರಲ್ಲಿ ಮತ್ತೊಂದು ಪ್ರಮುಖ ಸಂಶೋಧನೆಯನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಿದರು. ಬೆಳಕಿಗೆ ಸ್ಪಂದಿಸುವ ಪ್ರೊಟೀನ್ ಅನ್ನು ಮಾನವ ಮತ್ತು ಹ್ಯಾಮ್ಸ್ಟರ್ ಜೀವಕೋಶಗಳಿಗೆ ಸೇರಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ನಂತರ ವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ಪಂದನೆಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಲು ಬೆಳಕನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ಅವರು ತೋರಿಸಿಕೊಟ್ಟರು.

ಕಾರ್ಲ್ ಡಿಸೆರೋತ್ ಅವರು ಈ ಆವಿಷ್ಕಾರವನ್ನು ನರವಿಜ್ಞಾನ ಕ್ಷೇತ್ರಕ್ಕೆ ಕೊಂಡೊಯ್ದರು. ಸ್ಟ್ಯಾನ್ಫೋರ್ಡ್ನಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಿದ್ದ ಡಿಸೆರೋತ್, ಈ ತಂತ್ರವನ್ನು ಇಲಿಗಳ ನರಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಬಹುದು ಎಂದು 2005ರಲ್ಲಿ ಸಾಬೀತುಪಡಿಸಿದರು. ಬೆಳಕಿಗೆ ಸ್ಪಂದಿಸುವ ಪ್ರೊಟೀನ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ನರಕೋಶಗಳ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ಇದು ತೋರಿಸಿಕೊಟ್ಟಿತು. ಇಲಿಗಳ ನರಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಡಿಸೆರೋತ್ ಈ ಪ್ರಯೋಗವನ್ನು ಮಾಡಿದ ಒಂದು ವರ್ಷದ ನಂತರ, ಅಂದರೆ 2006ರಲ್ಲಿ ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಕ್ಕೆ “ಆಪ್ಟೊಜೆನೆಟಿಕ್ಸ್” ಎಂದು ಹೆಸರಿಸಲಾಯಿತು.

►ಮನೋವೈದ್ಯಕೀಯ ಚಿಕಿತ್ಸಾಲಯದಿಂದ ನರಕೋಶಗಳವರೆಗೆ

ಕಾರ್ಲ್ ಡಿಸೆರೋತ್ ಅವರು 1990ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ವೈದ್ಯಕೀಯ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುತ್ತಿದ್ದಾಗ, ಮನೋವೈದ್ಯಕೀಯ ಚಿಕಿತ್ಸಾಲಯದಲ್ಲಿ ತರಬೇತಿ ಪಡೆದರು. ಇಲ್ಲಿ ಮೆದುಳಿನ ಕಾರ್ಯಗಳು ಮತ್ತು ಮೆದುಳು ಭಿನ್ನವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವವರ ಕಷ್ಟಗಳು ಅವರ ಗಮನ ಸೆಳೆದವು.

ನಂತರ ಅವರ ತಂಡವು ನರಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ಪಂದನೆಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವ ಪ್ರೊಟೀನ್ಗಾಗಿ ಹುಡುಕಾಟ ನಡೆಸಿತು. ಚಾನಲ್ರೋಡಾಪ್ಸಿನ್-2 ಬಗ್ಗೆ ತಿಳಿದುಕೊಂಡ ನಂತರ, ಅವರು ಅದರ ಡಿಎನ್ಎ (DNA)ಗಾಗಿ ನಗೆಲ್ ಅವರನ್ನು ಕೇಳಿದರು. ಪೆಟ್ರಿ ಡಿಶ್ನಲ್ಲಿದ್ದ ಇಲಿಗಳ ನರಕೋಶಗಳಿಗೆ ಇದನ್ನು ಸೇರಿಸಿದಾಗ, ಯಾವುದೇ ಸ್ಪಷ್ಟ ತೊಂದರೆಗಳಿಲ್ಲದೆ ಅದು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಯಿತು. ನೀಲಿ ಬೆಳಕು ಇತರೆ ನರಕೋಶಗಳಿಗೆ ಸಾಗಬಲ್ಲ ನರಗಳ ಸಂಕೇತವನ್ನು ಹುಟ್ಟುಹಾಕಿತು. ಈ ವಿಚಾರವನ್ನು ಅವರ ತಂಡವು 2005ರಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟಿಸಿತು.

►ಜೀವಂತ ಮೆದುಳಿನಲ್ಲಿ ನಿಯಂತ್ರಣ

ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಕ್ಕೆ 2006ರಲ್ಲಿ ಆಪ್ಟೊಜೆನೆಟಿಕ್ಸ್ ಎಂದು ಹೆಸರಿಸಲಾಯಿತು. ನರಕೋಶಗಳನ್ನು ಆನ್ ಮತ್ತು ಆಫ್ ಮಾಡುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬೆಳಕಿನಿಂದ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳ್ಳುವ ಪ್ರೊಟೀನ್ಗಳನ್ನು ಸಂಶೋಧಕರು ಶೀಘ್ರದಲ್ಲೇ ಕಂಡುಕೊಂಡರು. 2007ರಲ್ಲಿ, ಡಿಸೆರೋತ್ ಅವರ ತಂಡವು ಇಲಿಯ ಮೋಟಾರ್ ಕಾರ್ಟೆಕ್ಸ್ನಲ್ಲಿರುವ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ನರಕೋಶದ ವಿಧಕ್ಕೆ ಚಾನಲ್ರೋಡಾಪ್ಸಿನ್-2 ಜೀನ್ ಅನ್ನು ಸೇರಿಸಿತು. ತಲೆಬುರುಡೆಯಲ್ಲಿ ಮಾಡಿದ ಸಣ್ಣ ರಂಧ್ರದ ಮೂಲಕ ತೆಳುವಾದ ಆಪ್ಟಿಕ್ ಫೈಬರ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೆ ತೂರಿಸಿ, ಇಲಿಗಳ ಮೀಸೆಗಳ ಚಲನೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಅವರಿಗೆ ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು.

ಡಿಸೆರೋತ್ ಅವರ ಸಂಶೋಧನಾ ತಂಡವು ಜೀವಂತ ಇಲಿಗಳ ಮೆದುಳಿಗೆ ಚಾನಲ್ರೋಡಾಪ್ಸಿನ್-2ಗಾಗಿ ಜೀನ್ ಅನ್ನು ತಲುಪಿಸಿತು. ನಂತರ ಅವರು ತೆಳುವಾದ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಅನ್ನು ಮೆದುಳಿನೊಳಗೆ ಸೇರಿಸಿದರು. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಮೂಲಕ ನರಕೋಶಗಳ ಮೇಲೆ ಬೆಳಕು ಹಾಯಿಸಿದಾಗ, ನರಗಳ ಸಂಕೇತವು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗಿ ಅದು ಮೀಸೆಗಳ ಚಲನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಯಿತು.

ಅದೇ ವರ್ಷ, ಎಚ್ಚರಗೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಶಂಕಿಸಲಾದ ಹೊಸದಾಗಿ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲ್ಪಟ್ಟ ಜೀವಕೋಶದ ಮೇಲೆ ಬೆಳಕು ಹಾಯಿಸಿದಾಗ ನಿದ್ರಿಸುತ್ತಿದ್ದ ಇಲಿಗಳು ಎಚ್ಚರಗೊಂಡವು. ಇದು ಆ ಊಹೆಯನ್ನು ದೃಢಪಡಿಸಿತು. 2012ರಲ್ಲಿ, ಸುಸುಮು ಟೊನೆಗಾವಾ ಅವರೊಂದಿಗೆ ಸೇರಿ, ನೆನಪು ರೂಪುಗೊಂಡಾಗ ಉಂಟಾಗುವ ನರ ಮಾರ್ಗಗಳ ಮಾದರಿಯಾದ ‘ಎಂಗ್ರಾಮ್’ ಅನ್ನು ಡಿಸೆರೋತ್ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಿದರು. ಭಯದ ನೆನಪನ್ನು ರೂಪಿಸಿದ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಮರುಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವುದರಿಂದ, ಯಾವುದೇ ಅಪಾಯವಿಲ್ಲದಿದ್ದರೂ ಇಲಿಗಳು ಭಯಪಡುವಂತೆ ಮಾಡಲಾಯಿತು. ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ನೆನಪಿಗಾಗಿ ಯಾವ ನರಕೋಶಗಳು ಅತ್ಯಗತ್ಯ ಎಂಬುದರ ಪ್ರದರ್ಶನವು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ಈ ಮೂಲಕ ಸಾಕ್ಷಿಯಾಯಿತು.

►ಇದು ಏನೆಲ್ಲ ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಿದೆ?

ವಯಸ್ಕ ಮಾನವನ ಮೆದುಳಿನಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 90 ಬಿಲಿಯನ್ ನರಕೋಶಗಳಿದ್ದು, ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ಸಾವಿರಾರು ಸಂಪರ್ಕಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ವಿಭಿನ್ನ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಜೀವಕೋಶಗಳು ಒಂದರೊಳಗೊಂದು ಬೆರೆತಿರುತ್ತವೆ. ಅವುಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲು ಆಪ್ಟೊಜೆನೆಟಿಕ್ಸ್ ಸಂಶೋಧಕರಿಗೆ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ನೋವು, ಸಾಮಾಜಿಕ ವರ್ತನೆ, ಬಾಯಾರಿಕೆ, ಆಹಾರ ಸೇವನೆ, ಪ್ರತಿಫಲ, ಗಮನ, ದೈನಂದಿನ ಜೈವಿಕ ಲಯ (ಸರ್ಕಾಡಿಯನ್ ರಿಥಮ್) ಮತ್ತು ಜ್ವರವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ನರಮಂಡಲದ ಭಾಗಗಳನ್ನು ಅವರು ಗುರುತಿಸಿದ್ದಾರೆ.

ಈ ವಿಧಾನವು ಮೆದುಳಿನಾಚೆಗೂ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಹೃದಯವು ಕಷ್ಟಪಟ್ಟು ಕೆಲಸ ಮಾಡುವಂತೆ ಮಾಡುವುದರಿಂದ ಆತಂಕವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ಡಿಸೆರೋತ್ ತೋರಿಸಿಕೊಟ್ಟಿದ್ದಾರೆ.

►ಚಿಕಿತ್ಸೆಯ ಕಡೆಗೆ ಹೆಜ್ಜೆ

ಖಿನ್ನತೆ, ಆತಂಕ, ಸ್ಕಿಜೋಫ್ರೇನಿಯಾ, ಅಲ್ಝೈಮರ್ಸ್ ಮತ್ತು ಪಾರ್ಕಿನ್ಸನ್ಸ್ ಕಾಯಿಲೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಆಪ್ಟೊಜೆನೆಟಿಕ್ಸ್ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಆಳವಾಗಿಸಿದೆ. ರೆಟಿನೈಟಿಸ್ ಪಿಗ್ಮೆಂಟೋಸಾ (ಕಣ್ಣಿನ ಪೊರೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಕಾಯಿಲೆ) ರೋಗಿಗಳಿಗೆ ನಡೆಯುತ್ತಿರುವ ವೈದ್ಯಕೀಯ ಪ್ರಯೋಗಗಳಲ್ಲಿ, ಕುರುಡರಾದ ವ್ಯಕ್ತಿಯ ಕಣ್ಣಿನ ರೆಟಿನಾದಲ್ಲಿ ಚಾನಲ್ರೋಡಾಪ್ಸಿನ್ ತರಹದ ಪ್ರೊಟೀನ್ ಅನ್ನು ಇರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸ್ವಲ್ಪ ಮಟ್ಟಿಗೆ ದೃಷ್ಟಿಯನ್ನು ಮರುಸ್ಥಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಬೆಳಕನ್ನು ಹೊರಸೂಸುವ ಕನ್ನಡಕದ ಸಹಾಯದಿಂದ, ಆ ವ್ಯಕ್ತಿಯು ಮೇಜಿನ ಮೇಲಿನ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಲು ಮತ್ತು ಹಿಡಿಯಲು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು. ಕೋಕ್ಲಿಯರ್ ಇಂಪ್ಲಾಂಟ್ಗಳನ್ನು (ಕಿವುಡುತನ ಸರಿಪಡಿಸುವ ಸಾಧನ) ಹೆಚ್ಚು ನಿಖರವಾಗಿಸಲು ಆಪ್ಟೊಜೆನೆಟಿಕ್ಸ್ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ಆಶಿಸಿದ್ದಾರೆ.

►ಆದರೆ ಇದು ಸಂಭಾವ್ಯ ಅಪಾಯಕಾರಿಯೆಂದು ಕಾಣುವುದಿಲ್ಲವೇ?

ಅತಿಯಾದ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಪ್ರಗತಿಗಳು ದುರ್ಬಳಕೆಯಾಗುವ ಅಪಾಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೂ, ಆಪ್ಟೊಜೆನೆಟಿಕ್ಸ್ ಎಂದರೆ ಯಾರದ್ದೋ ಮೆದುಳಿನ ಮೇಲೆ ಬೆಳಕು ಹಾಯಿಸಿ ಅವರನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದು ಎಂದಲ್ಲ.

‘ದಿ ಇಂಡಿಯನ್ ಎಕ್ಸ್ಪ್ರೆಸ್’ ಜತೆ ಮಾತನಾಡಿದ ಅಮೆರಿಕದ ಡ್ಯೂಕ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಬಯೋಸ್ಟ್ಯಾಟಿಸ್ಟಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಬಯೋಇನ್ಫರ್ಮ್ಯಾಟಿಕ್ಸ್ ಹಾಗೂ ಸೆಲ್ ಬಯಾಲಜಿ ವಿಭಾಗಗಳ ಸಹಾಯಕ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರಾದ ರೋಹಿತ್ ಸಿಂಗ್, “ಇಲ್ಲಿ ಮೂರು ಪ್ರಮುಖ ತಾಂತ್ರಿಕ ಸುರಕ್ಷತಾ ಕ್ರಮಗಳಿವೆ. ಮೊದಲನೆಯದು ಮತ್ತು ಅತ್ಯಂತ ಮುಖ್ಯವಾದದ್ದು ಎಂದರೆ, ಆಪ್ಟೊಜೆನೆಟಿಕ್ಸ್ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಮಾನವ ಜೀವಕೋಶಗಳು ಸ್ವಾಭಾವಿಕವಾಗಿ ಉತ್ಪತ್ತಿ ಮಾಡದ ಬೆಳಕಿಗೆ ಸ್ಪಂದಿಸುವ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಯ ಪ್ರೊಟೀನ್ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪತ್ತಿ ಮಾಡಲು ನರಕೋಶಗಳನ್ನು ತಳೀಯವಾಗಿ ಮಾರ್ಪಡಿಸುವುದನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿದೆ. ಹೀಗೆ ಮಾಡಲು ಜೆನೆಟಿಕ್ ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಎರಡನೆಯದಾಗಿ, ಗೋಚರ ಬೆಳಕಿನ ವಿಚಾರಕ್ಕೆ ಬಂದಾಗ, ನೆತ್ತಿ ಮತ್ತು ತಲೆಬುರುಡೆಯು ಒಳಬರುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬೆಳಕನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಒಳಹೊಕ್ಕುವ ಬೆಳಕು ಹರಡುವುದರಿಂದ ನಿಖರವಾಗಿ ಗುರಿಯಿಡುವುದು ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ. ಮೂರನೆಯದಾಗಿ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ನರಕೋಶಗಳ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವುದರಿಂದ ಮಾತ್ರವೇ ವ್ಯಕ್ತಿಯ ಆಲೋಚನೆಗಳನ್ನು ಅಥವಾ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ನಮಗೆ ಬರುವುದಿಲ್ಲ” ಎಂದು ಹೇಳಿದ್ದಾರೆ.

ಸೌಜನ್ಯ: indianexpress.com / hindustantimes.com