The catalyst – RNA and the Quest to Unlock Life’s Deepest Secrets – ஓரு பார்வை

DNA என்பது மரபியல் தகவல்களின் களஞ்சியம்   மேலும், இது ஒரு உயிரினத்திற்குத் தேவையான அனைத்து புரதங்களையும் குறியாக்கம் செய்யும் மரபணுக்களைக் கொண்டுள்ளது – நமது தசைகள் நகர்வதை சாத்தியமாக்குகிறது,  இதயங்களைத் துடிக்கச் செய்கிறது அல்லது நமது மூளையில் சுற்றுகளை உருவாக்குகிறது. புரதங்கள் வாழ்க்கையின் திறவுகோல்கள், அவை ஒவ்வொன்றையும் எப்படி உருவாக்குவது என்பதை டிஎன்ஏ உடலுக்குச் சொல்கிறது, ஆனால் அதை நேரடியாகச் செய்யாமல், இடைத்தரகராக செயல்படும் ஒரு தூதரை, அதாவது மெசஞ்சர் RNA (mRNA) மூலம் செயல்படுத்துகிறது. 

தடுப்பூசியைத் தயாரிப்பதற்குத் தேவையான அனைத்து தொழில்நுட்பங்களும் பல தசாப்தங்களாக விஞ்ஞானிகளால் கடினமாக உருவாக்கப்பட்டன, மேலும் நன்கு நிரூபிக்கப்பட்டு புரிந்து கொள்ளப்பட்டுள்ளன. சீனாவிலிருந்து ஒரு துணிச்சலான விஞ்ஞானி SARS-CoV-2 மரபணுவின் (கோவிட்-19 ஐ உண்டாக்கும் வைரஸ்) என்று அழைக்கப்படும் வரிசையின் துண்டுகளை இணையத்தில் வெளியிட்டபோது – அது ஒரு ஆர்என்ஏ என்று தெரிய வந்தது.  டிஎன்ஏ போல ஆர்என்ஏ வாலும் தகவல்களைச் சேமிக்க முடியும். வைரஸின் வெளிப்புறத்தில் உள்ள புரதம் (spike protein) என்னவாக இருக்கும் என்றறிய  விஞ்ஞானிகளுக்கு சில வாரங்களே தேவைப்பட்டது.‌ 

அதுதான் நமது நோயெதிர்ப்பு அமைப்பு பார்க்கும் முதல் விஷயம். மற்றும், இதுதான் நமது நோயெதிர்ப்பு மண்டலத்தை மேம்படுத்துவதற்கும், வைரஸைக் கண்காணிப்பதற்கும் மனித உடலில் அறிமுகப்படுத்த வேண்டிய புரதமாகும்.

தடுப்பூசிகளை விரைவாக உருவாக்கி விநியோகித்ததன் மூலம் கோவிட்-19 என்ற தொற்றுநோயிலிருந்து,  கையில் கொடுக்கப்பட்ட ஒரு இன்ஜெக்ஷனால் காப்பாற்றப்படுவோம் என்ற நம்பிக்கையை உணர்ந்தது சமகாலத்தில் நாம் அறிந்த உண்மை. 

தடுப்பூசி தொழில்நுட்பத்தைப் பற்றி பேசுகையில், Pfizer மற்றும் Moderna தடுப்பூசிகள் இரண்டும் mRNA தடுப்பூசிகள் ஆகும். Covishiled ஒரு வைரஸ் வெக்டரைப் பயன்படுத்துகிறது மற்றும் Covaxin ஒரு செயலிழந்த வைரஸ் தடுப்பூசி ஆகும். திகைக்க வேண்டாம்.‌ இவை அனைத்தும் எதிர்காலத்தில் வைரஸை எதிர்த்துப் போராட உங்கள் நோயெதிர்ப்பு மண்டலத்தை பயிற்றுவிப்பதற்கான வழிகளே.

ஆனால், இதில்‌ mRNA தடுப்பூசிகள் நமக்கு ஏற்கனவே அறிமுகமான போலியோ அல்லது டெட்டனஸ் போன்றவைலிருந்து சற்று மாறுபட்டது. இத்தடுப்பூசிகள்  RNA எனப்படும் மூலக்கூறுகளைச் சுற்றி உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. இவைகள், நோய் எதிர்ப்பு சக்தியைத் தூண்டும் பெரிய அளவிலான வைரஸ் புரதங்களை வெளிப்படுத்த நமது செல்களைத் தூண்டி, வைரஸால் நாம் பாதிக்கப்பட்டிருந்தால் பாதுகாப்பை வழங்குகிறது.

இந்த ஆர்என்ஏ பரம்பரையின் மூலக்கூறு மட்டுமல்ல, உயிர்வேதியாகவும் செயல்படக்கூடியது அல்லது என்சைம் என்ற அடிப்படையில் ஒரு இரசாயன எதிர்வினையை எளிதாக்கும் ஒரு வகையான தீப்பொறி என்பதை முதலில் நமக்கு உணர்த்தியவர் தாமஸ் ஆர். செச். இதைக் கண்டறிந்ததற்காக, 1989 ஆம் ஆண்டில், சிட்னி ஆல்ட்மேனுடன் வேதியியலுக்கான நோபல் பரிசை வென்றார்.

mRNA பூமியில் உள்ள அனைத்து உயிரினங்களிலும், மற்றும் சைவம், அசைவம் என்ற வேறுபாடில்லாமல் அனைத்து உணவிலும் இருக்கிறது. அதாவது mRNA ஒரு இயற்கையான மூலக்கூறு எனலாம். 

தற்போது, எதிர்காலத்தில் RNAவின் ஆராய்ச்சி எவ்வாறு செல்லும் என்பதை எடுத்துக்காட்ட செச் அவர்கள் “The Catalyst : RNA மற்றும் வாழ்க்கையின் ஆழமான ரகசியங்களை அறிய முற்படுதல்” என்ற தலைப்பில் ஒரு புத்தகத்தை எழுதியுள்ளார்.

அரை நூற்றாண்டுக்கும் மேலாக விஞ்ஞானிகள் ஆர்என்ஏவைப் பற்றி ஆராய்ந்து அறிந்திருந்தாலும், சாதாரணமான மக்களுக்கு டிஎன்ஏ பற்றிதான் சற்று அதிக விழிப்புணர்வு இருக்கிறது. ஏனென்றால்  டிஎன்ஏ நம் வம்சாவளியைக் குறிப்பதாலும்,  மரபணு நோயைச் சுமந்து கொண்டிருக்குமோ இல்லையா என்ற  அடிப்படையை உணர்ந்திருப்பதாலும்தான். இதனால்தான் நாம் அடிக்கடி “அது நமது டிஎன்ஏவில் உள்ளது” என்ற சொற்றொடரை சாதாரணமாக பயன்படுத்துகிறோம். 

ஆரோக்கியமான வாழ்க்கைக்கு நமக்குத் தேவையான புரதம் இல்லாத மரபணு நோய்கள் பல இருக்கின்றன. உதாரணமாக, சிஸ்டிக் ஃபைப்ரோஸிஸ் என்பது ஒரு மரபணு நோயாகும்.‌ அதில் எந்த புரதம் இல்லை என்று தெரிந்தாலும், அதை எவ்வாறு தருவது என்பதற்கான முறை தற்போது இல்லை.  அதே போல். தசை சிதைவைக் குறிக்கும் புரதத்தை அறிந்திருந்தாலும்,  அதன் செய்முறைக்காண வழி இன்னும் கண்டுபிடிக்கவில்லை. 

உயிரியலுக்கு ஆர்என்ஏ மிகவும் மையமாக இருப்பதால், நோயை உண்டாக்கும் ஆர்என்ஏ எது என்று தெரிந்தால், நாம் அதைத் துண்டிக்கவோ அல்லது செயலிழக்கவோ  செய்ய முடியும். mRNAவில் பல வகைகள் இருந்தாலும், சிறிய குறுக்கிடும் RNAகள் குறிப்பிடத் தக்கவை. 

RNA என்பது CRISPR இயந்திரங்களை மிகவும் குறிப்பிட்டதாக இருக்கவும், மற்ற மரபணுக்கள் அனைத்தையும் அப்படியே விட்டுவிட்டு மனித மரபணுவில் உள்ள ஒரு மரபணுவை திருத்தவும் அனுமதிக்கும் கூறு ஆகும்.

CRISPR-Cas9 என்பது ஒரு மரபணுவை திருத்தும் தொழில்நுட்பமாகும். இது டிஎன்ஏ வில் குறிப்பிட்ட இடங்களில் மாற்றங்களை ஏற்படுத்துகிறது. இதில் Cas9 எனப்படும் என்ஜைம் மற்றும் முன்னணி RNA (guide RNA) எனப்படும் இரு முக்கிய கூறுகள் உள்ளன. முன்னணி RNA, குறிக்கோள் DNA வரிசையை அடையாளம் காண உதவுகிறது. Cas9, டிஎன்ஏ வின் இரட்டை கோடுகளை வெட்டுகிறது, இதனால் மரபணுக்களைச் சேர்க்கவோ  அல்லது நீக்கவோ முடியும். CRISPR-Cas9 பல்வேறு மருத்துவ மற்றும் வேளாண்மை பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் உபயோகமாக இருக்கும் என கருதப்படிகிறது.

பல மனித நோய்கள் மரபணு அல்லது மரபணு கூறுகளைக் கொண்டுள்ளன. ஒரு எடுத்துக்காட்டு sickle செல் அனீமியா, நம்பமுடியாத அளவிற்கு வலி மற்றும் பலவீனப்படுத்தும் இரத்த நோயாகும். இது ஹீமோகுளோபின் புரதத்தைச் சுமந்து செல்லும் இரத்தத்தின் மரபணுவில் ஏற்படும் ஒரு மாற்றத்தால் ஏற்படுகிறது. சமீபத்தில், sickle செல்லுக்கான CRISPR-அடிப்படையிலான சிகிச்சையைப் பயன்படுத்த அமெரிக்கா ஒப்புதல் அளித்துள்ளது.¹ 

தனது புத்தகத்தில், தாமஸ் ஆர். செக் இந்த தடுப்பூசிகளுக்கு வழிவகுத்த எம்ஆர்என்ஏ வின் நீண்ட பாதையை விவரிக்கிறார்.

இருபதாம் நூற்றாண்டின் பெரும்பகுதி முழுவதும், RNA ஆனது, மரபணுப் பொருளின் பிரபலமான இரட்டைச் சுருளான DNAவின் சேவகனாகவே மட்டுமே கருதப்பட்டதால், மெசஞ்சர் ஆர்என்ஏ என அறியப்பட்டது, இது டிஎன்ஏ வரிசையின் நகலை உயிரணுக்களுக்குள் உள்ள புரத தொழிற்சாலைகளுக்கு கொண்டு செல்கிறது. பெரும்பாலான ஆராய்ச்சியாளர்கள் DNAவை பிரம்மாவாகவும், மற்றும் RNAவை அனைத்து முக்கியமான புரதங்களை உருவாக்கும் சேவகனாகவும் தான் கருதிவந்தனர்.

இருப்பினும், கடந்த ஐம்பது ஆண்டுகளாக, பல ஆர்வமுள்ள விஞ்ஞானிகள் RNA மேல் கொண்ட காதலால், இம்மூலக்கூறு பற்றிய புரிதலை விரிவுபடுத்தியுள்ளனர். முன்பு நினைத்தது போல,  இது வெறும் செயலற்ற தூதுவன் இல்லை.‌ புரதங்களை உருவாக்குவது மட்டுமில்லாமல்,  இது நோயை உண்டாக்கி செல் செயல்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்தும். மேலும் இது தன்னை நகலெடுத்து, தன்னைத்தானே வெட்டிக்கொண்டு மற்ற மூலக்கூறுகளை மாற்றியமைக்கவும் முடியும். வேறு எந்த வகை மூலக்கூறுகளும் சிக்கலான உயிரியல் மூலக்கூறுகளின் திரட்சியை ஒரே மாதிரியாக இயக்க முடியாது என்பதால், பூமியில் வாழ்வின் வளர்ச்சிக்கான தொடக்க புள்ளியாக இது இருக்கலாம் என தற்போது நம்பப்படுகின்றது.

இந்த புரிதல்,  தற்போது புதுமைகளுக்கு வழிவகுத்துள்ளது. ஆர்என்ஏ தடுப்பூசிகளின் அடிப்படை மட்டுமல்ல, இது CRISPR க்கும் ஆதரமாக இருப்பதால், இது எந்த உயிரினத்தின் DNA குறியீட்டையும் ஆராய்ச்சியாளர்களால் மாற்ற அனுமதிக்கும் என்பதால், எதிர்காலத்தில் ஒரு புரட்சிகரமான தொழில்நுட்பத்தை உருவாக்கக் கூடும் என்று எதிர்பார்க்கப் படுகிறது.

புரொபஸர் செச் ஆர்என்ஏ பயணத்தின் முன்னோடிகளில் ஒருவராகவும்,  மற்றும் ஒரு ஒரு சிறந்த வழிகாட்டியாகவும் விளங்குகிறார். இப்புத்தகத்தில் ஒரு புரதம் என்ன செய்கிறது என்பதை எளிய நடையிலும்,  ஒப்புமைகளை நேர்த்தியாக பயன்படுத்துவதிலும் புரியவைக்க முயன்றிருக்கிறார்.

இப்புத்தகம், உயிரியல் துறையில் ஆர்என்ஏவின் முக்கியமான பாத்திரத்தை விரிவாக ஆராய்வதில் தனித்துவம் கொண்டது. செச், கிட்டத்தட்ட என்சைம்கள் போன்ற அதன் ஊக்குவிக்கும் திறனிலிருந்து, mRNA தடுப்பூசிகள் மற்றும் CRISPR  எடிட்டிங் போன்ற புரட்சிகரமான தொழில்நுட்பங்களில் அதன் மையக் கடமையை மரபணுவரை ஆர்என்ஏவின் மாற்றியமைக்கும் தாக்கத்தை வெளிப்படுத்துகிறார். இந்த புத்தகம் வரலாற்று பார்வைகளையும், ரைபோசைம்கள் போன்ற செச் கண்டுபிடிப்புகளையும் இணைக்கிறது. 

இக்கண்டுபிடிப்பை செய்த அறிவியலாளர் என்ற முறையில், செச் தன் ஆராய்ச்சி செயல்முறைகளும், எதிர்கொண்ட சவால்களும், ஆராய்ச்சியில் ஏற்பட்ட பல்வகையான அனுபவங்களும் பற்றிய தனிப்பட்ட பார்வையை வழங்குகிறார். இது இப்புத்தகத்தின் தனித்தன்மையையும், ஆழத்தையும் வெளிப்படுத்துகிறது.

இறுதியாக, இப்புத்தகத்தை, 2023 மற்றும் 2024 ஆம் ஆண்டின் நோபல் பரிசுகளுடனும் தொடர்புபடுத்தி பார்க்க முடியும். இவை இரண்டும் RNA ஆராய்ச்சியில் முக்கிய முன்னேற்றங்களை வெளிப்படுத்துகின்றன. சென்ற ஆண்டிற்காண (2023) பரிசு, Katalin Karikó மற்றும் Drew Weissman இருவருக்கும் COVID-19க்கு எதிரான mRNA தடுப்பூசிகளின் மேம்பாட்டை சாத்தியமாக்கிய நியூகிளோசைடு அடிப்படை மாற்றங்களை கண்டுபிடித்ததற்காகக் கொடுக்கப்பட்டது. இது தடுப்பூசி தொழில்நுட்பத்தில் ஒரு புதிய புரட்சியை ஏற்படுத்தியது. இந்த ஆண்டு (2024), மரபணு ஒழுங்குமுறையில் முக்கியமான மைக்ரோ RNA கண்டுபிடிப்பு தொடர்பான ஆராய்ச்சிக்கு நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டுள்ளது. இது நவீன உயிரியல் மற்றும் மருத்துவத்தில் RNAவின் முக்கிய பங்கைக் குறிப்பிடுகிறது. இவ்விரு விருதுகளும் ஆரோக்கியம் மற்றும் நோய்களைப் புரிந்துகொள்வதில் RNAவின் மாற்றத்திற்குரிய தாக்கத்தை வலியுறுத்துகின்றன.

மொத்தத்தில், ‘த காடலிஸ்ட் – ஆர்என்ஏ’  மூலக்கூற்று உயிரியியலின் புரிதலை மாற்றியமைத்து, புதிய ஆராய்ச்சி வழிகளை திறந்து வைத்ததுடன் ஒரு தனிப்பட்ட பார்வைக்கு வழிவகுத்துள்ளது.

¹https://www.scientificamerican.com/article/fda-approves-first-crispr-gene-editing-treatment-for-sickle-cell-disease/

https://www.cnn.com/2024/06/05/science/thomas-r-cech-nobel-prize-scn-cec/index.html

The new book details how scientists have come to understand all of the important jobs of RNA (illustrated).

CHRISTOPH BURGSTEDT/SCIENCE PHOTO LIBRARY/GETTY IMAGES