DNA Typewriter Technology : एका पेशीतून संपूर्ण शरीर कसे तयार होते? शास्त्रज्ञांनी उलगडले रहस्य

उंदराच्या भ्रूणातील पहिल्या पेशींपासून १३.५ दिवसांच्या विकासाचा मागोवा; जन्मजात विकार, कर्करोग आणि स्टेम सेल संशोधनासाठी महत्त्वाचे तंत्रज्ञान.

वॉशिंग्टन : DNA Typewriter Technology एका फलित पेशीपासून संपूर्ण शरीराची निर्मिती कशी होते? सुरुवातीच्या पेशींपैकी कोणत्या पेशी पुढे त्वचा, रक्त, डोळे किंवा मज्जासंस्थेचा भाग बनतात? या प्रश्नांची उत्तरे शोधण्यासाठी शास्त्रज्ञांनी महत्त्वाची प्रगती केली आहे. ‘डीएनए टाईपरायटर’ या अभिनव तंत्रज्ञानाच्या मदतीने संशोधकांनी उंदराच्या भ्रूणातील पेशींचा विकासक्रम नोंदवून त्यांचा सविस्तर वंशवृक्ष तयार केला. या संशोधनाचे निष्कर्ष ८ ऑक्टोबर २०२६ रोजी ‘सायन्स’ या नियतकालिकात प्रकाशित झाले आहेत.
या प्रयोगात फलित अंडपेशीच्या पहिल्या विभाजनापासून भ्रूणाच्या विकासातील १३.५ दिवसांचा इतिहास अभ्यासण्यात आला. उंदराचा संपूर्ण गर्भावधी साधारण १९ ते २१ दिवसांचा असतो. त्यामुळे हा प्रयोग भ्रूणाच्या सुरुवातीच्या विकासाची सखोल माहिती देणारा ठरतो.
या संशोधनासाठी अमेरिकेतील वॉशिंग्टन विद्यापीठाच्या स्कूल ऑफ मेडिसिनमधील प्राध्यापक जय शेंड्युर यांच्या नेतृत्वाखालील पथकाने काम केले. डार्टमाउथ महाविद्यालयातील चेंगशियांग क्यू हेही या अभ्यासाचे वरिष्ठ संशोधक आहेत.

काय आहे ‘डीएनए टाईपरायटर’ तंत्रज्ञान?

‘डीएनए टाईपरायटर’ हे तंत्रज्ञान पेशींच्या डीएनएमध्येच त्यांच्या विभाजनाचा क्रम नोंदवते. यासाठी फलित उंदराच्या अंडपेशीच्या जनुकीय सामग्रीमध्ये खास तयार केलेला डीएनए क्रम, म्हणजेच ‘टेप’, समाविष्ट करण्यात आला. पेशींचे विभाजन होत असताना या टेपवर क्रमाने नवीन नोंदी तयार होतात. या नोंदी पुढील पेशींमध्येही हस्तांतरित होतात.
जुन्या नोंदी पुसून टाकण्याऐवजी क्रमाने माहिती साठवली जात असल्यामुळे, नंतर शास्त्रज्ञांना कोणत्या पेशींचा पूर्वज समान होता आणि कोणत्या पेशी एकाच मूळ पेशीतून निर्माण झाल्या, हे शोधता येते. पेशींच्या इतिहासाचे हे जणू जैविक लॉगबुकच आहे.

पहिल्या दोन पेशींपासून विकासाचा मागोवा

संशोधकांनी सुरुवातीला १०० फलित उंदराच्या अंडपेशींमध्ये ही नोंद प्रणाली वापरण्याचा प्रयत्न केला. त्यापैकी १० भ्रूण तपासणीसाठी उपलब्ध झाले. त्यातील ‘भ्रूण क्रमांक ३’ मध्ये सर्वाधिक सविस्तर विकास नोंद जतन झाल्याने त्याचा विशेष अभ्यास करण्यात आला.

या नोंदींमधून भ्रूणाच्या पहिल्या विभाजनानंतर तयार झालेल्या दोन पेशींचे स्वतंत्र ठसे ओळखता आले. पुढे अभ्यासलेल्या जवळजवळ सर्व पेशींचा मागोवा या दोन मूळ पेशींपैकी एका पेशीपर्यंत घेता आला. एका पेशीपासून तुलनेने अधिक संतती पेशी तयार झाल्या; तरी दोन्ही पेशींनी विविध प्रकारच्या विशेषीकृत पेशी जवळपास समान प्रमाणात निर्माण केल्या.

काही पेशी लवकर, तर काही उशिरा ठरवतात भूमिका

संशोधनातून दिसून आले की, सर्व पेशी एकाच वेळी आपली अंतिम भूमिका निश्चित करत नाहीत. रक्तपेशी आणि डोळ्याच्या रेटिनाशी संबंधित पेशी तुलनेने लवकर विशिष्ट विकासमार्गावर गेल्या. याउलट, त्वचेचा बाह्य थर तयार करणाऱ्या पेशींनी आपली भूमिका निश्चित करण्यास अधिक वेळ घेतला. याचा अर्थ भ्रूणाच्या विकासात प्रत्येक ऊतीची स्वत:ची वेळापत्रकानुसार प्रगती होते. सुरुवातीला अनेक प्रकारच्या पेशींमध्ये वेगवेगळ्या ऊती बनण्याची क्षमता असते; विकास जसजसा पुढे जातो, तसतशी ही क्षमता मर्यादित होत जाते.

जन्मजात विकार, कर्करोगाच्या संशोधनाला मदत?

पेशींची ओळख कधी आणि कशी निश्चित होते, हे समजल्यास जन्मजात विकार, मज्जासंस्थेच्या विकासातील समस्या आणि जनुकीय आजारांची सुरुवात समजण्यास मदत होऊ शकते. पेशींची वाढ व विभाजन नियंत्रित करणाऱ्या प्रक्रियांमध्ये बिघाड झाल्यास कर्करोगासारखे आजार कसे निर्माण होतात, याचाही अभ्यास अधिक तपशीलाने करता येऊ शकतो.

भविष्यात मूल पेशींच्या (स्टेम सेल) संशोधनातही या तंत्रज्ञानाचा उपयोग होऊ शकतो. विशिष्ट अवयव किंवा ऊतींसाठी आवश्यक पेशी तयार करताना त्यांच्या विकासाचा मागोवा घेणे उपयुक्त ठरू शकते. मात्र, हे संशोधन सध्या उंदराच्या भ्रूणावर करण्यात आले आहे. त्यामुळे याचा थेट वैद्यकीय उपचार म्हणून वापर करता येईल, असा निष्कर्ष अद्याप काढता येत नाही.

Read About : सहा नार्व्हल माशांवर बसवलेल्या सेन्सर्समधून खोल समुद्रातील तापमानाची माहिती; अटलांटिक महासागरातील उबदार पाण्यामुळे ग्रीनलँडच्या हिमनगांना धोका
E-Paper: Punyanagari E-Paper