மருத்துவத்திற்கான 2021ம் ஆண்டின் நோபல் பரிசு – விஜயன்
அறிவியல் என்பது ஒரு தொடர்பயணம்
அறிவியல் என்பதே சிக்கலான கேள்விகளை எழுப்பி அதற்கான விடை தேடுவதுதான். ஒரு சிக்கலான கேள்விக்கான விடையைக் கண்டுபிடித்தவுடன் அத்துடன் அடுத்த சிக்கலானகேள்வி எழும். இதுவே அறிவியலின் தொடர்பயணமாக இருந்து வருகிறது. எனவே இன்றைய அறிவியல் கண்டுபிடிப்பு ஒன்று நேற்றைய அறிவியல் கண்டுபிடிப்பின் தொடர்ச்சியே. “மற்றவர்களைவிட மேலதிகமான விஷயங்களை நான் பார்த்திருக்கிறேனென்றால் எனக்கு முந்தைய மேதைகளின் தோளில் நின்று நான்பார்க்கிறேன் என்று அர்த்தம்“என்ற ஐசக் நியூட்டனின் கூற்று மீண்டும் மீண்டும் நிரூபிக்கப்பட்டு வருகிறது. இதற்கு உதாரணத்தை மருத்துவத்திற்கான இந்த ஆண்டு நோபல் பரிசை நாம் கூறலாம்.
வெப்பம், குளிர்ச்சி, அழுத்தம் ஆகியவற்றை நமது உடல் உணர்தலுக்குப் பின்புலமாக உள்ள மூலக்கூறு இயக்கங்களை கண்டுபிடித்த இரு அறிவியலாளர்களுக்கு இந்த ஆண்டின் மருத்துவத்திற்கான நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டிருக்கிறது. ஒருவர் டேவிட் ஜூலியஸ் (David Julius) என்ற அமெரிக்கர். இவர் கலிஃபோர்னிய பல்கலைக் கழகத்தின் சான் ஃபிரான்ஸில்கோ வளாகத்தைச் சேர்ந்தவர். இன்னொருவர் ஆர்டெம் பாடாபௌடியன்(Ardem Pattapouttian) என்ற லெபனிய – அர்மீனிய அமெரிக்கர். இவர் கலிஃபோர்னியாவின் லஹொயா நகரிலுள்ள ஸ்கிரிப்ஸ் ஆய்வுக்கூடத்தைச் சேர்ந்தவர். பொதுவாக உணர்தல் என்பது மேல் தோலில் தூண்டப்பட்டு நமது நரம்பு மண்டலத்தில் மின்சமிக்ஞைகளாக மூளைக்கு சென்றடைந்து முளையால் கிரகிக்கப்பட்டு உணர்தலாகும். நரம்பு மண்டலத்தில் தூண்டுதல் எப்படி நடைபெறுகிறது என்பதே விடைதெரியாத கேள்வியாக இருந்தது. இதற்கான விடையை அதற்கே உரித்தான மூலக்கூறுகளின் இயக்கத்தை துல்லியமாக வரையறுத்ததால் இந்த இருவருக்கும் இந்த ஆண்டு நோபல் பரிசு கொடுக்கப்பட்டது.
சரி, நாம் ஐசக் நியூட்டனுக்கு வருவோம். டேவிட்டும், ஆர்டெம்மும் எந்த மேதைகளின் தோள்மீது நின்று கொண்டு இவற்றைப் பார்த்தார்கள்?இதை நாம் தேடினால் மேதைகளின் நீண்ட பட்டியல் ஒன்று நமக்கு கிடைக்கும். ஆம், உணர்வுகளை உடற்கூறியல் ரீதியாக விளக்கும் முயற்சி ஆயிரம் ஆண்டுகளாக நடைபெற்று வருகிறது. பல்வேறு பண்டைய விளக்கங்கள் இன்றைக்கு நமக்கு சிரிப்பை வரவழைத்தாலும் அவையெல்லாவற்றையும் கடக்காமல் இன்றைய நிலைக்கு நாம் வந்திருக்க முடியாது. இந்த விளக்கங்கள் ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் திரும்பி இன்றைய நிலையை நோக்கி திருப்பிவிடப்பட்டது 17ம் நூற்றாண்டில்தான். அந்த நூற்றாண்டைச் சேர்ந்த ரெணே தெக்கார்தேயின் விளக்கத்தைப் பார்ப்போம். நமது உடலில் நெருப்பு படும்போது நெருப்பில் உள்ள துகள்கள் மூளையையும் நமதுமேல்தோலையும் இணைக்கும் இழை ஒன்றை உருவி எடுக்கிறது என்பதே அவர் கொடுத்த விளக்கம். இதனையடுத்து பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டில் வந்த விளக்கங்களில் முக்கியமானது,நமது தோலில் குறிப்பிட்ட சில இடங்களானது குறிப்பிட்ட அதாவது தொடுதல், வெப்பம், குளிர்ச்சி போன்ற உணர்வுகளை தூண்டும் ஆற்றல் பெற்றவை என்பதும் அவை வெவ்வேறு வகையான நரம்புகளை செயல்படுத்துகின்றன என்பதும்தான். இதனையடுத்து நரம்பு மண்டலத்தின் மீது ஆய்வாளர்களின் கவனம் திரும்பியது. தெகார்த்தே கூறிய இழை இப்பொழுது நரம்பாகிவிட்டது. இதிலிருந்து அறிதல் என்பது படிப்படியாகத்தான் முன்னேறி வருகின்றன என்பதை நாம் புரிந்து கொள்ளலாம்.
உணர்தல் என்ற புதிருக்கான விடையைத் தேடி..
இருபதாம் நூற்றாண்டில் உணர்தலுக்கான நரம்பியல் அமைப்புமுறைக்காக ஐந்து நோபல் பரிசுகள் கொடுக்கப்பட்டிருக்கிறது என்றால் அதற்குமுன்பு நடைபெற்ற பணிகளின் தொடர்ச்சியே என்று நாம் புரிந்து கொள்ள வேண்டும். 1906ம் ஆண்டின் மருத்துவத்திற்கான நோபல் பரிசானது காமில்லோ கோல்ஜி, சான்டியாகோ ராமோன் கஜோல் ஆகியோருக்கு வழங்கப்பட்டது. இவர்கள் நரம்பு மண்டலத்தின் கட்டமைப்பைக் கண்டறிந்ததற்காக கொடுக்கப்பட்டது. இவர்கள் உடலுக்குரிய உணர்தல் அமைப்புமுறையை உடற்கூறியல் அடிப்படையில் முதன்முறையாக விளக்கியிருக்கிறார்கள். இதற்கு அடுத்து 1932ம் ஆண்டின் மருத்துவத்திற்கான மற்றொரு நோபல் பரிசு சார்லஸ் ஷெர்ரிங்டன், எட்கர் ஆட்ரியன் ஆகியோருக்கு வழங்கப்பட்டது. இவர்கள் நரம்பு மண்டல அறிதலை அடுத்த கட்டத்திற்கு கொண்டு சென்றார்கள். ஆம், நியூரான்கள் என்ற விசேடமான செல்களின் செயல்பாடுகளைக் கொண்டு உடலுக்குரிய உணர்வு அமைப்புமுறையை இவர்கள் விளக்கினார்கள். இதற்கு அடுத்ததாற்போல், 1938ம் ஆண்டு நோபல் பரிசு நரம்புமண்டல ஆய்வுப் பணிக்காக கொடுக்கப்பட்டது. அனிச்சைச் செயல்களை தூண்டும் நரம்பிழைகள் பற்றி அறிதலுக்காக இது வழங்கப்பட்டது. இந்த நோபல் பரிசை வென்றவர் கோரினில் ஹேமேன்ஸ். இதற்கு அடுத்த கட்டமாக, ஒரு ஒற்றையிழை நரம்பின் வெவ்வேறு செயல்பாடுகளை ஜோசப் எர்லாஞ்சர், ஹெர்பர்ட் ஸ்பென்ஸர் காஸர் ஆகியோர் கண்டறிந்தனர். இவர்கள் 1944ம் ஆண்டின் மருத்துவத்திற்கான நோபல் பரிசை வென்றனர். நரம்புமண்டல ஆய்வுப்பணிக்கான அடுத்த நோபல் பரிசு 1963ம் ஆண்டு ஹாட்கின், ஹகஸ்லே, ஜான் எக்லேஸ் ஆகியோருக்கு வழங்கப்பட்டது. இவர்கள் அயனிகளின் இயக்க அடிப்படையில் நரம்புசெல்களின் செயல்பாட்டை விளக்கினர்.
தோல், தசைகளின் உணர்தலுக்கான நரம்பிழைகள் ஆகியவற்றின் வழியாக தூண்டலுக்கான ஆற்றல் பரவுவதை கோட்பாட்டடிப்படையில் இருபதாம் நூற்றாண்டின் இந்தக் கண்டுபிடிப்புகள் நிறுவியது. வெவ்வேறு வகையான நரம்பிழைகள், அவற்றால் கொண்டு செல்லப்படும் செய்திகள் கடத்தப்படும் வேகம், செயலூக்க ஆற்றல் எல்லை, பரவுதலுக்கு எடுத்துக் கொள்ளும் நேரம் போன்ற கண்டுபிடிப்புகள் நமது உடலின் இயக்கத்தை உணர்தல், இயங்குவெளிபற்றிய பிரக்ஞை, தொடு உணர்வு, வெப்பஉணர்வு, அசைவியக்க உணர்வுஆகியவற்றை திருப்திகரமாக விளக்குகிறது. எனினும் வெப்பம், தொடுதல் ஆகியவற்றின் ஏற்பிகள், அவற்றிலுள்ள மூலக்கூறுகள், இவை உணர்ந்து கொண்டதை நரம்பிழைக்களுக்கு சமிக்ஞைகளாக எவ்வாறு மாற்றப்பகிறது என்பது புரியாத புதிராகவே இதுவரை நீடித்து வந்தது.
நமது செயல்பாட்டில் நமக்கு சர்வ சாதாரணமாக தென்படும் விஷயங்களின் பின்னால் சிக்கலான பல செயல்பாடுகள் உள்ளன. நரம்பு மண்டலம் இல்லையேல் மனிதன் இல்லை என்னும் நிலைக்கு நமது நரம்பு மண்டலம் ஏராளமான பணிகளைச் செய்து கொண்டிருக்கின்றன. சில உதாரணங்களைப் பார்ப்போம். உடலுக்குரிய உணர்வு என்று நாம் வெறும் சொல்லால் அழைக்கப்படுவதற்கு பின்புலத்தில், நமக்கு புறத்தே உள்ள அழுத்தம், வெப்பம் போன்ற யாந்த்ரீக குணங்களை உடற்கூறியல் ரீதியான சமிஞ்கைகளாக மாற்ற வேண்டும். அடிப்படையில் இவை நுண்ணிய மின்சமிக்ஞைகளாக மாறுகின்றன. சமிக்ஞைகளை நரம்பிழைகள் மூலமாக மூளைக்கு கடத்த வேண்டும். மூளையானது இந்த சமிக்ஞைகளை பரிசீலித்து பதிவு செய்யும் அல்லது மேல் முடிவு எடுக்கும். அதேபோல் மூளை இடும் கட்டளைகளை சமிக்ஞைகளாக மாற்ற வேண்டும், அவை நரம்பிழைகள் மூலமாக தசைகளுக்கு வரவேண்டும் தசைகளை கட்டளைகளை நிறைவேற்றும் முகமாக சுருங்கி விரிந்து செயல்பட்டு நோக்கத்தை நிறைவேற்ற வேண்டும். இவ்வளவு சிக்கலான செயல்கள் நொடிப்பொழுதில் நடக்கிறது.
அடுப்படியில் நிற்கையில் தீப்பொறி ஒன்று நம் வலது கைமீது படுகிறது என்று வைத்துக் கொள்வோம். தீப்பொறியின் வெப்பத்தை மேல்தோல் ஏற்பி வெப்ப சமிக்ஞையாக மாற்றுகிறது. இந்த சமிக்ஞை நரம்பிழை மூலமாக தண்டுவடத்தின் வழியாக மூளைக்குச் செல்கிறது. சில சமயம் தண்டுவடமே கட்டளைகளை பிறப்பித்து அவற்றை மோட்டார் நியூரான்கள் மூலமாக தசைகளுக்கு அனுப்பும். எனினும் இந்த சமிக்ஞைகள் மூளையில் உள்ள நியூரான்கள் பரிசீலித்து வெப்பம் ஏற்படுத்திய வலியாக மாற்றி பதிவு செய்கிறது. மூளையானது இடது கையை வைத்து தீப்பொறி பட்ட வலது கையின் இடத்தை வெடுக்கென தேய்க்குமாறு கட்டளையிடுகிறது, தண்டுவடம் அல்லது மூளை இடும் கட்டளைகளை நியூரான்கள் சமிக்ஞைகளாக மாற்றி கட்டளைகளை இடது கையின் தசை நார்களுக்கு மோட்டார் நியூரான்கள் வழியாக அனுப்புகிறது. தசைநார்கள் சுருங்கி விரிந்து இடது கை இயங்கி உள்ளத்தின் கட்டளையை நிறைவு செய்கிறது. இது அவ்வளவும் கண்ணிமைக்கும் நேரத்தில் நடைபெற்றுவிடுகிறது. மூளையும் தண்டுவடமும் ஒரே நேரத்தில் சமிக்ஞைகளைப் பெற்று கட்டளைகளை பிறப்பிக்கின்றன. தண்டுவடம் இடும் கட்டளைகளை நாம் அனிச்சை செயல் (Reflexes) என்கிறோம். இந்த இரண்டு கட்டளைகளுக்கும் முரண்பாடு ஏற்பட்டால் மூளையின் கட்டளையே இறுதியாக ஏற்றுக் கொள்ளப்படும்.
தீங்குவிளைவிக்கும் வெப்பம் அல்லது அழுத்தம் போன்றவைகளை இரைச்சல் தூண்டுதல் (Noxious Stimuli) என்ற வகைப்பட்டவை. இவற்றை கடத்துபவை விசேடமான நரம்பிழைகள். இவை மிக மிக முக்கியமானவை. இரைச்சல் தூண்டல்கள் என்பவை உடனடி நடவடிக்கைகளை கோருபவை. அழுத்தம், வெப்பம், திரவ ஓட்டம், திரவ மட்டம் போன்ற பல்வேறு கூறளவுகளை உணர்ந்து வேதிவினைகளை கட்டுப்படுத்தி குறிப்பிட்ட வேதிப்பொருளை உற்பத்தி செய்யும் நோக்கத்தில் இயங்கும் ஒரு வேதியல் தொழிற்சாலையில்ஒரு குறிப்பிட்டகூறளவு ஒரு எல்லையைக் கடந்தால் இயக்குபவருக்கு எச்சரிக்கை சமிக்ஞை (Warning) கொடுக்க வேண்டும். அது மேலும் தொடர்ந்து மாறி ஆபத்து நிலையை அடையும் போது இயக்கத்தை நிறுத்தக் கோரும் எச்சரிக்கையை (Alarm) செய்ய வேண்டும். இரைச்சல் தூண்டுதல்கள் அவசர எச்சரிக்கைகளைக் கொடுப்பவை. வலிகள் இரைச்சல் தூண்டுதல் வகையைச் சேர்ந்தவை.
இப்படியாக உடலின் இயக்கமானது அது இயங்கும் சுற்றுச் சூழலை உன்னிப்பாக உணர்ந்து அதற்கேற்றாற் போல் தகவமைத்துக் கொள்ளும் ஆற்றலை உள்ளடக்கியதாக இருக்கிறது. இதற்கு முக்கியமான ஆரம்பகட்ட உணர்தல் செயல் என்பதை நாம் வலியுறுத்திச் சொல்ல வேண்டிய அவசியமில்லை. இந்த ஆரம்பகட்ட உணர்தலுக்கு முக்கியமானது உடலில் பண்புபெயர்ப்பியாக (Transducer) செயல்படும் அமைப்புமுறையைப் பற்றிய சரியான புரிதல்தான். வெப்பம், குளிர்ச்சி, அழுத்தம் போன்ற கூறளவுகளை (Parameters) உடற்கூறு ரீதியாக உணரும் ஏற்பிகளானவை அவற்றை மின்சமிக்ஞைகளாக மாற்றும், பண்பு பெயர்ப்பிகளாக செயல்படுகின்றன. இந்த நுண்ணிய மின்சமிக்ஞைகள்தான் நரம்பிழைகள் மூலம் மூளைக்குச் செல்கிறது. ஆக, நமது மேல்தோலில் உள்ள ஏற்பிகள் எவ்வாறு பண்பு பெயர்ப்பியாக செயல்படுகின்றன? இக்கேள்விக்கான விடையைத்தான் இந்த ஆண்டின் மருத்துவத்திற்கான நோபல்பரிசு கண்டுபிடிப்புகள் கொடுக்கின்றன.
சிக்கலான விஷயத்திற்கு நீண்டகாலம் விடைதேடிக்கொண்டிருக்கும்போது யாரேனும் ஒருவர் ஏதாவது ஒரு அம்சத்தில் ஒரு வித்தியாசமான அணுகுமுறையை கையாள்வதன் மூலமே தேடுதல் நடவடிக்கையில் உடைப்பு ஏற்பட்டு முன்னேற்றம் நடக்கிறது. நெருப்பானது ஏற்பிகளை எரித்துவிடுமே. ஏற்பிகள் நெருப்பால் ஏற்படும் எரிச்சலை நுண்ணிய மின்சமிக்ஞையாக பிறகு எப்படி மாற்றமுடியும்? இப்படித்தான் ஆய்வாளர்கள் முட்டி மோதிக் கொண்டிருந்தார்கள்.
இதற்கிடையில் வெப்பம் ஏற்படுத்தும் எரிச்சலும், மிளகாய்ப்பொடி ஏற்படுத்தும் எரிச்சலும் ஒரே வகையைச் சார்ந்திருக்குமோ என்ற ஐயம் எழுந்து,ஆய்வாளர்கள் மத்தியில் எழுந்தது. மிளகாயை கடித்தால் மண்டையில் வியர்ப்பது போன்ற உணர்வு, சூடு ஏறுவது என்ற உணர்வு, உதட்டில் எரிச்சல் ஏற்படுவது போன்றவைகளுக்கான காரணம் என்ன என்று 1950களில் ஆய்வு நடத்தப்பட்டது. மிளகாயின் மூலக்கூறுகளை ஆய்வு செய்தபோதுஅதிலுள்ள கெப்ஸைஸின் (Capsaicin) என்ற மூலக்கூறுதான் இந்த விஷயங்களுக்குக் காரணம் என்று கண்டறியப்பட்டது. அதற்கடுத்த பத்தாண்டுகளில் உணர்வு நரம்பிழைகளை தூண்டும் ஆற்றல் கெப்ஸைஸின் மூலக்கூறுக்கு இருக்கிறது என்று கண்டறியப்பட்டது. அத்துடன் இந்த தூண்டுதலானது நரம்பிழைகளில் உள்ள அயனிப்பாதைகளில் தேவையில்லாத வெப்பத்தை உண்டாக்குகிறது என்றும் கண்டறியப்பட்டது. எனினும் வெப்பத்தை சமிக்ஞைகளாக மாற்றும் பண்புப் பெயர்ப்பிகள் இந்த அயனிப் பாதைகளா அல்லது வேறு ஏதேனும் உடற்கூறு அம்சமா என்பது தெளிவாகத் தெரியவில்லை.
கடந்த ஐம்பது ஆண்டுகளில் மரபணு ஆய்வுகளில் தாவிப்பாய்ச்சல் முன்னேற்றம் ஏற்பட்டு மனித மரபணுக்கள் அத்தனையும் 2000ம் ஆண்டில் தொகுக்கப்பட்டுவிட்டது. மரபணுக்கள் (Gene) நமது செல்லுக்குள் சுருட்டி வைக்கப்பட்டிருக்கும் டிஎன்ஏவின் (DNA)இணைப்புச் சங்கிலிகள். குறிப்பிட்ட நீளமுள்ள டிஎன்ஏவை ஒரு குரோமோசோம் (Chromosome) என்றழைக்கிறோம். மனித செல்லுக்குள் 23 ஜோடி குரோமோசோம்கள் உள்ளன அதாவது 46 குரோமோசோம்கள் உள்ளன. ஒவ்வொரு மரபணுவும் உடலின் ஒவ்வொரு செயலையும் உறுப்புகளின் பண்புகளையும் தீர்மானிப்பவை. எதிரெதிர் திசையில் சுழன்று செல்லும் நூலிழை போன்ற அமைப்பே டிஎன்ஏயின் அமைப்பாகும்.டிஎன்ஏக்கு மூன்று முக்கியப் பணிகள் உள்ளன. ஒன்று, தன்னுருவாக்கப் பணி. இரண்டு, செல்பிரிதலின் போது புதிய செல்களை உருவாக்குவது. மூன்றவது, மூன்றாவது நமது உடலுக்குத் தேவையான புரோட்டீன்களைத் தயாரிப்பது. புரோட்டின்கள்தான் தசைகளாவும் திசுக்களாகவும் செயல்படுகின்றன அவை உணர்விகளாகவும் செயல்படுகின்றன.தசைகளின் இயக்கம், ஒளியை உணர்தல், தொடு உணர்ச்சி, வெப்பம் குளிர்ச்சி ஆகியவற்றை உணர்தல் போன்றவற்றிற்கு புரோட்டீன்களே காரணம். எனவே, செல்களுக்குள் உள்ள குரோமோசோம்களை,அதாவது டிஎன்ஏவை நாம் உடலமைப்பின் வரைபடம் எனலாம். குறிப்பிட்ட மரபணு குறிப்பிட்ட புரோட்டீனை உற்பத்தி செய்ய வேண்டிய செயல்முறையை (Receipe) தாங்கி நிற்கும். பொதுவாக மரபணுவின் பெயரே அது குறிப்பிட்ட செயல்முறையில் தயாரிக்கப்படும் புரோட்டீனின் பெயராகும். எப்படி தந்தையின் பெயரை மகனுக்குச் சூட்டுகிறோமோ அதுபோலத்தான் இதுவும். எல்லா செல்களிலும் எல்லா மரபணுக்களும் இருக்கும். எனினும், குறிப்பிட்ட பணியைச் செய்யும் செல்லில், குறிப்பிட்ட மரபணு மட்டும்தான் செயலூக்கமுள்ளதாக இருக்கும் மற்றவை அடங்கிக் கிடக்கும். உதாரணத்திற்கு மூக்கிலுள்ள செல்லில் வாசனையை உணரும் மரபணுவே செயலூக்கம் மிக்கது. வாசனை உணரும் ஆற்றல் உள்ள புரோட்டீன் தயாரிப்புக்கு இந்த மரபணு காரணமாகிறது. இதே மரபணுவானது நாக்கில் உள்ள செல்லில் செயலற்று அடங்கிக் கிடக்கும்.மனித மரபணுக்கள் 20,000-25,000 இருக்கிறது. ஒவ்வொன்றுக்கும் ஒரு பெயர் வைக்கப்பட்டுவிட்டது. பொதுவாக இப்பெயர்கள் எண்களும் எழுத்துகளும் சேர்ந்த சிறிய ஒற்றைச் சொல்.
வெப்பத்தை உணர்தல் என்ற புதிர் தீர்க்கப்பட்டது
மரபணுத் தொகுப்பு பணிகள் நடைபெற்றுக் கொண்டிருக்கையில் நமது உடலின் ஒவ்வொரு உணர்தல் செயல்பாட்டிற்கும், குறிப்பிட்ட மரபணுவே பொறுப்பு என்ற முடிவுக்கு 1990களிலேயே அறிவியலாளர்கள் வந்து சேர்ந்துவிட்டனர். எனவே வெப்பத்தை சமிக்ஞைகளாக மாற்றுவது நரம்பிழையின் அயனிப்பாதைகளா அல்லது மேல் தோலில் உள்ள வேறு ஏதேனும் ஏற்பிகளா என்ற கேள்விக்கு விடைகான டேவிட் ஜூலியஸ் கெப்ஸைஸின் என்ற மூலக்கூறுடன் இணையும் ஏற்பிகள் ஏதேனும் இருக்கிறதா என்று ஆய்வின் கவனத்தை திருப்பினார்.
அத்துடன், கெப்ஸைஸின் என்ற மூலக்கூறின் உடற்கூறியல் வினை பற்றி அறிந்தால் வலியை தாங்கிச் செல்லும் சமிக்ஞைகள் பற்றிய அறியமுடியும் என்று நம்பினார். ஆய்வைத் தொடர ஒரு அனுமானத்தை செய்தார். மனித மரபணுக்களில் ஏதேனும் ஒரு மரபணு உண்டாக்கும் புரோட்டீன்தான் இந்த கெப்ஸைஸினுடன் வினைபுரிகிறது என்பதே அந்த அனுமானம். கிட்டத்தட்ட 20,000 – 25,000மனித மரபணுக்கள் இருக்கின்றனவே இதில் எது உருவாக்கும் புரோட்டீன் கெப்ஸைஸினுடன் வினைபுரிகிறது என்று எவ்வாறு கண்டறிவது? நீண்ட பெரிய முயற்சி இது. அவரும் அவருடன் பணிபுரிந்து வந்த மைக்கேல் ஜே கேட்டரினா என்பவரும் இணைந்து கெப்ஸைஸினுடன் வினைபுரியும் சாத்தியமுள்ள மரபணுக்களின் தொகுப்பு ஒன்றை உருவாக்குவது என்று முடிவுக்கு வந்தனர். பிறகு அந்த தொகுப்பிலுள்ள மரபணுக்கள் உண்டாக்கும் புரோட்டீனை ஒவ்வொன்றாக கெப்ஸைஸின் மூலக்கூறுடன் பொருத்தி ஆய்வு செய்து புதிரை விடுவிக்கலாம் என்று முடிவெடுத்தனர். உணர்வுகள் கட்டளைகள் போன்றவற்றை பரிசீலித்து செயல்படுத்தும் செல்களை நாம் நியூரான்கள் என்று அழைக்கிறோம். நியூரான்கள் என்பவை விசேடமான செல்கள். எனவே டேவிட் குழுவினர் தண்டுவடத்தில் இருக்கும் நியூரான்களை (rodent dorsal root ganglia) எடுத்து அவற்றிலுள்ள முக்கியமான மரபணுக்களின் பிரதிகளை (cDNA) எடுத்து சேகரிக்கத் துவங்கினர். ஒரு நீண்ட நெடிய பயணத்திற்குப் பின் கள்ளன் அகப்பட்டான். ஆம் அவர்கள் தேடிய மரபணுவை அடையாளம் கண்டுவிட்டனர். இந்த மரபணு தயாரிக்கும் புரோட்டீனானது தற்காலிகமாக எதிரயனிப் பாதையை அமைக்கும் ஆற்றலுள்ள ஏற்பிகளின் குடும்பத்தைச் சார்ந்தது. (Transient Receptor Potential (TRP) Cation Channels).
இவ்வகை எதிரயனிப்பாதை (Cation Channel) உருவாக்கும் ஏற்பிகளை வானிலாய்ட் ஏற்பிகள் என்றழைப்பார்கள். எனவே இதற்கு TRPV1 என்று பெயரிடப்பட்டது. TRPV1 ஏற்பிகள் பற்றிய குணாம்சங்கள் பற்றி இங்கே விளக்க வேண்டிய அவசியமில்லை. இத்துறையில் நிபுணத்துவம் பெறவிரும்புவர்கள் தெரிந்து கொள்ளட்டும். பொதுவான புரிதலுக்காக நாம் இத்துடன் நிறுத்திக் கொள்வோம். பின்னாளில் நடைபெற்ற ஆய்வுக்கூட ஆய்வு முடிவுகளும் அதையொட்டிய பல விஷயங்களும் TRPV1 என்ற புரோட்டீனைத் தாங்கி நிற்கும் ஏற்பிகளேவெப்பம் உண்டாக்கும் எரிச்சல் என்ற உணர்வை நரம்பிழைகளில் அயனிப்பாதையை உண்டாக்கி நுண்ணிய மின்சமிக்ஞைகளாக மாற்றும் பண்புபெயர்ப்பிகள் என்ற முடிவை உறுதி செய்தன. அருகிலுள்ள படங்கள் இதிலுள்ள ஆழமான விஷயங்களை சற்று எளிதாக்குகின்றன. TRPV1 கண்டுபிடிப்பானது ஒரு உடைப்பை ஏற்படுத்திய கண்டுபிடிப்பாகும். இதனைத் தொடர்ந்து குளிர்ச்சியை உணரும் புரோட்டீன் TRPM8 கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. TRPV1ஐ கண்டுபிடிக்க எப்படி கெப்ஸைஸின் உதவியதோ, குளிர்ச்சி அறியும் மரபணுவான TRPM8 கண்டுபிடிக்க மென்தால் (Menthol) என்ற வேதிப்பொருள் உதவியது. மிளகாய்ப்பொடி எரிச்சலை ஏற்படுத்துவதுபோல், மென்தாலைத் தொட்டால் குளிர்ச்சி உணர்வு ஏற்படும். பெப்பர்மின்டில் மென்தால் உள்ளது. அதை சுவைக்கும்போது நாம் குளிர்ச்சியை உணர்வதை நினைவுபடுத்திக் கொள்ளுங்கள். தொடர்ச்சியாக நடைபெற்ற ஆய்வுகளின் விளைவாக வெப்ப உணர்வில் செயல்படும் பண்புபெயர்ப்பிகள் அனைத்தும் TRP குடும்பமாக அடையாளப்படுத்தப்பட்டுவிட்டன. TRPV1, TRPA1, TRPM2, TRPM8 போன்ற முக்கியமான மரபணுக்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டு அவைகளின் குணாம்சங்கள் வரையறுக்கப்பட்டு ஆய்வுக் கூடத்தில் நிறுவப்பட்டுவிட்டன. இதன் மூலம் வலிஉணர்வின் ரகசியங்கள் அனைத்தும் கட்டுடைக்கப்பட்டுவிட்டன.
அழுத்தத்தை உணர்தல் என்ற புதிருக்கான தீர்வும் எட்டப்பட்டது
தொடுதல், கிள்ளுதல், குத்துதல், அடித்தல் உட்பட அனைத்தையும் உணருவது இயந்திர அழுத்த உணர்வாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. வெப்பத்தை உணரும் ஏற்பிகள் இருப்பது போது அழுத்தத்தை உணரும் ஏற்பிகளும் இருக்கின்றன. இந்த ஏற்பிகளில் உள்ள குறிப்பிட்ட புரோட்டீன்கள் அழுத்தத்தை நுண்ணிய மின்சமிக்ஞைகளாக மாற்றும் பண்புப்பெயர்ப்பிகளாக இருக்கின்றன. இத்தகைய புரோட்டீன்களை அடையாளம் காணும் வேட்டையில் வெற்றிபெற்றவரான ஆர்டெம் பாடாபௌடியனுக்கு இந்த ஆண்டு மருத்துவத்திற்கான நோபல் பரிசின் அடுத்தபாதி பகிர்ந்தளிக்கப்படுகிறது.
இயற்பியலில் அழுத்தத்தை மின்சாரமாக மாற்றும் நிகழ்வுப் போக்கிற்கு அழுத்த-மின் விளைவு (Piezo Electric Effect) என்று குறிப்பிடுவார்கள். செல்களுக்குள்ளும் அழுத்தத்தை நுண்ணிய மின்சமிக்ஞைகளாக மாற்றும் ஆற்றல் உள்ளவைகள் இருப்பதால்தான் அழுத்த உணர்வுகள் நுண்ணிய மின்சமிக்ஞைகளாக மாற்றப்படுகின்றன.தவளையின் காதுக்குள் ஒலி நுழையும் பாதைக்குள் உள்ள முடியில் உள்ள செல்லானது அழுத்த உணர்வை தூண்டுதலுக்கு காரணமாகிறது என்பது 40 ஆண்டுகளுக்கு முன்பே அறியப்பட்டது. முதுகெலும்புள்ள பிராணிகளின் முதுகெலும்பு தண்டில் உள்ள செல்களில் உள்ள நியூரான்களில் இது இருக்கும் என்று ஆய்வு நடத்தப்பட்டது. லேசாகத் தொட்டவுடன் துடிக்கும் மிக்சிறிய புழுக்களில் தொடுஉணர்வு பிரதானமாக இருக்கும் என்று Caenorhabditis elegans என்ற ஒருவகை புழுவை ஆய்வு செய்தார்கள். குறிப்பாக சிறிய உயரினங்களில் நரம்பியல் ஆய்வுகள் செய்வது எளிது ஏனென்றால் அவைகளிடம் உள்ள நியூரான்கள் எண்ணிக்கை மனிதர்கள் போல் பல்லாயிரம் கோடிகளில் இருக்காது. இதேபோல் Drosophila melanogaster என்ற பழ ஈக்களிடமும் ஆய்வு நடத்தப்பட்டது, இவைகளில் ஏதேனும் செல்கள் கண்டறியப்பட்டால் அதுபோன்று இதர முதுகெலும்புள்ள பிராணிகளில் இருக்கிறதா என்று ஆய்வு நடத்தலாம் என்பதால்தான் இது நடந்தது. இதுபோல் தொடுதலுக்கு வெடுக்கென எதிர்வினையாற்றும் சில பாலூட்டிகளிடமும் ஆய்வுகள் நடைபெற்றன. எதிலும் முன்னேற்றமில்லை.
ஆக இதுபோன்ற செல்களை அறிந்து அதிலுள்ள மரபணுவை அறிந்துகொள்வது என்பது வைக்கோல் போரில் ஊசியைச் தேடுவதற்கு ஒப்பாகும். வெப்பஉணர்வு ஏற்பிகளிலுள்ள புரோட்டீனை கண்டுபிடிக்க தண்டுவட நியூரான்களை மட்டும் எடுத்து பரிசோதித்தது போல் இதிலும் அதுபோன்ற அணுகுமுறை வேண்டும். எனவே தேடுதலில் வெற்றிபெற சாத்தியமுள்ள வகைகளை மட்டும் அடையாளப்படுத்தி அதற்குள் தேடுதல் தொடர்ந்தால் குறிப்பிட்ட காலத்திற்குள் தேடுதல் பணியை முடிக்கலாம் என்று பாடாபௌடியன் முடிவு செய்தார். இயந்திர விசையால் நுண்ணிய மின்தூண்டல் நடைபெறும் பிளாஸ்மா ஜவ்வுகளில் உள்ள Neuro2A என்ற வகை செல்களை இவர் ஆய்வுக்காக தெரிவு செய்தார். இவற்றில் குறிப்பிட்ட 72 மரபணுக்களை பிரித்தெடுத்து ஆய்வுகளை தொடர்ந்தார். இவையனைத்தும் அயனிப்பாதையை உண்டாக்கும் புரோட்டீன்களை படைப்பவை. ஒவ்வொன்றாக ஆய்வுசெய்து வருகையில் அவர் தேடிய மரபணுவைக் கண்டடைந்தார். அது FAM38A என்ற மரபணுவாகும். இதற்கு PIEZO1 என்று மறுபெயரிட்டு அழைத்தார். மனிதக் கருநிலையில் உருவாகும் சிறுநீரகத்தில் உள்ள ஜவ்வுகளின் செல்கள் (HEK-293 அழுத்தத்திற்கு எதிர்வினையாற்றுகின்றன. இவை அழுத்தத்தால் அதிகளவில் மின்தூண்டல் பெறுகின்றன. இவற்றில் PIEZO1 புரோட்டீன்கள் இருப்பதால் இப்படி வித்தியாசமான எதிர்வினைகளை வருகின்றன என்பதை அறிந்தார். அவருடைய தேடலின் முதல் படியாக PIEZO1 அமைந்தது. இதன் குணாம்சத்தை ஆய்வு செய்து வரையறுத்தபின் இதே குணாம்சமுள்ள மரபணுக்கள் தண்டுவட நியூரான்களில் உள்ளனவா என்று ஆய்வு செய்தார். இதில் அவர் PIEZO2 என்ற மரபணுவை கண்டறிந்தார். PIEZO2 பற்றிய ஆய்வுகளைத் தொடர்ந்தார்.மேல்தோலின் அடுத்த அடுக்கில் உள்ள மெர்க்கல் செல்லானது (Merkel Cell) தொடுதலுக்கு எதிர்வினையாற்றும் தூண்டல் பெறுகிறதென்றும், இது தொடுதலின் போது PIEZO2 உண்டாக்கும் புரோட்டீன் தூண்டும் அளவிற்கு இருக்கின்றன என்பதை பாடாபௌடியன் ஆய்வின் வாயிலாக2014ம் ஆண்டில் நிறுவினார். இறுதியில் PIEZO2 என்ற புரோட்டீனே அழுத்த உணர்வை நுண்ணிய மின்சமிக்ஞைகளாக மாற்றும் பண்புப் பெயர்ப்பிகளில் உள்ளன என்றும் அறிவித்தார். அழுத்தத்தை உணர்தலை மூலக்கூறு மட்டத்தில் என்ன நடக்கிறது என்பதை அறிந்ததால் மேலும் பல ஆராய்ச்சிகள் தொடருவதற்கு இது வித்திட்டது. எனவே உடைப்பு ஏற்படுத்திய இந்தக் கண்டுபிடிப்பானது நரம்பியல் அறிவியலில் ஒரு புரட்சியை ஏற்படுத்திய கண்டுபிடிப்பாகும்.
இந்த ஆண்டின் நோபல் பரிசு
TRPV1, TRPM8, PIEZO புரோட்டீன்களில் அயனிப்பாதைகள் திறக்கப்படுகின்றன என்ற 
இக்கட்டுரையானது நோபல் பரிசு இணையதளத்தில் பிரசுரிக்கப்பட்ட கட்டுரையின் அசல் மொழியாக்கம் அல்ல, அதன் தழுவலாகும். இதில் பிழைகள் இருப்பின் இணைப்ச் சொடுக்கினால் வரும் மூலக்கட்டுரையை வாசிக்க வேண்டும். https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2021/advanced-information/
No Comments
