सिंथेटिक जीवशास्त्र- भावी लोकोपयोगी तंत्रज्ञान

क्रेग व्हेंटन यांच्या पथकाने जीवाणूबाबत केलेल्या अभिनव प्रयोगांमुळे "सिंथेटिक जीवशास्त्र' ही नवीन शाखा पुढे आली आहे. यात जीवशास्त्र, अभियांत्रिकी आणि संगणकशास्त्राला मोठा वाव असून, यातून लोकोपयोगी रसायने व सेवा उपलब्ध होतील.

आपले वजन साठ किलोग्रॅम असेल, तर आपल्या शरीरात सुमारे साठ हजार अब्ज पेशी असतील, असा ढोबळ अंदाज एका संशोधकाने व्यक्त केलाय.
>> प्रत्येक पेशीमध्ये फुली (एक्‍स)च्या आकाराची 46 रंगगुणसूत्रे (क्रोमोसोम) असतात.
>> अपवाद, शरीरभर ऑक्‍सिजन पोचवणाऱ्या लाल रक्तपेशींचा. त्यांचे विभाजन होत नसते आणि त्यात एकही क्रोमोसोम नसतो.
>> जीवसृष्टीतील सजीवांच्या पेशीत रंगगुणसूत्रांचे प्रमाण वेगवेगळे आहे:
*चिलटात---- 8
*माकडात---- 42
*बटाट्यात--- 48
*कुत्र्यात -----78
*पेनिसिलिन बुरशीत--  4 रंगगुणसूत्रे 
* डबक्‍यात आढळणाऱ्या अमिबासारख्या एकपेशीय ऑक्‍झिट्रायका ट्रायफॉल्याक्‍समध्ये 15,600 रंगगुणसूत्रे आहेत.
* जपानमध्ये "पारीस जापोनिका' नावाचे दुर्मिळ फूल आहे. त्यात मानवाच्या 500 पट जास्त डीएनए आहे.
* मानवाच्या 46 रंगगुणसूत्रांमध्ये सुमारे एक लाख जनुके असतात. त्यातील प्रत्यक्ष कार्यकारी जनुके तेवीस हजार आहेत. मग उरलेल्या जनुकांचे प्रयोजन काय आहे, याची संशोधकांना निश्‍चित माहिती नाही.

कॅलिफोर्नियामध्ये "सिंथेटिक जीनॉमिक्‍स' प्रयोगशाळेचे क्रेग व्हेंटन यांनी या समस्येवर विचार केला. त्यांच्या पथकाने 2010 मध्ये मायकोप्लाझ्मा ("एम') मायकॉईड्‌स या जीवाणूची सर्व जनुके प्रयोगशाळेतील रसायने वापरून तयार केली. नंतर एम. कॅप्रिकॉलम्‌ या जीवाणूमधील सर्व जनुके बाहेर काढली आणि त्याजागी प्रयोगशाळेत तयार केलेली (सिंथेटिक, कृत्रिम) 901 जनुके स्थापित केली. या नवीन घडवलेल्या जीवाणूला त्यांनी "सिन- 1' (सिंथेटिक-1) नाव दिले. आश्‍चर्य म्हणजे या सिंथेटिक जीवाणूने एम. मायकॉईडस्‌सारखेच गुणधर्म दर्शवले. नंतर "सिन-1'मधील एक एक जनुके काढून त्याच्या वाढीवर काय परिणाम होतो, त्याचे निरीक्षण केले. अखेरीस किमान 473 जनुके असतील, तरच "सिन-1' वाढू शकतो आणि दर तीन तासांनंतर त्यांची संख्या दुप्पट होते. तथापि, 473 पैकी 149 जनुके काहीही कार्य करताना आढळली नाहीत. पण त्यांची उपस्थिती गरजेची असते. या सध्या सर्वात कमी जनुके धारण केलेल्या जीवाणूला "सिन-3' नाव दिले आहे. इतक्‍या मामुली "जेनेटिक इन्फॉर्मेशन'च्या साह्याने जगणाऱ्या आणि पुनरुत्पादनशील असणाऱ्या "सिन-3' संबंधीचे निष्कर्ष क्रेग व्हेंटर यांनी "सायन्स' (25 मार्च 2016) या नियतकालिकात प्रसिद्ध केले आहेत. या अभिनव प्रयोगांमुळे "सिंथेटिक बायोलॉजी' ही एक नवीन शाखा पुढे आली आहे. यामध्ये जीवशास्त्र, अभियांत्रिकी आणि संगणकशास्त्राला खूप वाव आहे. पुराणामध्ये शुक्राचार्यांना संजीवनी विद्या अवगत असल्याचे म्हटले आहे. इथे विज्ञानाला अजून तरी "सिंथेटिक जीव' निर्माण करता आलेला नाही. त्यासाठी त्यांना सुरवातीपासूनच जिवंत-सक्षम जीवाणू घेऊन त्यावर जैवतांत्रिक संस्कार करावे लागले. त्यानंतर "रोबोट'सारखा "यंत्र-जीवाणू' तयार झाला. याला "प्रोग्रॅम्ड सेल' (पेशी) असा शब्दप्रयोग वापरला जातोय. अशा पेशींमध्ये मर्यादित जनुके असल्यामुळे त्यांच्या वाढीसाठी खूप कमी ऊर्जा लागते.

जैवतंत्रज्ञानातील हा एक "ब्रेकथ्रू' आहे. यातून लोकोपयोगी रसायने आणि सेवा उपलब्ध होऊ शकतात. हिवतापावरील आर्टेमिसिनीन हे औषध आर्टिमिसिया अनुआ या वनस्पतीपासून तयार करतात. ही वनस्पती पूर्ण वाढण्यासाठी आठ महिने लागतात. नंतर त्याच्या पानांपासून औषध तयार होते. दुष्काळात ही वनस्पती नीट वाढत नाही. "यंत्र-जीवाणू'मार्फत आर्टेमिसिनीन पुरेशा प्रमाणात घडवता येईल. जनुके थेट आर्टेमिसिनीन बनवीत नाहीत. ते बनवण्यासाठी जी प्रथिनरूपी वितंचके लागतात, त्याची सांकेतिक माहिती विशिष्ट जनुकांकडे असते. वैद्यकशास्त्रामध्ये कर्करोगाची चिकित्सा लवकर झाली तर उपचारपद्धती लगेच सुरू करता येते. कर्करोगाची दूषित पेशी तत्काळ ओळखून तिचा शरीराच्या आतच नायनाट करणारा सुरक्षित "यंत्र-जीवाणू' बनवता येणे शक्‍य आहे.
रक्तातील साखर "नॉर्मल' ठेवण्यासाठी इन्शुलिनचे प्रमाण योग्य पातळीवर पाहिजे. कृत्रिम रीतीने बनवलेली "प्रोग्रॅम्ड' पेशी इन्शुलिनचे प्रमाण ओळखते. मग गरजेनुसार ते तयार करून रक्तात मिसळवून टाकते.

"बायोरेमेडिएशन' तंत्रामध्ये पर्यावरणातील किंवा एखाद्या कारखान्यातील अपायकारक रसायनांचे विघटन सूक्ष्मजीवजंतूंच्या साह्याने केले जाते. निसर्गत: हे काम संथगतीने चालते. पण विशेष कार्य करणारा कृत्रिम जीवाणू बनवण्यात यश आल्यास पाणी आणि मातीमधील विषारी रसायने, पॉलिमर, प्लॅस्टिक, जास्तीची कीटकनाशके आदी नष्ट करता येतील; किंवा निदान तेथील विषारीपणा कमी करता येईल. सेल्युलोजवर्गीय कर्बोदके सृष्टीत सर्वत्र पसरलेली आहेत. त्यांचे विघटन कृत्रिम जीवाणूंमार्फत करून त्यायोगे साखर किंवा अल्कोहोलसारखे जैवइंधन बनवता येईल. प्रदूषण करणाऱ्या रसायनांचा तत्काळ शोध घेणारे जीवाणू बनवून त्यांच्यापासून जैवसंवेदक (बायोसेन्सॉर) तयार करता येतील. भावी काळात अँटिबायोटिक्‍स, साखरेच्या शेकडोपट गोड स्वीटनर, व्हिटॅमिन्स आदी अधिक शुद्ध स्वरूपात बनवणारे "यंत्र-जीवाणू' घडवता येतील. "प्रोग्रॅम्ड' जीवाणूचा आराखडा डेटा-बेसच्या आधारे संशोधक आपल्या लॅपटॉपवर ठरवतील. हे सर्व लक्षात घेतले तर किमान जनुके "भरलेल्या' कृत्रिम सूक्ष्मजीवांमार्फत मानवी जीवन सुधारता येईल, असा विश्वास व्यक्त केला जातोय. पण, त्याच वेळी हे "सुलभ' तंत्र दहशतवाद्यांच्या हाती गेले, तर ते "यंत्र-जीवाणूं'चा दुष्कृत्ये करण्यासाठी वापर करू शकतात, अशी भीतीही व्यक्त करण्यात येत आहे.

संदर्भ: Sakal epaper