बेहद उम्रदराज़ बोहेड व्हेल से जीवन के सबक
एक ऐसा जीन जिसने बोहेड व्हेल को आर्कटिक के बर्फीले पानी में जीवित रहना सिखाया, उसने उन्हें असाधारण लंबी उम्र भी दे दी। क्या यह जीन बढ़ती उम्र के इंसानों को भी अधिक मजबूत और सेहतमंद बनाने में मदद कर सकता है?
अलास्का के इनुपियात (Inupiat) आदिवासी पिछले 1,000 से अधिक वर्षों से आर्कटिक महासागर में ‘बोहेड व्हेल’ (Bowhead Whales) का शिकार करते आ रहे हैं। सदियों के इस अनुभव से वे धरती के इस सबसे लंबे समय तक जीवित रहने वाले स्तनधारी जीव की लंबी उम्र को अच्छी तरह समझने लगे। शिकारियों की कई पीढ़ियाँ समुद्र में एक ही व्हेल को पहचान सकती थीं। इनुपियात कप्तानों ने शोधकर्ताओं को बताया है कि एक बोहेड व्हेल का जीवनकाल इंसानों की दो पीढ़ियों (ज़िंदगियों) के बराबर होता है।
वैज्ञानिकों का अब मानना है कि ये व्हेलें इससे भी कहीं ज़्यादा जी सकती हैं। 1900 के दशक के उत्तरार्ध (late 1900s) में पकड़ी गई कुछ व्हेल की चर्बी में पुराने हार्पून (व्हेल का शिकार करने वाले भाले) के नुकीले हिस्से धँसे मिले, जो 1800 के दशक के मध्य के थे। बोहेड व्हेल की आँखों, कानों और अंडों में समय के साथ होने वाले आणविक नुकसान (molecular damage) को मापकर, शोधकर्ताओं ने अनुमान लगाया है कि ये व्हेल 268 वर्ष तक जीवित रह सकती हैं।
बुधवार को ‘नेचर’ (Nature) पत्रिका में प्रकाशित एक अध्ययन इस बात का सुराग देता है कि ये जीव इतने लंबे समय तक कैसे जीवित रह पाते हैं: ये अपने क्षतिग्रस्त डीएनए (DNA) की मरम्मत करने में असाधारण रूप से माहिर होते हैं।
उम्र बढ़ाने वाले प्रोटीन की खोज
यह नया अध्ययन वेरा गोर्बुनोवा (Vera Gorbunova) और आंद्रेई सेलुआनोव (Andrei Seluanov) के नेतृत्व में किया गया है। यह वैज्ञानिक पति-पत्नी रोचेस्टर विश्वविद्यालय में काम करते हैं और बोहेड व्हेल के साथ-साथ चमगादड़, बीवर और नेकेड मोल रैट (बिना बालों वाले चूहे) जैसे लंबी उम्र वाले स्तनधारियों का अध्ययन करते हैं। वे और उनके सहयोगी जीवों की उम्र बढ़ाने वाले कई आणविक बदलावों (molecular adaptations) का पता लगा रहे हैं। शोध से पता चलता है कि इन प्रजातियों की उम्र कुछ खास प्रोटीनों के स्तर में बढ़ोतरी और अन्य प्रोटीनों के साथ उनके काम करने के सटीक तरीकों के कारण बढ़ रही है।
डॉ. सेलुआनोव ने कहा, “हम यहाँ किसी नए जीन की बात नहीं कर रहे हैं।” इस खोज से यह संभावना जागती है कि इंसानों में भी इसी तरह के बदलाव करके हमारी स्वस्थ जीवन अवधि को बढ़ाया जा सकता है। डॉ. सेलुआनोव ने आगे कहा, “हमें बस अपने सिस्टम में थोड़ा सा बदलाव करने की ज़रूरत है ताकि यह नेकेड मोल रैट या बोहेड व्हेल में पाए जाने वाले सिस्टम जैसा दिखने लगे।”
विशाल शरीर और कैंसर का खतरा
वह और डॉ. गोर्बुनोवा लंबे समय से बोहेड व्हेल से आकर्षित रहे हैं—न केवल उनकी लंबी उम्र के कारण, बल्कि उनके विशाल आकार के कारण भी। एक बोहेड व्हेल का वजन 88 टन से अधिक हो सकता है, जो लगभग कचरा उठाने वाले तीन बड़े ट्रकों के बराबर है।
बोहेड व्हेल के एक अकेले अंडे से इतने विशाल शरीर को बनने के लिए कोशिकाओं को अनगिनत बार विभाजित (multiply) होना पड़ता है। हर बार जब ऐसा होता है, तो जोखिम होता है कि किसी कोशिका में कोई खतरनाक म्यूटेशन (उत्परिवर्तन) हो जाए, जो कैंसर को जन्म दे सकता है।
डॉ. गोर्बुनोवा ने कहा, “वे आकार में इतने बड़े हैं कि उन्हें किसी न किसी तरह से सुरक्षित होना ही होगा, क्योंकि सांख्यिकीय रूप से (statistically) उनके कैंसर से पीड़ित होने की संभावना बहुत अधिक होती है।”
सभी जीवों के पास कैंसर से बचाव के कुछ तरीके होते हैं। एक आम रणनीति यह है कि कोशिकाएँ खुद के बढ़ने की निगरानी करती हैं। यदि कोई कोशिका नियंत्रण से बाहर होकर विभाजित होने लगती है, तो वह खुद को नष्ट कर सकती है। वैज्ञानिक लंबे समय से सोच रहे थे कि क्या बड़े जीव, जो बड़े जोखिम का सामना करते हैं, ने बेहतर सुरक्षा तंत्र विकसित किया है।
2015 में, शोधकर्ताओं को इस बात के सबूत मिले: हाथियों के पास p53 नामक कैंसर को दबाने वाले जीन की अतिरिक्त प्रतियां (extra copies) होती हैं। यह सुरक्षा तंत्र हाथियों की खतरनाक कोशिकाओं को खुद को नष्ट करने के लिए प्रेरित करके उन्हें खत्म करने में मदद करता है.
अलास्का से रोचेस्टर तक का सफर
डॉ. गोर्बुनोवा और डॉ. सेलुआनोव यह जानना चाहते थे कि क्या बोहेड व्हेल ने भी स्वतंत्र रूप से ऐसा ही सुरक्षा तंत्र विकसित किया है। इसका पता लगाने के लिए, उन्हें कुछ ऐसा करना था जो पहले कभी नहीं किया गया था: जीवित बोहेड कोशिकाओं पर प्रयोग।
जो वैज्ञानिक बोहेड व्हेल के ऊतकों (tissues) का अध्ययन करना चाहते हैं, उन्हें अलास्का के ‘नॉर्थ स्लोप’ की लंबी यात्रा करनी पड़ती है, जहाँ इनुपियात शिकारी दल अभी भी अपने समुदायों का पेट भरने के लिए बोहेड का शिकार करते हैं। वैज्ञानिक व्हेल के ऊतकों के टुकड़े अपनी प्रयोगशालाओं में ले जाने की अनुमति मांग सकते हैं। घर की यात्रा के लिए ऊतक तैयार करने के लिए, वैज्ञानिक आमतौर पर अपने नमूनों को फ्रीज (बर्फ में जमा) कर देते हैं।
लेकिन रोचेस्टर के शोधकर्ताओं के लिए यह कोई विकल्प नहीं था। डॉ. सेलुआनोव ने कहा, “अगर आप उन्हें फ्रीज कर देते हैं, तो खेल खत्म। कोशिकाएं मर जाती हैं।”
इसलिए उन्होंने अपने छात्रों को अलास्का भेजा ताकि वे इनुपियात शिकारियों द्वारा किसी जीव को किनारे पर लाने का इंतज़ार कर सकें। एक व्हेल शिकारी कप्तान ने उन्हें बोहेड की त्वचा और फेफड़ों के टुकड़े लेने की अनुमति दी। ऊतकों को फ्रीज करने के बजाय, छात्रों ने उन्हें एक कूलर में बर्फ में पैक किया और जितनी जल्दी हो सके रोचेस्टर के लिए उड़ान भरी।
उनकी राहत की बात यह रही कि कोशिकाएँ जीवित बच गईं। शोधकर्ताओं ने बोहेड कोशिकाओं की आबादी बढ़ाई और फिर प्रयोग शुरू किए, जैसे कि कोशिकाओं पर पराबैंगनी (UV) प्रकाश की बौछार करना, यह देखने के लिए कि क्या इस नुकसान के कारण कोशिकाएँ कैंसरग्रस्त हो जाती हैं।
अद्भुत डीएनए मरम्मत क्षमता
बोहेड कोशिकाएँ बेहद मजबूत साबित हुईं, लेकिन हाथियों की कोशिकाओं की तरह नहीं। जब वे क्षतिग्रस्त होती हैं, तो वे बड़े पैमाने पर खुद को नष्ट नहीं करतीं; इसके बजाय, वे नुकसान को इकट्ठा होने से रोकती हैं।
जब अल्ट्रावायलेट (UV) प्रकाश डीएनए के एक टुकड़े से टकराता है, तो यह इसे दो भागों में तोड़ सकता है। कोशिकाएँ टूटे हुए सिरों को वापस आपस में जोड़ सकती हैं, लेकिन कभी-कभी वे इस प्रक्रिया में गलतियाँ (mutations) कर देती हैं। लेकिन बोहेड की कोशिकाएँ अपने डीएनए को आश्चर्यजनक रूप से तेज़ गति से जोड़ती हैं, और वे इसे अन्य प्रजातियों की तुलना में कहीं अधिक सटीक रूप से करती हैं। इसके बाद वैज्ञानिकों ने उन अणुओं की खोज शुरू की जिनका उपयोग बोहेड अपने डीएनए की मरम्मत के लिए करते हैं।
यह खोज टीम के लिए एक आश्चर्य की तरह आई, क्योंकि वे एक अलग अध्ययन में यह समझने की कोशिश कर रहे थे कि ये कोशिकाएँ व्हेल को आर्कटिक महासागर के बर्फीले पानी में ढलने में कैसे मदद करती हैं। (बोहेड व्हेल की एकमात्र ऐसी प्रजाति है जो पूरा साल उन ठंडे पानी में बिताती है।)
जैसा कि पता चला, बोहेड व्हेल की कोशिकाएँ CIRBP नामक प्रोटीन की भारी मात्रा का उत्पादन करती हैं। इसका काम उन अन्य प्रोटीनों के उत्पादन को तेज़ करना है जो ठंड के कारण कोशिकाओं को होने वाले नुकसान से बचाते हैं।
डॉ. गोर्बुनोवा और डॉ. सेलुआनोव ने व्हेल के डीएनए के आसपास भी बहुत सारे CIRBP को तैरते हुए देखा। उन्हें 2018 में प्रकाशित एक अकेला अध्ययन मिला, जिसमें सुझाव दिया गया था कि CIRBP डीएनए की मरम्मत में भी मदद कर सकता है। वास्तव में, जब डॉ. गोर्बुनोवा और डॉ. सेलुआनोव ने बोहेड के CIRBP जीन को मानवीय कोशिकाओं में डाला, तो उन कोशिकाओं में डीएनए की मरम्मत की दर दोगुनी हो गई।
इंसानी भविष्य के लिए एक उम्मीद
यह डीएनए को ठीक करने वाला प्रोटीन, और इसे बनाने वाला जीन, बोहेड की लंबी उम्र की कुंजी प्रतीत होता है। किसी जीव के जीवनकाल में, क्षतिग्रस्त डीएनए उसके पूरे शरीर में जमा हो जाता है, जिससे केवल कैंसर ही नहीं, बल्कि कई अन्य बीमारियाँ भी होती हैं। जब वैज्ञानिकों ने बोहेड के CIRBP जीन को फल मक्खियों (fruit flies) में डाला, तो वे मक्खियाँ सामान्य कीट जीन वाली मक्खियों की तुलना में अधिक समय तक जीवित रहीं।
यह नया अध्ययन इस बात का सुराग देता है कि बोहेड व्हेल अन्य बड़ी व्हेल की तुलना में भी इतने लंबे समय तक क्यों जीवित रहती हैं। CIRBP की भारी आपूर्ति ने बोहेड को ठंडे आर्कटिक महासागर में खुद को ढालने में मदद की होगी; और इसी प्रक्रिया में, यह कैंसर से लड़ने और उनकी उम्र बढ़ाने में भी मददगार साबित हुआ।
तेजी से बढ़ रहे शोध दर्शाते हैं कि लंबी उम्र वाली प्रजातियों ने कई अलग-अलग रणनीतियाँ विकसित की हैं जो उनके जीवनकाल को बढ़ाती हैं। डॉ. गोर्बुनोवा और डॉ. सेलुआनोव के एक पूर्व छात्र ज़ीयॉन्ग माओ (Zhiyong Mao) ने एक ऐसी ही तरकीब का खुलासा किया है जिसका उपयोग नेकेड मोल रैट 30 से अधिक वर्षों तक जीवित रहने के लिए करते हैं—जो अन्य कृंतकों (rodents) की तुलना में बहुत अधिक है। डॉ. माओ, जो अब शंघाई की टोंगजी यूनिवर्सिटी में काम करते हैं, और उनके सहयोगियों ने पाया कि नेकेड मोल रैट cGAS नामक जीन की मदद से अपना जीवन बढ़ाते हैं।
यह जीन हमारे सहित कई प्रजातियों में पाया जाता है। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि यह कोशिकाओं पर हमला करने वाले रोगजनकों (pathogens) की आनुवंशिक सामग्री का पता लगाकर संक्रमण से लड़ने में हमारी मदद करता है। लेकिन नेकेड मोल रैट में, यह एक दूसरा काम बहुत अच्छी तरह से करने के लिए विकसित हुआ है: डीएनए को ठीक करना।
कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले के आनुवंशिकीविद् (geneticist) पीटर सुदमंत, जो इन नए अध्ययनों में शामिल नहीं थे, ने कहा कि इन निष्कर्षों ने हमारे अपने स्वास्थ्य को बेहतर बनाने के तरीके खोजने की संभावना बढ़ा दी है। उन्होंने कहा, “यह एक वास्तव में रोमांचक क्षेत्र है जो बहुत कम समय में बहुत आगे निकल आया है। प्रकृति एक सुंदर प्रयोग है जिससे हम नई दवाओं और उपचारों के लिए ये सभी शानदार सुराग प्राप्त कर सकते हैं।”
उदाहरण के लिए, यह संभव है कि हमारी अपनी कोशिकाओं में CIRBP को बढ़ाकर उन्हें बोहेड की तरह डीएनए को ठीक करने के योग्य बनाया जा सके, जिससे हम उम्र बढ़ने के साथ अधिक लचीले और मजबूत बन सकें। इस संभावना को तलाशने के लिए, डॉ. गोर्बुनोवा, डॉ. सेलुआनोव और उनके सहयोगियों ने कुछ चूहे तैयार किए हैं; जिनमें से कुछ में मानव CIRBP जीन है, जबकि अन्य में बोहेड संस्करण है। शोधकर्ताओं ने चूहों के डीएनए में इस तरह बदलाव किया है ताकि वे इन जीनों से अधिक CIRBP प्रोटीन बना सकें।
डॉ. गोर्बुनोवा ने मुस्कुराते हुए कहा, “वे तुरंत नहीं मरे, इसलिए कम से कम हम यह जानते हैं कि यह तुरंत नुकसानदेह नहीं है। लेकिन अब हमें उनकी लंबी उम्र को मापना होगा, यह देखने के लिए कि क्या इसमें कोई अप्रत्याशित समस्याएं तो नहीं हैं
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कैरोल ज़िम्मर ‘द टाइम्स’ के लिए विज्ञान से जुड़ी खबरें कवर करते हैं और ‘ओरिजिन’ कॉलम लिखते हैं।