நோபல் விஞ்ஞானி வெங்கட்ராமன் ராமகிருஷ்ணனும் ரிபோசோம்களும்

2009ம் ஆண்டு வேதியல் துறைக்கான உலகின் மிக உயர்ந்த நோபல் பரிசைத் தட்டிச் சென்றிருப்பவர் சிதம்பரத்தைச் சேர்ந்த தமிழ் விஞ்ஞானியான வெங்கட்ராமன் ராமகிருஷ்ணன் (வயது 57) என்பது தமிழர்கள் அனைவருக்கும் பெருமகிழ்ச்சி அளிக்கும் ஒரு செய்தியாகும். ‘வெங்கி’ என்பது அவரது பெயரின் செல்லச் சுருக்கம்.

வெங்கியுடன் ரூபாய் ஏழுகோடி மதிப்பிலான இந்தப் பரிசுத் தொகை அமெரிக்காவைச் சேர்ந்த தாமஸ் ஸ்டெயிட்ஸ் (வயது 69) மற்றும் இஸ்ரேல் நாட்டைச் சேர்ந்த பெண்மணி அடாயோநாத் (வயது 70) ஆகிய மூவருக்கும் சமமாக பகிர்ந்தளிக்கப்படுகின்றது. ரிபோசோம் வேதிப்பொருளின் அமைப்பு முறைகள் மற்றும் செயல்பாடுகள் பற்றி இங்கிலாந்து கேம்பிரிட்ஜ் பல்கலைக் கழகத்தில், நுண்ணணு உயிரியல் ஆய்வகத்தில் (எம். ஆர். சி) இந்த மூவரும் கூட்டாக மேற்கொண்ட ஆராய்ச்சிக்காக இந்த நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டு உள்ளது..

தமிழ்நாட்டில் சிதம்பரத்தில் பிறந்த ராமகிருஷ்ணன், அமெரிக்க குடியுரிமை பெற்றவர். பள்ளிப்படிப்பை சிதம்பரத்திலும், பி.யூ.சி படிப்பை சிதம்பரம் அண்ணாமலைப் பல்கலைக்கழகத்திலும், குஜராத் மாநிலம் பரோடா நகரில் உள்ள மகாராஜா சாயாஜிராவ் பல்கலையில் பட்டப்படிப்பையும், முடித்தபின், அமெரிக்காவில் ஓஹியோ பல்கலையில் ஆராய்சிப்படிப்பை (Ph.D) முடித்து விட்டு கலிபோர்னியா பல்கலையில் பேராசிரியராகப் பணிபுரிந்தார்.

ரிபோசோம்கள் என்பது என்ன?

நமது உடலில் உள்ள திசுக்கள் யாவும் ஆயிரக்கணக்கான உயிரணுக்களால் (Cell) ஆனது. ஒவ்வொரு உயிரணுவிலும் சைட்டோபிளாசம் என்ற திரவம் பிளாஸ்மா என்ற மென்திரையால் பொதியப்பட்டுள்ளது.

சைட்டோபிளாசம் என்ற திரவத்தில் செல்லின் உட்கரு, ரிபோசோம், கால்கேபாடி, எண்டோ பிளாஸ்மிக் ரெட்டிகுலம் (EPR), சென்ட்ரியோல், அமினோ அமிலம், மைட்டோகான்றியா போன்ற ஏராளமான சமாச்சாரங்கள் மிதக்கின்றன.

செல்லின் உட்கருவில் மரபியல் தொடர்பான DNA, RNA என்ற நியூக்ளிக் அமிலங்களும், DNA யில் குரோமசோம் தொகுப்பும், அதில் மரபணுக்கள் வரிசையும் (Gene) உள்ளன. ஒரு செல்லானது பிரிந்து இரண்டாகும் போதும் (Cell Division), பிளவிப்பெருக்கத்தின் போதும் உதவும் அமைப்பு செண்ட்ரியோல் ஆகும். அமினோ அமிலங்கள்தான் புரதம் உருவாக்கத்தில் அடிப்படை அலகாகச் செயல்படுகின்றன. நம் உணவு செறித்தபின் அமினோ அமிலம், கொழுப்பு, சர்க்கரை என அவைகள் தன்மயமாதல் மூலம் மாற்றப்பட்டு உயிர் அணுக்களுக்கு இரத்தத்தின் மூலம் கொண்டு வரப்படுகின்றன. இவைகள் மைட்டோகான்றியா என்ற தொழிலகத்தில் ATP என்ற சக்தியாக மாற்றப்படுகின்றன. இப்படியாக செல்லில் உள்ள ஒவ்வொரு பாகத்திற்கும் என சில குறிப்பிட்ட பணிகள் உண்டு.

EPR ல் சக்தியாக மாற்றப்பட்ட கொழுப்பும், ரிபோசோம்கள் உருவாக்கிய புரதமும் பிறசெல்களுக்கு கால்கேபாடி என்ற துறைமுகம் மூலம் ஏற்றுமதியாகின்றன.

ரிபோசோம்

ரிபோசோம்களை செல்லில் புரதம் தயாரிக்கும் தொழிற்சாலை எனலாம். 60% RNA, 40% புரதத்தால் ஆன இந்த நுண்மணி, EPRல் ஒட்டிக் கொண்டிருக்கும் ஓர் அமைப்பு. இந்த ரிபோசோம்கள் தயாரித்து வெளியிடும் புரதங்கள்தான் இந்த உலகில் உயிர் வாழும் அத்தனை உயிரினங்களின் உடலில் நடைபெறும் ரசாயண மாற்றங்களுக்கும் காரணம் எனலாம்.

ஆக்சிஜனை எடுத்துச் செல்லும் ஹீமோகுளோபின், நோய் எதிர்ப்பு அணுக்கள் (ANTI-BODIES), கணையம் மற்றும் நாளமில்லா சுரபிகள் சுரக்கும் ஹார்மோன்கள், என்சைம்கள் போன்றவைகள் நம் உடலில் உள்ள ஆயிரக் கணக்கான புரதங்களில் சில. இவைகள் அனைத்துக்கும் தனித்தனியான பணிகள் இருக்கின்றன.

சரி. இதில் நம் விஞ்ஞானி ராமகிருஷ்ணன் ஆராய்ச்சியின் முக்கியத்துவம் என்ன?

நோய் எதிர்ப்பு மருந்துகள் பாக்டீரிய ரிபோசோம்களில் செயல்படும் விதம்

ரிபோசோமின் முப்பரிமான வரைபடம்

நம் உடலில் ஏற்படும் பெரும்பாலான நோய்களுக்கு பாக்டீரியா எனப்படும் நுண்ணுயிர்தான் காரணம் என்பது நாம் அறிந்ததே. இந்த பாக்டீரியா, ஒரு செல் உயிரி வகையைச் சேர்ந்தது. இவற்றில் உட்கரு கிடையாது. ஆனால் ரிபோசோம்கள் உள்ளன. இந்த ரிபோசோம்களில் நோய் எதிர்ப்பு மருந்துகள் செயல்படும் விதம் குறித்து இராமகிருஷ்ணன் ஆராய்ந்தார். இதன் பயனாக அந்த குறிப்பிட்ட பாக்டீரியாவில் உள்ள ரிபோசோம்களை முடக்கக் கூடிய மருந்துகளை நம்மால் உற்பத்தி செய்ய முடியும் என்றும் அவர் கணடறிந்தார். இதன் மூலம் அந்த பாக்ட்டீரியாவினால் ஏற்படும் நோய்களை நாம்மால் கட்டுப்படுத்தி விடமுடியும் என்பது அவரது ஆராய்ச்சியின் சாரம். இதற்கு ரிபோசோம்களின் கட்டமைப்பு, மற்றும் செயல்பாடுகள் பற்றி நாம் துல்லியமாக அறிந்து கொள்வது மிகவும் அவசியம். ரிபோசோம்கள் நம் உரோமத்தின் குறுக்குவெட்டில் 2000ல் ஒரு பங்கு பருமன் அளவே உடையது.

கி.பி 2001 ஆம் ஆண்டு வரை விஞ்ஞானிகளால் ரிபோசோம்களின் உட்கட்டு அமைப்பை அறிந்தது கொள்ள முடிந்த போதிலும், அதில் பொதிந்துள்ள சிக்கலான நியூக்ளிக் அமிலங்களின் அமைப்பு பற்றியோ, அதில் உள்ள ஏராளமான RNA–புரதத் தொகுப்பு பற்றிய உண்மைகளையோ அதன் உள்ளே புகுந்து ஆராயக்கூடிய சாத்தியம் மனிதனுக்கு அந்த கால கட்டம் வரை அறவே இல்லை.

(Ribosomes contain more than 50 Proteins and thousands of RNA)

ரிபோசோம்கள் பற்றி அணுவியல் ரீதியிலான ஒரு முப்பரிமான வரைபடத்தை (Atomic level image) நம்மால் உருவாக்க முடிந்தால்தான் மேற்சொன்ன அதன் செயல்பாடுகள் பற்றி நம்மால் அறிந்து கொள்ள முடியும். இது நம் கற்பனைக் கெட்டாத ஒரு சங்கதி என்ற ஒரு நிலையில்தான் நம் ராமகிருஷ்ணன் சக விஞ்ஞானிகளோடு இணைந்து இந்த அரிய சாதனையை நிகழ்த்தியுள்ளார். இதற்காக அவர் கைக்கொண்ட தொழில் நுட்ப யுக்தி ‘எக்ஸ்ரே கிரிஸ்டலோ கிராபி’ என்பதாகும். இந்த முறையில் ரிபோசோம் உட்கூறுகளின் மூலக்கூறான நுண்ணணுக்களை செல்களிலிருந்து வெளியே பிரித்தெடுத்து, அதைச் சுத்தப்படுத்தி படிகமாக மாற்றிய பின் அவற்றை ஊடுகதிர் (x-ray) மூலமாக ஆராய்ச்சி செய்தார்.

இதற்காக ரிபோசோம்களில் உள்ள ஆயிரக்கணக்கான நுண்ணணுக்களின் மூலக்கூறுகள் பற்றி ராமகிருஷ்ணன் ஆராய்ந்து ஒரு முப்பரிமான வரைபடத்தை உருவாக்கி, ரிபோசோமில் நோய் எதிர்ப்பு மருந்துகள் செயல்படும் விதங்கள் பற்றியும் ஆய்வு செய்தார். இந்த ஆய்வின் முடிவு, மனிதனால் குணப்படுத்த முடியாத பல நோய்களுக்கு இனி நம்மால் புதுப் புது மருந்துகளை உருவாக்க முடியும் என்ற நம்பிக்கையை மனிதகுலத்திற்கு ஏற்படுத்தியுள்ளது.

இயற்கை இதுகாறும் ‘இரகசியம்’ என்று போற்றிக் காப்பற்றி வந்த பல உண்மைகளை இந்த ஆராய்ச்சி உடைத்து அம்பலப்படுத்தி இருக்கிறது.

பல ஆண்டுகளுக்கு முன் DNA வைக் கண்டுபிடித்த பிரான்சிஸ் கிரீக் மற்றும் ஜேம்ஸ் வாட்சன் போன்றோருக்கே புரியாத புதிராயிருந்த இந்த பிரம்ம சூத்திரம், இன்று ராமகிருஷ்ணனின் உழைப்பால் வெளிச்சதிற்கு வந்திருக்கிறது.

ரிபோசோம் செயல்படும் விதம்:

நாம் கட்டுகின்ற வீடு எப்படி இருக்க வேண்டும், எது எது எங்கு அமைய வேண்டும் என்று தீர்மானித்து ஒரு நிழல் உரு வரைபடம் (Blue Print) தயாரிக்கிறோம். அதேபோன்று உருவாகப் போகும் ஒரு புதிய செல்லிற்கு ஒரு புரோட்டின் அமைப்பு எப்படி எதன் அடிப்படையில் இருக்க வேண்டும் என்று தீர்மானிக்கும் நிபுணர் DNA ஆவார். செல்லின் உட்கருவில் நிறை வேற்றப்பட்ட இந்த தீர்மானம், நகல் வடிவில் தூதர் RNA (Messenger RNA) மூலமாக ரிபோசோம் களுக்கு எடுத்துச் செல்லப்படுகிறது. சைட்டோபிளாசத்திலிருந்து அமினோ அமிலம் ரிபோசோம்களுக்கு Transfer RNA மூலம் கொண்டு வரப்படுகிறது. DNA கட்டளையை நிறைவேற்றும் விதமாக அதன் சங்கேத மொழிப்படியே அமினோ அமிலங்களை செங்கற்களைப் போல் அடுக்கி, ரிபோசோம் புதிய புரதங்களை உருவாக்குகின்றது. DNA உத்தரவின்படி அச்சுப்பிசகாமல் காலம் காலமாக நிகழ்ந்து வரும் ரிபோசோம்களின் இந்த தவறில்லாத செயல்பாடு நமக்கு இது வரை ஒரு புரியாத புதிராகவே இருந்து வந்தது. இன்று இது எப்படி நிகழ்கிறது என்ற மர்ம முடிச்சும் அவிழ்க்கப்பட்டுள்ளது.

Protein synthesis is at the ribosome interacted by mRNA momentarily Bonding with t RNA

Information providers: The Times of India, The New Indian Express, BBC Science news, The world Book Encyclopedia, http//micro.magnet.Fsu.edu.