বিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার ২০১৫

লেখক:

কানন পুরকায়স্থ

২০১৫ সালে রসায়ন বিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার পেলেন ইংল্যান্ডের ফ্রান্সিস ক্রিক ইনস্টিটিউট এবং ক্যান্সার রিসার্চ, ইউকের এমেরিটাস পরিচালক টমাস লিনডল (Tomas Lindahl), যুক্তরাষ্ট্রের হাওয়ার্ড হিউস মেডিক্যাল স্কুলের গবেষক এবং ডিউক বিশ্ববিদ্যালয়ের জীবরসায়ন বিভাগের অধ্যাপক পল মডরিছ (Paul Modrich) এবং নর্থ ক্যারোলাইনা বিশ্ববিদ্যালয়ের জীবরসায়ন ও জীবপদার্থবিজ্ঞানের অধ্যাপক আজিজ সানকার (Aziz Sancar)। উলেস্নখ্য, লিনডল এবং মডরিছ যথাক্রমে সুইডেন ও যুক্তরাষ্ট্রের নাগরিক এবং সানকার যুক্তরাষ্ট্র ও তুরস্কের দ্বৈত নাগরিক। রাজকীয় সুইডিশ বিজ্ঞান অ্যাকাডেমি এক প্রেস রিলিজে উলেস্নখ করে যে, ‘mechanistic studies of DNA repair’-এর জন্য এই তিন বিজ্ঞানীকে একত্রিত নোবেল পুরস্কার প্রদান করা হলো। আট মিলিয়ন সুইডিশ ক্রোনার পুরস্কার এই তিন বিজ্ঞানী সমানভাবে ভাগ করে নেন।

লিনডল, মডরিছ এবং সানকারের গবেষণার মূল বিষয়ের ওপর সংক্ষেপে আলোকপাত করা যায়। প্রতিদিন ডিএনএ আমাদের চারপাশের বিদ্যমান অতিবেগুনি রশ্মি, মুক্ত পরমাণুগুচ্ছ এবং ক্যান্সার সৃষ্টিকারী পদার্থের প্রভাবে ক্ষতিগ্রস্ত হয়। তাছাড়া ডিএনএ অণু
প্রাকৃতিকভাবে অস্থায়ী। কিন্তু আমাদের বংশানুগতির নিয়ন্ত্রক এই উপাদান বিভাজিত হয় না। কারণ বিভিন্ন ধরনের আণবিক পদ্ধতি ডিএনএকে পরিবীক্ষণ এবং ক্রমাগত পুনরুদ্ধারের কাজ করে। লিনডল, মডরিছ এবং সানকার পৃথকভাবে আবিষ্কার করেন আণবিকস্তরে ডিএনএ পুনরুদ্ধারের কলাকৌশল।

ষাটের দশকের শেষের দিকে টমাস লিনডল লক্ষ করেন যে, ডিএনএ ক্ষয় হয় এবং ক্ষয়ের যে-হার তাতে কালক্রমে প্রাণের অসিত্মত্ব থাকার কথা নয়। কিন্তু পৃথিবীতে প্রাণের বিকাশ সম্ভবপর হয়েছে। এই ভাবনা থেকে লিনডল শুরু করলেন গবেষণা এবং সন্ধান পেলেন আণবিক স্তরে ডিএনএ পুনরুদ্ধারের কলাকৌশল, যাকে বলা হয় ‘base excision repair (BER)’ বা ক্ষার-কর্তন-পুনরুদ্ধার পদ্ধতি। এ-পদ্ধতিতে গস্নাইকোসিলেজ (glycosylases) নামক এনজাইম ডিএনএ পুনরুদ্ধারের কাজ করে। জিনোম থেকে বিকৃত ক্ষার অণুকে সরিয়ে নেওয়া হচ্ছে এ-পদ্ধতির কাজ। চিত্র ১-এ ক্ষার-কর্তনের মাধ্যমে ডিএনএ পুনরুদ্ধারের পদ্ধতি দেখানো হলো। প্রথমত, সাইটোসিন থেকে তৈরি হয় ক্ষার ইউরোসিল। দ্বিতীয় ধাপে ইউরোসিল গুয়ানাইনের (guanine) সঙ্গে ক্ষার জোড়া তৈরি করতে পারে না। তৃতীয় ধাপে গস্নাইকোসিলেজ এনজাইম ইউরোসিল ক্ষার কর্তন করে। চতুর্থ ধাপে এনজাইম ডিএনএ থেকে অবশিষ্ট নিউক্লিওটাইডকে (nucleotide) সরিয়ে দেয়। পঞ্চম ধাপে শূন্যস্থান ডিএনএ পলিমারেজ পূর্ণ করে।

আজিজ সানকার সত্তরের দশকের মাঝামাঝি যুক্তরাষ্ট্রের টেক্সাস বিশ্ববিদ্যালয়ে গবেষণা করার সময়ে অতিবেগুনি রশ্মির দ্বারা ক্ষতিগ্রস্ত ডিএনএ কীভাবে আণবিক স্তরে পুনরুদ্ধার হয় তা আবিষ্কার করেন। সানকারের আবিষ্কৃত পদ্ধতি হলো ‘Nucleotide excision repair (NER)’ পদ্ধতি। এ-পদ্ধতিতে কোষের অভ্যন্তরে নিউক্লিওটাইডকে কর্তন করার মাধ্যমে ডিএনএকে পুনরুদ্ধার করা হয়। অন্যদিকে পল মডরিছ দেখান যে, কোষ-বিভাজনের সময়ে ডিএনএ যখন প্রতিরূপ তৈরি করে তখন কোষ স্বয়ংক্রিয়ভাবে ডিএনএর বৈসাদৃশ্যকে সংশোধন করে। এ-পদ্ধতিকে বলা হয় ‘Mismatch repair (MMR)’ পদ্ধতি। মডরিছ এবং তাঁর সহকর্মী মেসেলসন (Mesclson) এই সিদ্ধামেত্ম উপনীত হন যে, MMR একটি প্রাকৃতিক পদ্ধতি, যা ডিএনএর বৈসাদৃশ্যকে প্রাকৃতিকভাবে সংশোধন করে। BER, NER এবং MMR ছাড়াও আরো অনেক কলাকৌশল রয়েছে, যা সূর্যরশ্মি, ধূমপান বা অন্যান্য জেনোটক্সিক পদার্থের দ্বারা ক্ষতিগ্রস্ত হওয়া থেকে ডিএনএকে রক্ষা করে। কিন্তু কোনো কারণে এই কলাকৌশলের কার্যকারিতা যদি না থাকে তাহলে ডিএনএ ক্ষতিগ্রস্ত হয় এবং ক্যান্সারের রূপ নেয়। উদাহরণস্বরূপ NER পদ্ধতি কাজ না করলে একধরনের রোগ দেহে সংক্রমিত হয়, যাকে বলা হয়  Xeroderma Pigmentosum. যারা এ-ধরনের রোগে আক্রান্ত হয়, তারা অতিবেগুনি রশ্মিতে সংবেদনশীল। তাই সূর্যের আলোতে বেশিক্ষণ থাকলে চর্মের ক্যান্সার হওয়ার আশঙ্কা তাদের বেশি। লিনডল, মডরিছ এবং সানকারের আবিষ্কারের ফলে জীবনরক্ষাকারী নতুন ওষুধ তৈরি সম্ভব হয়েছে। পল মডরিছের ভাষায় ‘That is why curiosity-based research is so important. You never know where it is going to lead।’

 

দুই

২০১৫ সালে পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার পান জাপানের টোকিও বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক এবং ইনস্টিটিউট ফর কসমিক রে রিসার্চের পরিচালক তাকাকি কাজিতা (Takaaki Kajita) এবং কানাডার কুইন্স বিশ্ববিদ্যালয়ের এমেরিটাস অধ্যাপক আর্থার বি ম্যাকডোনাল্ড (Arthur B. McDonald)। উলেস্নখ্য, কাজিতা এবং ম্যাকডোনাল্ড যথাক্রমে জাপান ও কানাডার নাগরিক। রাজকীয় সুইডিশ বিজ্ঞান অ্যাকাডেমির এক প্রেস রিলিজে উলেস্নখ করা হয় যে, ‘the discovery of neutrino oscillations, which shows that neutrinos have mass’-এর জন্য এই দুই বিজ্ঞানীকে পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার প্রদান করা হয়। আট মিলিয়ন সুইডিশ ক্রোনার এই দুই বিজ্ঞানী সমানভাবে ভাগ করে নেন।

আমরা জানি নিউট্রিনোর স্পন্দন (oscillation) হচ্ছে কোয়ান্টাম বলবিদ্যার বিষয়। নিউট্রিনোর সৃষ্টি হয় এক ধরনের লেপটনের রূপ নিয়ে, যেমন ইলেকট্রন, মিউওন বা টাও লেপটন, যা পরবর্তীকালে শনাক্ত করলে পাওয়া যাবে লেপটনের ভিন্নরূপ। নিউট্রিনো যখন শূন্যস্থানে সঞ্চারণ করে তখন এই কণা পর্যায়ক্রমে রূপান্তরিত হয়। ১৯৫৭ সালে ব্রম্ননো পন্টিকরভো (Bruno Pontecorvo) প্রথমে নিউট্রিনোর স্পন্দন সম্পর্কে ভবিষ্যদ্বাণী করেন। পন্টিকরভো অস্থায়ী কণা মিউওনের (Muon) ক্ষয় (decay) নিয়ে গবেষণা করার সময়ে ধারণা করেন যে, একাধিক ধরনের নিউট্রিনো রয়েছে। পন্টিকরভো প্রস্তাব করেন যে, মিউওন এবং ইলেকট্রনের সঙ্গে ভিন্ন ধরনের নিউট্রিনোর সংশিস্নষ্টতা রয়েছে। কলম্বিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের তিন পদার্থবিদ, যথাক্রমে লেডারম্যান (Lederman), সোয়ার্জ (Schwarz) এবং স্টিনবার্জার (Stenberger) ১৯৬২ সালে কণা কলাইডারে কাজ করার সময়ে দুই ধরনের নিউট্রিনোর অসিত্মত্ব সম্পর্কে প্রমাণ পান। অন্যদিকে মার্টিন পার্ল স্ট্যানফোর্ড বিশ্ববিদ্যালয়ে গবেষণা করার সময়ে তৃতীয় ধরনের কণা, যাকে বলা হয় টাও লেপটন (Tau Lepton), তার সন্ধান পান। সুতরাং তাঁরা প্রস্তাব করেন যে, এই কণার সঙ্গে  তৃতীয় ধরনের নিউট্রিনোর সংশিস্নষ্টতা রয়েছে। ২০০০ সালে ফার্মিল্যাবের বিজ্ঞানীরা টাও নিউট্রিনোর অসিত্মত্ব পর্যবেক্ষণ করেন। পন্টিকরভোর দ্বিতীয় প্রস্তাব হচ্ছে, নিউট্রিনো স্পন্দনশীল এবং কোয়ান্টাম বলবিদ্যা অনুযায়ী এটি সম্ভব, যদি নিউট্রিনোর ভর থাকে। এই ভর ইলেকট্রনের ভরের চেয়ে হাজারগুণ কম হতে পারে; কিন্তু একেবারে ভরশূন্য নয়। পন্টিকরভো এবং তাঁর রুশ সহকর্মী ভস্নাদিমির গ্রিবভ (Vladimir Gribov) প্রস্তাব করেন যে, নিউট্রিনো সূর্য থেকে পৃথিবীতে আসার পথে তার স্পন্দনশীল ধর্মের কারণে এক রূপ থেকে অন্য রূপে পরিবর্তিত হতে পারে।

বস্ত্তত ১৯৩০ সালে অস্ট্রিয়ার বিজ্ঞানী ওলফগ্যাংগ পাউলি (Wolf-gang Pauli) তড়িৎনিরপেক্ষ এক কণার অসিত্মত্বের কথা বিজ্ঞানী মহলকে এক পত্রের মাধ্যমে অবহিত করেন। পাউলির ধারণার ভিত্তিতে এনরিকো ফার্মি নিউট্রিনোর রূপান্তর সম্পর্কে এক তত্ত্ব উপস্থাপন করেন। কিন্তু নিউট্রিনোর রূপান্তর হওয়া এবং এই কণা যে ভরহীন নয়, তা প্রমাণ করতে আরো প্রায় অর্ধশতাব্দী পেরিয়ে যায়। মহাজাগতিক রশ্মির প্রভাব থেকে মুক্ত পরিবেশে এই কণাকে শনাক্ত করার জন্য টোকিও থেকে ২৫০ কিলোমিটার দূরে ভূপৃষ্ঠ থেকে ১০০০ মিটার নিচে জিংকের খনিতে ১৯৯৬ সালে শুরু হয় ক্যামিও কন্ড (Kami Kande) ডিটেকটরের কাজ। চিত্র ২-এ ক্যামিও কন্ড ডিটেকটর দেখা যায়। ১৯৯৮ সালে কাজিতা এবং তাঁর গবেষকদল এই ডিটেকটরে নিউট্রিনোর স্পন্দন শনাক্ত করেন। কাজিতা তাঁর গবেষণাপত্রে উলেস্নখ করেন, বায়ুম-ল থেকে নিউট্রিনো সঞ্চারণের সময়ে তার দুই ধরনের ধর্মের মধ্যে রূপান্তর ঘটে। এই পর্যায়ক্রমিক রূপান্তরকে বলা যায় নিউট্রিনোর স্পন্দন। এদিকে পৃথিবীর আরেক প্রামেত্ম আবার ম্যাকডোনান্ডের নেতৃত্বে কানাডার সাডবেরি নিউট্রিনো পর্যবেক্ষণ কেন্দ্রে (চিত্র ৩ দ্রষ্টব্য) বিজ্ঞানীরা আবিষ্কার করেন যে, ইলেকট্রন-নিউট্রিনো কণা সূর্য থেকে পৃথিবীতে আসার পথে অদৃশ্য হয়ে যায় না, বরং রূপান্তরিত হয় এবং ভিন্নরূপ নিয়ে সাডবেরি ডিটেকটরে ধরা পড়ে। এই দুই পরীক্ষা থেকে প্রমাণিত হয় যে, নিউট্রিনো এক রূপ থেকে অন্য রূপে পরিবর্তিত হতে পারে। নিউট্রিনোর এই রূপান্তরের জন্য প্রয়োজন ভর। কারণ ভরহীন নিউট্রিনোর পক্ষে রূপান্তর সম্ভব নয়। কোয়ান্টাম বলবিদ্যার মাধ্যমে বিজ্ঞানীরা এর ব্যাখ্যা প্রদান করতে সমর্থ হন।

 

তিন

২০১৫ সালে শারীরবৃত্ত বা চিকিৎসাবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার পান যুক্তরাষ্ট্রের ড্রিউ বিশ্ববিদ্যালয়ের এমেরিটাস রিসার্চ ফেলো উইলিয়াম সি ক্যাম্পবেল (William C. Campbell), জাপানের কিৎসাতো বিশ্ববিদ্যালয়ের এমেরিটাস অধ্যাপক সাতোশি ওমুরা (Satoshi Omura) এবং চীনের অ্যাকাডেমি অফ চায়নিজ মেডিসিনের প্রধান অধ্যাপক ইউ ইউ টু (You You Tu)। উলেস্নখ্য, ক্যাম্পবেল, ওমুরা এবং টু যথাক্রমে আয়ারল্যান্ড, জাপান ও চীনের নাগরিক। ক্যারোলিনস্কা ইনস্টিটিউটের নোবেল পরিষদ এক প্রেস রিলিজে উলেস্নখ করেন, ‘their discoveries concerning a novel therapy against infections caused by Roundworm Parasites’-এর জন্য ক্যাম্পবেল এবং ওমুরাকে নোবেল পুরস্কার প্রদানের সিদ্ধান্ত নেওয়া হয় এবং ‘her discoveries concerning a novel therapy against Malaria’-এর জন্য ইউ ইউ টুকে নোবেল পুরস্কার প্রদানের সিদ্ধান্ত নেওয়া হয়। আট মিলিয়ন সুইডিশ ক্রোনারের অর্ধেক পাবেন ক্যাম্পবেল ও ওমুরা এবং বাকি অর্ধেক পাবেন ইউ ইউ টু।

জীবাণু (bacteria) এবং পরজীবীর (parasites) মধ্যে পার্থক্য হচ্ছে এই যে, জীবাণু এককোষী জীব, যেমন স্টেফাইলোকক্কাস্; পরজীবীর বৃদ্ধি এবং আশ্রয়-নির্ভরশীল অন্য জীবের ওপর, যেমন বক্রকৃমি (চিত্র ৪ দ্রষ্টব্য)। জীবাণুর সংক্রমণ থেকে রক্ষা পাওয়ার জন্য বিভিন্ন সময়ে ওষুধ আবিষ্কার হয়েছে, যেমন জেরান্ড ভোমগের সালফোনেমাইড, আলেকজান্ডার ফ্লেমিংয়ের পেনিসিলিন বা সেলমেন ওয়াকমেনের স্ট্রেপ্টোমাইসিন। কিন্তু পরজীবীর সংক্রমণ থেকে আমাদের দেহকে নিরাময় করার চিকিৎসা সীমিত। উইলিয়াম ক্যাম্পবেল এবং সাতোশি ওমুরা ‘অ্যাভারমেকটিন’ (Avermectin) নামে এক নতুন ওষুধ আবিষ্কার করেন, যা দৃষ্টিহীনতা, গোদ রোগ (elephantiasis) এবং পরজীবীসংক্রান্ত অন্যান্য রোগ নিরাময়ে কার্যকর। সেলমেন ১৯৫২ সালে স্ট্রেপ্টোমাইসিন আবিষ্কারের জন্য নোবেল পুরস্কার পান। ওমুরা মাটি থেকে স্ট্রেপ্টোমাইসিনের একটি নতুন গোত্র বা অণুজীব পৃথক করতে সমর্থ হন। এই অণুজীবকে পরীক্ষাগারে পালন (culture) করে তৈরি করেন স্ট্রেপ্টোমাইসিস এভার মিটিলিস এবং এই অণুজীব হচ্ছে ‘অ্যাভারমেকটিন’ ওষুধের মূল উপাদান। ক্যাম্পবেল এই উপাদানের কার্যকারিতা পরীক্ষা করেন এবং তাকে আরো সক্রিয় ও কার্যকর যৌগে রূপান্তরিত করেন। পুরস্কার ঘোষণার পর ওমুরা জাপানের নিক্কন টেলিভিশনকে দেওয়া এক সাক্ষাৎকারে উলেস্নখ করেন যে, ‘আমি অণুজীবদের কাছ থেকে অনেক কিছু জেনেছি এবং আমি তাদের ওপর নির্ভরশীল। তাই আমি এই পুরস্কার অণুজীবদের দিলাম।’

ম্যালেরিয়া সাধারণভাবে কুইনিন বা ক্লোরোকুইন দিয়ে সারানো হয়; কিন্তু ম্যালেরিয়াকে সম্পূর্ণরূপে প্রতিকার করা সম্ভব হয়নি। ষাটের দশকের শেষের দিকে ইউ ইউ টু ‘Artemisia annua’ নামে উদ্ভিদ থেকে নিষ্কাশন করেন সক্রিয় যৌগ ‘আর্টমিসিনিন’ (Artemisinin), যা ম্যালেরিয়ার পরজীবী প্রতিরোধক (চিত্র ৫ দ্রষ্টব্য)। লক্ষ করা যায়, ম্যালেরিয়া রোগ-সংক্রমণের শুরুতে এই ওষুধ ব্যবহার করলে ম্যালেরিয়ার হাত থেকে রক্ষা পাওয়া যায়। এভাবেই অ্যাভারমেকটিন এবং আর্টিমিসিনিন নামের দুটো ওষুধ পেলো নোবেল স্বীকৃতি।

 

চার

পরিশেষে, প্রাণের অসিত্মত্বরক্ষার জন্য ক্ষতিগ্রস্ত ডিএনএর পুনরুদ্ধার প্রয়োজন। কিন্তু কীভাবে আমাদের দেহে স্বতঃস্ফূর্তভাবে এ-কাজ হয়? সৃষ্টির এ-রহস্য যাঁরা উদ্ঘাটন করেছেন, তাঁরাই পেলেন ২০১৫-তে রসায়নবিজ্ঞানে নোবেল স্বীকৃতি। মহাবিশ্বের উৎস এবং এর পরিণতি কী হতে পারে সে-সম্পর্কে নতুন ধারণার সূত্রপাত হলো নিউট্রিনোর স্পন্দন এবং এর ভর-নিরূপণের মধ্য দিয়ে। এই ধারণায় যাঁরা নতুন মাত্রা যোগ করলেন তাঁরাই পেলেন পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল স্বীকৃতি। পরজীবীদের হাত থেকে আমাদের দেহকে রক্ষার জন্য প্রকৃতির কাছে যাঁরা ফিরে গিয়েছেন, মাটি এবং উদ্ভিদে পেয়েছেন আমাদের রক্ষাকবচ, তাঁরাই পেলেন চিকিৎসাবিজ্ঞানে নোবেল স্বীকৃতি। এই বিজ্ঞানীদের গবেষণালব্ধ ফলাফল নিরন্তর মানুষের কল্যাণ বয়ে আনবে।

 

তথ্যসূত্র

  1. The Nobel Prize in Chemistry 2015 Press Release. 7 Oct 2015 (Accessed at http : // nobelprize.org on 12 Dec 2015.
  2. The Royal Swedish Academy of Sciences, The Nobel Prize in Chemistry 2015 (Accessed at http :// KVA.SE on 5 Jan 2016).
  3. Lahue, R.S., Au.K.G and Modrich, P (1989), DNA Mismatch Correction in a Defined System, Science, 245 (4914), pp 160-164.
  4. The Nobel Prize in Physics 2015 Press Release, 6 Oct 2015 (Accessed at http : // nobelprize.org on 14 Dec. 2015).
  5. The Royal Swedish Academy of Science, Neutrino Oscillations, 6 oct 2015 (Accessed at http : // KVA.SE, 4 Jan 2016).
  6. Jayawardhana, R (2016), The Neutrino Hunters : The Chase for the Ghost Particle and the Secrets of the Universe, One World, London.
  7. The Nobel Assembly at Karolinska Institutet Avermectin and Artemisinin – Revolutionary. The rapies against Parasitic Diseases, 5 Oct 2015.

 

চিত্রঋণ

  1. http : //www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2015/
  2. htte : // www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemitry/laureates/2015/

3. http : // www.nobelprize.org/nobel_prizes/physices/laureates/2015/.

শেয়ার করুন

Leave a Reply