ഏകകോശജീവികൾ തൊട്ട് നമ്മൾ മനുഷ്യരും ഭീമാകാരികളായ നീലത്തിമിംഗലങ്ങളുമടങ്ങുന്ന ഭൂമിയിലെ എല്ലാ ജീവജാലങ്ങളും ഒരു പൊതു സവിഷേത പങ്കിടുന്നുണ്ട്. അതെന്താണെന്നറിയാമോ? നമ്മളെല്ലാവരും ഹൈസ്കൂൾ ബയോളജി ക്ലാസ്സുകളിൽ പഠിച്ചിട്ടുള്ള ‘ജീവ കോശം’ അല്ലെങ്കിൽ ‘ലിവിങ് സെൽ’ ആണത്. ഭൂമിയിലെ ജീവന്റെ അടിസ്ഥാനമാണ് കോശം. നേരെ തിരിച്ചും പറയാം… ജീവൻ എന്ന് പറയുന്നത് കോശപ്രവർത്തനങ്ങളുടെയെല്ലാം ആകെത്തുകയാണ്. ജീവനെ ലാബിൽ സൃഷ്ടിച്ചെടുക്കാൻ കഴിയുമോയെന്ന ചോദ്യത്തിന് ഉത്തരമന്വേഷിച്ച് ശാസ്ത്രജ്ഞർ പതിറ്റാണ്ടുകളായി ഗവേഷണം നടത്തിവരികയാണ്. പക്ഷെ പറയുന്ന പോലെ അത്ര എളുപ്പമല്ലത്. എന്നാൽ ഈയടുത്തായി ആ വലിയ ലക്ഷ്യത്തിലേക്കുള്ള ഒരു പ്രധാന ചുവടുവെപ്പ് നടത്തിയിരിക്കുകയാണ് ശാസ്ത്രജ്ഞർ. മിന്നസോട്ട യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ കേറ്റ് അഡമാലയും സംഘവുമാണ് ഗവേഷണത്തിന് പിറകിൽ. ജീവ കോശത്തിന്റെ ചില സവിശേഷതകളുള്ള ഒരു സിന്തറ്റിക് സിസ്റ്റം ലാബിൽ നിർമ്മിച്ചെടുത്തിരിക്കുകയാണവർ. അതിന് ഗവേഷണ സംഘം ‘സ്പഡ്സെൽ’ എന്നാണ് പേരിട്ടിരിക്കുന്നത്. നിലവിൽ സ്പഡ്സെൽ ഗവേഷണവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട കണ്ടെത്തലുകളുടെ പിയർ റിവ്യൂ പുരോഗമിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്.

ആദ്യം നമുക്ക് എന്താണ് ശാസ്ത്രജ്ഞർ നിർമ്മിച്ചെടുത്ത സ്പഡ്സെൽ എന്ന് നോക്കാം. DNA പോളിമെറുകൾ, എൻസൈമുകൾ, റൈബോസോമുകൾ എന്നിവയടങ്ങിയ ഒരു ജലകണികയെ കൊഴുപ്പ് തന്മാത്രകൾ കൊണ്ടുള്ള ഒരാവരണം കൊണ്ട് പൊതിഞ്ഞുവച്ചിരിക്കുന്നു. ലളിതമായി പറഞ്ഞാൽ അതാണ് ‘സ്പഡ്സെൽ’. വളരാനും വികസിക്കാനുമുള്ള ഭക്ഷണം അതിന് ചുറ്റുപാടിൽനിന്നും എടുക്കാൻ കഴിയും. വിഭജിക്കാൻ കഴിയും. എന്നാൽ, ജീവന്റെ എല്ലാ സവിശേഷതകളുമുള്ള ഒരു കോശമായി സ്പഡ്സെല്ലിനെ കണക്കാക്കാൻ കഴിയുമോ? അതുമനസ്സിലാക്കാനായി ഏക കോശജീവികൾ തൊട്ട് കോടിക്കണക്കിന് കോശങ്ങളുള്ള നീലത്തിമിംഗലം വരെയുള്ള ഭൂമിയിലെ എല്ലാ ജീവജാലങ്ങളുടെയും കോശങ്ങൾക്കുള്ള പൊതുവായ പ്രത്യേകതകളെന്തൊക്കെയെന്ന് പരിശോധിക്കേണ്ടതാവശ്യമാണ്.

ഡി.എൻ.എ: ജീവകോശങ്ങളുടെ റെസിപ്പി ബുക്ക്

നമ്മുടെ സ്മാർട്ട്ഫോണുകൾ പ്രവർത്തിക്കണമെങ്കിൽ എല്ലാവിവരങ്ങളും സ്റ്റോർ ചെയ്തുവച്ച ഒരു ഓപ്പറേറ്റിംഗ് സിസ്റ്റം ആവശ്യമാണല്ലോ… അതേപോലെ ഒരു കോശത്തിനകത്തെ എല്ലാ പ്രവർത്തനങ്ങളും നടക്കുന്നത് അതിന്റെ ജനിതകമായ DNA തന്മാത്രയിൽ ശേഖരിച്ച് വച്ചിരിക്കുന്ന വിവരങ്ങൾക്കനുസരിച്ചാണ്. നമ്മൾ ഒക്കെ നിത്യ ജീവിതത്തിൽ പലപ്പോഴും ഉപയോഗിച്ച് വരുന്ന ഒരു വക്കാണല്ലോ “ജീൻ” എന്നത്. മനുഷ്യരുടെ നീളത്തിനെയും ശരീരഘടനയെയും സൗന്ദര്യത്തെയും ഒക്കെ കുറിച്ച് സംസാരിക്കുമ്പോൾ നമ്മൾ പറയാറില്ലേ; “ഓ അത് അവന് ജനറ്റിക് ആയി കിട്ടിയതാണ്” എന്നൊക്കെ. സത്യത്തിൽ എന്താണ് ഈ ജീനുകളുടെയൊക്കെ ജോലി? ഉദാഹരണത്തിന് ഒരു ജീൻ നേരിട്ട് ഇടതിങ്ങിയ മുടിക്ക് കാരണമാവുകയാണോ? എന്നാൽ, ജീനുകളുടെ പ്രധാന ജോലി പ്രോട്ടീനുകൾ നിർമ്മിക്കാനുള്ള വിവരങ്ങൾ ശേഖരിച്ചുവെക്കുക എന്നതാണ്. അങ്ങനെ നിർമ്മിക്കുന്ന വിവിധങ്ങളായ പ്രോട്ടീനുകളും അവയുടെ പ്രവർത്തനങ്ങളും ഒക്കെയാണ് നമ്മുടെ ശരീരത്തിന്റെ വ്യത്യസ്ത സവിശേഷതകൾക്ക് പിന്നിൽ. പറഞ്ഞുവരുന്നതെന്തെന്നാൽ ഭൂമിയിലെ എല്ലാ ജീവകോശങ്ങളും അവയുടെ ജീവൻ നിലനിർത്താനും അതിജീവിക്കാനുമുള്ള വിവരങ്ങൾ ഡി.എൻ.എ തന്മാത്രയിൽ ശേഖരിച്ചുവച്ചിരിക്കുന്നു എന്ന പൊതു സവിശേഷതയെക്കുറിച്ചാണ്.

കോശവിഭജനം: തലമുറകളിലൂടെ ജീവൻ തുടരുന്നതിന്റെ രഹസ്യം

മറ്റൊരു പ്രത്യേകത കോശങ്ങളുടെ വിഭജിക്കാനുള്ള കഴിവാണ്. ഒരു കോശം വിഭജിക്കുകയാണെങ്കിൽ നിർബന്ധമായും കോശത്തിന്റെയകത്തെ ജനിതക തന്മാത്രയായ DNA യും വിഭജിച്ച് രണ്ടാകുകയും അത് പുതിയ കോശങ്ങളിലേക്ക് തുല്യമായി വിതരണം ചെയ്യപ്പെടുകയും വേണം. ജീവജാലങ്ങളുടെ നിലനില്പിലും അതിജീവനത്തിനും കോശവിഭജനം മൂന്ന് വിധത്തിലാണ് അത്യാവശ്യമാകുന്നത്. പിന്തലമുറയുണ്ടാക്കുകയെന്നതാണ് ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ടത്. അടുത്തത് വളർച്ചയിലാണ്. നമ്മളൊക്കെ നമ്മുടെ ജീവിതം തുടങ്ങുന്നത് ഒരൊറ്റ കോശത്തിൽ നിന്നാണല്ലോ. ആ ഒരൊറ്റ കോശത്തിൽ നിന്ന് മുതിർന്ന ഒരു മനുഷ്യനാകുന്നത് കോശങ്ങളുടെ നിയന്ത്രിതമായ കോശവിഭജനത്തിലൂടെയാണ്. പിന്നെയുള്ളത് മുറിവുകൾ കാരണവും സ്വാഭാവികമായുണ്ടാകുന്ന നിയന്ത്രിത കോശമരണങ്ങൾ മൂലവും നശിച്ചുപോകുന്ന കോശങ്ങളെ പുനർസ്ഥാപിക്കുക എന്നതാണ്.

മൈക്രോസ്കോപിക് കെമിക്കൽ ഫാക്ടറി

കോശങ്ങൾക്ക് അവ നിലനിൽക്കുന്ന പരിസ്ഥിതിയിൽ അതിജീവിക്കാനും വിഭജനം നടത്താനുമൊക്കെ ഊർജം ആവശ്യമാണല്ലോ. അവ ഊർജം സമാഹരിക്കുന്നത് അത് അതിജീവിക്കുന്ന ചുറ്റുപാടിൽ നിന്ന് തന്നെയാണ്. ഭൂമിയിലെ എല്ലാ കോശങ്ങൾക്കും അവ അതിജീവിക്കുന്ന പരിസ്ഥിതിയിൽ നിന്ന് ഊർജം സമാഹരിക്കാനും ആ ഊർജത്തെ കോശപ്രവർത്തനങ്ങൾക്കായി ഉപയോഗിക്കാനുമുള്ള കഴിവുണ്ട്. ഒരു കോശത്തിന് ചുറ്റുപാടിൽ നിന്നും ഊർജം സമാഹരിക്കാനും അതിജീവിക്കാനും വിഭജിക്കാനുമൊക്കെ സാധ്യമാകുന്നത് പലതരത്തിലുള്ള രാസപ്രവർത്തനങ്ങളിലൂടെയാണ്. ഈ രാസപ്രവർത്തനങ്ങളൊന്നും തന്നെ വെറുതെ നടക്കില്ല. കോശങ്ങൾക്കകത്ത് രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ കൃത്യമായ തോതിൽ പുരോഗമിക്കണമെങ്കിൽ എൻസൈമുകൾ എന്ന പ്രോട്ടീൻ കോംപ്ലെക്സുകൾ ആവശ്യമാണ്. അരർത്ഥത്തിൽ ജീവകോശം ഒരു കെമിക്കൽ ഫാക്ടറി പോലെയാണ്.

ജീവിക്കുന്ന യന്ത്രങ്ങൾ

ഭൂമിയിലെ ഏത് ജീവജാലത്തിന്റെയും കോശം പരിശോധിച്ചാൽ നമുക്ക് മനസ്സിലാക്കാവുന്ന മറ്റൊരു കാര്യം കോശങ്ങളിൽ പല തരത്തിലുള്ള മെക്കാനിക്കൽ പ്രവർത്തനങ്ങൾ നടക്കുന്നുണ്ടെന്നതാണ്. ഇത്തരത്തിലുള്ള മെക്കാനിക്കൽ പ്രവർത്തനങ്ങളൊക്കെ സാധ്യമാക്കാൻ കോശങ്ങളെ സഹായിക്കുന്നത് പ്രോട്ടീൻ മോട്ടോറുകളാണ്. ഈ പ്രവർത്തനങ്ങളൊന്നും തന്നെ ഒരിക്കലും വെറുതെ നടക്കില്ല. മോട്ടോറുകൾ പ്രവർത്തിക്കണമെങ്കിൽ ഊർജം വേണമല്ലോ. കോശത്തിനകത്തെ മോട്ടോറുകൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നത് “ATP” തന്മാത്രകളിലെ ഊർജ്ജമുപയോഗിച്ചാണ്. അതായത് കോശങ്ങൾക്കകത്ത് “ATP” തന്മാത്രയിലെ കെമിക്കൽ എനർജിയെ യാന്ത്രികോർജ്ജമാക്കി മാറ്റപ്പെടുകയാണ്.

ചുറ്റുപാടിനെ നിരന്തരം നിരീക്ഷിക്കുന്ന കോശങ്ങൾ

കോശങ്ങൾക്ക് അതിജീവിക്കണമെങ്കിൽ തീർച്ചയായും അവയുടെ ചുറ്റുപാടിലെ ഓരോ മാറ്റങ്ങളും തിരിച്ചറിഞ്ഞ് അതിനനുസരിച്ച് പ്രവർത്തിക്കേണ്ടതായിട്ടുണ്ട്. ഉദാഹരണത്തിന് ഏകകോശജീവിയായ അമീബക്ക് അതിന് മുൻപിൽ ഒരു തടസ്സം ഉണ്ടെങ്കിൽ അത് മനസ്സിലാക്കി വഴി മാറി സഞ്ചരിക്കാനും തിരിച്ച് ന്യൂട്രിയന്റ്സ് ഉള്ള സ്ഥലം മനസ്സിലാക്കി അതിനടുത്തേക്ക് അടുക്കാനുമുള്ള കഴിവുണ്ട്. മനുഷ്യ ശരീരത്തിന്റെ കാര്യമെടുത്താൽ, നമ്മുടെ ത്വക്കിലെ കോശങ്ങൾക്ക് താപനിലയിലെയും മർദ്ദത്തിലെയും ഒക്കെ വ്യത്യാസങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിയും. പരിസരത്തിലെ ഇത്തരം മാറ്റങ്ങളൊക്കെ കോശം മനസ്സിലാക്കുന്നത് അതിന്റെ പുറം പാളിയായ കോശ സ്തരത്തിലെ പ്രോട്ടീൻ സ്വീകരിണികൾ വഴിയാണ്. അതാത് പ്രോട്ടീൻ സ്വീകരിണികൾ ചുറ്റുപാടിലെ മാറ്റങ്ങൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞശേഷം അതിനനുസരിച്ചുള്ള സന്ദേശങ്ങൾ കോശത്തിനകത്തേക്ക് രാസതന്മാത്രകൾ വഴി കൈമാറും. പിന്നീട് ആ പ്രത്യേക രാസസന്ദേശത്തിനനുസരിച്ചുള്ള മാറ്റങ്ങൾ കോശപ്രവർത്തനങ്ങളിൽ സംഭവിക്കുകയാണ് ചെയ്യുക.

മാറ്റമില്ലാത്തത് മാറ്റത്തിനുമാത്രം

ജീവ കോശങ്ങളുടെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട മറ്റൊരു സവിശേഷത ചുറ്റുപ്പുപാടിലെ മാറ്റങ്ങൾക്കനുസരിച്ച് പരിണമിക്കാനുള്ള ശേഷിയാണ്. വാസ്തവത്തിൽ ഇത് കോശങ്ങൾ കരുതിക്കൂട്ടി ചെയ്യുന്നതല്ല. കോശങ്ങളിലെ ജനിതക തന്മാത്രയായ DNA യിൽ കാലക്രമേണ മ്യൂട്ടേഷനുകൾ വരാനുള്ള സാധ്യതയുണ്ട്. ഉദാഹരണത്തിന് ഒരു പ്രത്യേക ബാക്റ്റീരിയൽ കോളനി സങ്കൽപ്പിക്കുക. ആ കോളനിയിൽ ഒരുപാട് ബാക്റ്റീരിയം അംഗങ്ങൾ ഉണ്ടായിരിക്കുമല്ലോ. ബാക്ടീരിയ വളരുന്ന ചുറ്റുപാടിൽ പെട്ടെന്ന് ഒരു മാറ്റം വന്നു എന്ന് കരുതുക. ആ മാറ്റത്തോട് പൊരുത്തപ്പെടുന്ന ബാക്റ്റീരിയം അംഗങ്ങൾക്കായിരിക്കും അതിജീവന സാധ്യത കൂടുതൽ. ഈ മാറ്റം വരുന്നത് ബാക്ടീരിയയുടെ ജനിതക തന്മാത്രയായ DNA -യിലാണ്. അതായത് ഒരു ജീൻ ഒരു പ്രത്യേക പ്രോട്ടീൻ നിർമ്മിക്കാനുള്ള വിവരമാണ് ഉൾക്കൊള്ളുന്നത്. ആ ജീനിന്റെ DNA സീക്വൻസിൽ ചില വ്യതിയാനങ്ങൾ വന്നാൽ പിന്നീട് വ്യത്യസ്തമായ മറ്റൊരു പ്രോട്ടീനിനെയിരിക്കും ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുക. ചുറ്റുപാടിലെ പുതിയ മാറ്റത്തിൽ അതിജീവിക്കാനുള്ള അനുകൂലമായ സവിശേഷത ആ പ്രോട്ടീൻ ബാക്റ്റീരിയൽ കോളനിയിലെ ഈ അംഗങ്ങൾക്ക് നൽകുന്നുണ്ടെങ്കിൽ അവ സ്വാഭാവികമായും മാറിയ ചുറ്റുപാടിൽ അതിജീവിക്കാനുള്ള ശേഷി നേടും. അതിനൊപ്പം വിഭജിക്കുകയും ചെയ്യും. മാറിയ ചുറ്റുപാടിനോട് പൊരുത്തപ്പെടാൻ കഴിയാത്ത അംഗങ്ങൾ ക്രമേണ കുറഞ്ഞുവരികയും ചെയ്യും. ഇങ്ങനെയാണ് പരിണാമം പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. എന്നാൽ ഇതൊരിക്കലും ആരും മുൻകൈ എടുത്ത് ചെയ്യുന്നതല്ല. പ്രകൃതിയിൽ സ്വാഭാവികമായി സംഭവിക്കുന്നതാണ്.

സ്പഡ്സെല്ലിനെ അടുത്തറിയാം

അതീജീവനത്തിനും അതിനൊപ്പം പുറം ഭാഗത്തെ ആവരണം വികസിപ്പിക്കാനുമായി സ്പഡ്സെല്ലിന് അതിന്റെ ചുറ്റുപാടിൽ നിന്ന് ലൈപ്പോസോമുകൾ എന്ന കൊഴുപ്പ് കുമിളകളെ അകത്തേക്കെടുക്കാനുള്ള കഴിവുണ്ട്. ഇതിന് സ്പഡ്സെല്ലിനെ സഹായിക്കുന്നത് അതിന്റെ ആവരണത്തിലെ ഒരു തരം പ്രോട്ടീനുകളാണ്. ലൈപ്പോസോമുകളെ അകത്തേക്ക് സ്വീകരിക്കാനായി ഈ പ്രോട്ടീനുകൾ കാത്തിരിക്കും. സ്പഡ്സെല്ലിനകത്തെ DNA -യിലെ വിവരങ്ങൾക്കനുസരിച്ചാണ് അവ നിർമ്മിക്കപ്പെടുന്നത്. അതുകൊണ്ട് തന്നെ ആ പ്രോട്ടീനുകളുടെ നിർമ്മാണം നിയന്ത്രിക്കുന്നതിലൂടെ എപ്പോഴൊക്കെ എത്രത്തോളം ലൈപ്പോസോമുകളെ അകത്തേക്കെടുക്കണം എന്ന് സ്പഡ്സെല്ലിന് സ്വയം തീരുമാനമെടുക്കാം. പക്ഷെ, ഒരു ജീവ കോശവുമായി താരതമ്യം ചെയ്താൽ, സ്പഡ്സെൽ അതിന്റെ ആവരണത്തിന്റെ അറ്റകുറ്റപ്പണിയും വികസനവും ഒക്കെ നടത്തുന്നത് പുറത്തുനിന്ന് റെഡി മേഡ് ആയി പദാർത്ഥങ്ങളെ സ്വീകരിച്ചുകൊണ്ട് മാത്രമാണെന്ന് മനസ്സിലാക്കാം. എന്നാൽ ജീവകോശങ്ങൾ അറ്റകുറ്റപ്പണികൾക്കായി തന്മാത്രകളെ പലപ്പോഴും അസംസ്കൃതവസ്തുക്കളായാണ് പുറത്തുനിന്ന് സ്വീകരിക്കുന്നത്. എന്നിട്ട് കോശത്തിനകത്ത് വിവിധ രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ വഴി ആവശ്യാനുസരണമുള്ള സംയുക്തങ്ങൾ നിർമ്മിക്കും. അവ ഉപയോഗിച്ചാണ് കോശത്തിന്റെ ഘടനാപരമായുള്ള അറ്റകുറ്റപ്പണികളും വികസനവും ഒക്കെ നടത്തുന്നത്. ജീവ കോശത്തെ ഇതിനായി സഹായിക്കുന്നത് അതിന്റെ ജനിതകത്തിലെ വ്യത്യസ്ത ജീനുകൾ നൽകുന്ന വിവരത്തിനനുസരിച്ച് നിർമ്മിച്ചെടുക്കുന്ന എൻസൈമുകളാണ്.

പിന്നെയുള്ളത് സ്പഡ്സെല്ലിന് വിഭജിക്കാൻ കഴിയുമോയെന്ന ചോദ്യമാണ്. ജീവകോശങ്ങളുടെ വിഭജനം വളരെ സങ്കീർണ്ണവും നിയന്ത്രിതവുമായ കോശപ്രവർത്തങ്ങളുടെ ഫലമായാണ് നടക്കുന്നത്. കോശങ്ങൾക്കകത്തെ പ്രോട്ടീൻ നിർമ്മിത നാരുകൾ കൊണ്ടുള്ള സൈറ്റോസ്കെലട്ടൺ ഘടനയ്ക്ക് കോശവിഭജനത്തിൽ അതിപ്രധാനമായ പങ്കുണ്ട്. എന്നാൽ സ്പഡ്സെല്ലിന്റെ വിഭജനം നടക്കുന്നത് മറ്റൊരു രീതിയിലാണ്. ജീവകോശങ്ങളെ പോലെ സ്വതന്ത്രമായുള്ള വിഭജനമല്ലത്. സ്പഡ്സെല്ലിന്റെ ആവരണത്തിൽ ഒരു പ്രത്യേക പ്രോട്ടീൻ അടയാളം(പ്രോട്ടീൻ ടാഗ്) അവിടവിടെയായി സ്ഥാപിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. ശാസ്ത്രജ്ഞർ സ്പഡ്സെല്ലിന്റെ ജനിതകത്തിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്ന ഒരു പ്രത്യേക ജീൻ ആണ് ഈ പ്രോട്ടീൻ ടാഗുകളുടെ നിർമ്മാണത്തിന് പിന്നിൽ. പ്രോട്ടീൻ ടാഗുകൾക്ക് ചുറ്റുപാടിൽ നിന്നുള്ള സ്ട്രെപ്റ്റാവിഡിൻ എന്ന തന്മാത്രകളെ ആകർഷിക്കാൻ കഴിയും. അതുകൊണ്ട് പ്രോട്ടീൻ ടാഗുകളുള്ള സ്പഡ്സെല്ലിന്റെ ഭാഗത്തൊക്കെ സ്ട്രെപ്റ്റാവിഡിൻ അടിഞ്ഞുകൂടും. ആ ഭാഗങ്ങളിൽ സ്വാഭാവികമായും അകത്തേക്കുള്ള മർദം ഉയരുകയും സ്പഡ്സെല്ലിന്റെ ആവരണത്തിൽ ഉള്ളിലോട്ടായി ഒരു ചെറിയ കുഴി രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യും. വിപരീത ധ്രുവ്വങ്ങളിലായി ഇത്തരത്തിൽ സ്ട്രെപ്റ്റാവിഡിൻ തന്മാത്രകൾ അടിഞ്ഞുകൂടി കുഴികൾ രൂപപ്പെടുകയാണെങ്കിൽ അവ ക്രമേണ പരസ്പരം കൂട്ടിമുട്ടുകയും സ്പഡ്സെൽ രണ്ടായി മാറുകയും ചെയ്യും. പക്ഷെ ഇത് നടക്കുന്നത് പൂർണ്ണമായും സാധ്യതയുടെ അടിസ്ഥാനത്തിലാണ്. കാരണം പ്രോട്ടീൻ ടാഗുകൾ സ്പഡ്സെല്ലിന്റെ വിപരീത ധ്രുവ്വങ്ങളിൽ തന്നെ സ്ഥാപിക്കപ്പെടണം എന്ന് നിർബന്ധമില്ല. ചിലപ്പോൾ അടുത്തടുത്തായിരിക്കും. അങ്ങനെയാണെങ്കിൽ സമമായ വിഭജനം നടന്ന് രണ്ട് തുല്യമായ പുതിയ സ്പഡ്സെല്ലുകൾ രൂപപ്പെടില്ല. അതുമാത്രമല്ല വിഭജിക്കപ്പെടുന്ന സ്‌പ്‌ഡ്‌സെല്ലുകളിൽ കൃത്യമായ അളവിൽ ജനിതകം വീതിച്ച് കിട്ടണം എന്നുമില്ല. അതുകൊണ്ട് തന്നെ സ്‌പ്‌ഡ്‌സെല്ലുകളുടെ വിഭജനം ജീവകോശങ്ങളുമായി താരതമ്യം ചെയ്തുനോക്കിയാൽ വളരെയധികം പ്രാഥമികവും കൃത്യതയില്ലാത്തതുമാണ് എന്ന് മനസ്സിലാക്കാം.

ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട കാര്യം സ്പഡ്സെൽ പരിണാമത്തിന് വിധേയമാകുന്നുണ്ടോ എന്നുള്ളതാണ്. ചുറ്റുപാടിനോട് അനുകൂലമായ പൊരുത്തപ്പെടലുകളുള്ള സ്പഡ്സെല്ലുകൾ അതില്ലാത്തവയെ അപേക്ഷിച്ച് കൂടുതൽ നന്നായി അതിജീവിക്കുകയും വിഭജിക്കുകയും ചെയ്യുന്നുണ്ടെങ്കിൽ അവ പരിണമിക്കുന്നുണ്ട് എന്നാണ് മനസ്സിലാക്കേണ്ടത്. അത് കണ്ടെത്താനായി ശാസ്ത്രജ്ഞർ ചില സ്പഡ്സെല്ലുകളിലെ ഡി.എൻ.എ യിൽ ഒരു പ്രത്യേക പ്രോട്ടീൻ നിർമ്മിക്കാനാവശ്യമായ ജീൻ കൂട്ടിച്ചേർത്തു. അവയിൽ മാത്രം ആ പ്രത്യേക പ്രോട്ടീൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുകയും തുടർന്ന് സ്പഡ്സെല്ലുകളുടെ ആവരണത്തിൽ കൂട്ടിച്ചേർക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യും. ആവരണത്തിൽ കൂട്ടിച്ചേർക്കപ്പെടുന്ന ഈ ഫ്യൂഷൻ പ്രോട്ടീനുകൾക്ക് വളരാനും അതിജീവിക്കാനുമായി സ്പഡ്സെല്ലുകൾക്ക് പുറത്ത് നിന്ന് ലഭ്യമാക്കുന്ന ഫീഡർ കൊഴുപ്പ് കണികകളെ(കൊഴുപ്പ് ആവരണം കൊണ്ട് പൊതിഞ്ഞ ന്യൂട്രിയന്റ് പാക്കേജുകൾ) ആകർഷിക്കാനുള്ള കഴിവുണ്ട്. അതുകൊണ്ട് തന്നെ ആ ജീൻ കിട്ടിയ സ്പഡ്സെല്ലുകൾ ഫ്യൂഷൻ പ്രോട്ടീനുകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുകയും അതുവഴി കൂടുതൽ ഫീഡർ കൊഴുപ്പ് കണികകളെ ഉള്ളിലേക്കെടുക്കുകയും ചെയ്യും. അങ്ങനെ ആ കൂട്ടം സ്പഡ്സെല്ലുകൾ നന്നായി വികസിക്കുകയും വിഭജിക്കുകയും ചെയ്യും. സ്പഡ്സെൽ പോപ്പുലേഷനിൽ ആ പ്രത്യേക ജീൻ കിട്ടാത്തവ ക്രമേണ കുറഞ്ഞുവരികയും ജീൻ കിട്ടിയവ കൂടുകയും ചെയ്യും. ഇതിൽ നിന്ന് മനസ്സിലാക്കേണ്ടത് സ്വാഭാവിക തിരഞ്ഞെടുപ്പെന്ന സവിശേഷത സ്പഡ്സെല്ലുകൾ കാണിക്കുന്നുണ്ട് എന്നാണ്. പക്ഷെ അവിടെയും ഒരു പ്രശ്നമുണ്ട്. ശാസ്ത്രജ്ഞർ മുൻകൈയ്യെടുത്തിട്ടാണ് സ്പഡ്സെല്ലിൽ ആ ജീൻ കൂട്ടിച്ചേർത്തത്. ജീവപരിണാമത്തിൽ സ്വാഭാവികമായാണ് മ്യൂട്ടേഷനുകൾ വന്നുചേരുന്നത്.

അടുത്ത ചോദ്യം ജീവകോശങ്ങളെ പോലെ സ്പഡ്സെല്ലുകൾക്ക് തങ്ങൾക്കാവശ്യമായ പ്രോട്ടീൻ തന്മാത്രകൾ കോശപ്രവർത്തനങ്ങളിലൂടെ ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കാൻ കഴിയുമോ എന്നതാണ്. സ്‌പ്‌ഡ്‌സെല്ലിലെ ഡി.എൻ.എ തന്മാത്രകളിലുള്ള ജീനുകളിലെ വിവരങ്ങളിൽ നിന്ന് പ്രോട്ടീൻ നിർമ്മിക്കാൻ അത്യാവശ്യമായ റൈബോസോമുകളും എൻസൈമുകളും സ്പഡ്സെല്ലിൽ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഫീഡർ കൊഴുപ്പ് കണികകൾ വഴി നൽകുന്നുണ്ട്. സ്വതന്ത്രമായ ഒരു ജീവ കോശത്തിൽ നടക്കുന്ന പോലുള്ള വിവിധങ്ങളായ പ്രോട്ടീനുകൾ നിർമ്മിക്കപ്പെടുന്നില്ലെങ്കിലും നിലനിൽക്കാനാവശ്യമായ പ്രാഥമികമായ പ്രോട്ടീൻ നിർമ്മാണ ജോലികൾ സ്‌പ്‌ഡ്‌സെല്ലിൽ നടക്കുന്നുണ്ട്.

സ്പഡ്‌സെല്ലിനെ ഒരു ജീവകോശമായി പരിഗണിക്കാൻ കഴിയുമോ?

ജനിതക തന്മാത്രയായ ഡി.എൻ.എ യിൽ എഴുതപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന റെസിപ്പിയിൽ നിന്ന് പ്രോട്ടീൻ നിർമ്മിക്കുന്ന ജോലി റൈബോസോമുകളുടെതാണ് (ഡി.എൻ.എ യിലെ വിവരങ്ങൾ ആർ.എൻ.എ യിലേക്ക് മാറ്റപ്പെട്ട ശേഷം). അങ്ങനെയാണെങ്കിൽ റൈബോസോമുകൾ എങ്ങനെയാണ് നിർമ്മിക്കപ്പെടുന്നത്? ജീവകോശങ്ങളിലെ ജനിതകത്തിൽ റൈബോസോമുകൾ നിർമ്മിക്കാനാവശ്യമായ വിവരങ്ങളും ഉണ്ടാകും. അതുകൊണ്ട് തന്നെ ഒരു പ്രത്യേക സമയം കഴിയുമ്പോൾ റൈബോസോമുകൾ നശിച്ച് പോയാൽ തന്നെയും കോശങ്ങളിൽ പുതിയ റൈബോസോമുകളുടെ ഉത്പാദനം തുടങ്ങും. എന്നാൽ സ്പഡ്സെല്ലിനെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം റൈബോസോം നിർമ്മാണത്തിനായാവശ്യമായ റെസിപ്പി ശാസ്ത്രജ്ഞർ അതിന്റെ ഡി.എൻ.എ തന്മാത്രകളിൽ കൂട്ടിച്ചേർത്തിട്ടില്ല. റൈബോസോം നിർമ്മാണം വളരെ സങ്കീർണ്ണമായ കാര്യമാണ്. കാരണം വിവിധങ്ങളായ പ്രോട്ടീനുകളും ആർ.എൻ.എ തന്മാത്രകളും നിർമ്മിച്ച് അവയെ പ്രത്യേക രീതിയിൽ കൂട്ടിയോജിപ്പിച്ചിട്ടാണ് ജീവ കോശങ്ങളിൽ റൈബോസോമുകൾ നിർമ്മിക്കപ്പെടുന്നത്. അത്തരത്തിലുള്ള കൃത്യതയോടെയും ക്രമത്തിലുമുള്ള നിർമ്മാണജോലികൾ നടത്താൻ വ്യത്യസ്തങ്ങളായ എൻസൈമുകളുടെ സഹായവും ആവശ്യമാണ്. അത്തരം സംവിധാനങ്ങൾ നിലവിൽ സ്പഡ്‌സെല്ലിൽ വികസിപ്പിച്ചെടുക്കാൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് തത്കാലം കഴിഞ്ഞിട്ടില്ല.

മറ്റൊരു പ്രധാന പരിമിതി എന്ന് പറയുന്നത് ഒരു സ്പഡ്‌സെൽ വിഭജനത്തിലൂടെ 5 തലമുറകൾ പിന്നിട്ടുകഴിഞ്ഞാൽ തുടർന്നുണ്ടാകുന്ന സ്പഡ്‌സെല്ലുകളിലെ 30 ശതമാനത്തിനുമാത്രമാണ് വിഭജനത്തിനുശേഷം മുഴുവൻ ജനിതകവും ലഭിക്കുന്നുള്ളൂ എന്നതാണ്. ബാക്കിയുള്ളവയിൽ ഭാഗികമായാണ് ജനിതകം വിതരണം ചെയ്യപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത്.

സ്പഡ്സെല്ലിന് അതിജീവനം സാധ്യമാകണമെങ്കിൽ പുറത്തുനിന്ന് പോഷണങ്ങളും റൈബോസോമുകളും ഒക്കെ റെഡി മേഡ്‌ ആയി ഗവേഷകർ നൽകേണ്ടതായിട്ടുണ്ട്. നേരത്തെ പറഞ്ഞ പോലെ കോശവിഭജനം നടക്കാനായി സ്‌ട്രെപ്റ്റാവിഡിൻ എന്ന പ്രോട്ടീൻ തന്മാത്രകൾ ലഭ്യമാക്കേണ്ടതായിട്ടുണ്ട്. അതുകൊണ്ട് തന്നെ സ്പഡ്സെല്ലുകൾക്ക് ജീവ കോശങ്ങളെ പോലെ സ്വതന്ത്രമായ നിലനിൽപ്പ് സാധ്യമല്ല. പുറത്ത് നിന്നുള്ള പിന്തുണ തുടർച്ചയായി ആവശ്യമാണ്.

സ്പഡ്‌സെൽ തുറന്നിടുന്ന സാധ്യതകൾ

സ്പഡ്സെല്ലിനെ ഒരിക്കലും പരിപൂർണ്ണമായ ഒരു കോശമായി പരിഗണിക്കാൻ കഴിയില്ലെങ്കിലും സിന്തറ്റിക് ബയോളജി എന്ന ശാസ്ത്രശാഖയിൽ സ്പഡ്‌സെൽ വലിയ സാധ്യതകളാണ് തുറന്നിടുന്നത്. കോശങ്ങളിലെ ഡി.എൻ.എ യിലും അതുവഴി കോശങ്ങൾക്കകത്തെ ജൈവരാസപ്രവർത്തനങ്ങളിലും മാറ്റങ്ങൾ വരുത്തി പുതിയ ജൈവ സംവിധാനങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കുന്നതിനാണ് ഈ മേഖലയിൽ കൂടുതലായും ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചിരുന്നത്. സ്പഡ്‌സെല്ലിനെക്കാളും മെച്ചപ്പെട്ടതും ഫലപ്രദവുമായ സിന്തറ്റിക് കോശങ്ങൾ ഭാവിയിൽ വികസിപ്പിച്ചെടുക്കാനായാൽ വാക്‌സിനുകൾ, ആന്റിബയോട്ടിക്കുകൾ, വിവിധങ്ങളായ മരുന്നുകൾ തുടങ്ങിയവയുടെ ഉത്പാദനം കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമായി നടത്താൻ സഹായപ്രദമാകും. ഭക്ഷ്യവ്യവസായത്തിലും കാർഷിക മേഖലയിലുമുൾപ്പെടെ ഇത്തരം സിന്തറ്റിക് കോശങ്ങൾക്ക് ഭാവിയിൽ വലിയ സംഭാവനകൾ നൽകാനാവും. അതിനൊപ്പം ഭൂമിയിൽ ജീവനെങ്ങനെ ഉടലെടുത്തു എന്നും ആദ്യത്തെ കോശത്തിന്റെ പ്രത്യേകതകൾ എന്തൊക്കെയാണെന്നുമുള്ള കാലങ്ങളായുള്ള അന്വേഷണങ്ങൾക്കുള്ള ഉത്തരങ്ങൾ കണ്ടെത്താനും സ്പഡ്‌സെൽ ഗവേഷണങ്ങൾ സഹായിക്കും.

Content summary: Scientists have developed SpudCell, a synthetic cell-like system that mimics several fundamental functions of living cells, including growth, protein production, and limited evolution. While it is not a true living cell, the breakthrough marks a significant step toward understanding the origin of life and advancing synthetic biology for future applications in medicine, agriculture, and biotechnology.