നമ്മുടെ സന്തത സഹചാരി; ഭൂമിയിൽ ഏറ്റവും കൂടുതൽ പഠനങ്ങൾ നടത്തപ്പെട്ട ബാക്ടീരിയ!

ഭൂമിയിലെ വ്യത്യസ്‌തങ്ങളായ പരിസ്ഥിതികളിൽ, വളരെ കഠിനമായ സാഹചര്യങ്ങളിൽ പോലും അതിജീവിക്കാൻ ശേഷിയുള്ളവയാണ് ഏകകോശ ജീവികളായ ബാക്ടീരിയകൾ. 1676 ൽ അന്റോണി വാൻ ലീവെൻഹോക്ക് (Antonie Van Leeuwenhock)ബാക്ടീരിയയെ ആദ്യമായി നിരീക്ഷിച്ചിരുന്നു. എങ്കിലും അവയ്ക്ക് 'ബാക്ടീരിയ' എന്നു പേരിട്ടത് 1838 ൽ ക്രിസ്റ്റ്യൻ ഗോട്ട്ഫ്രഡ്‌ ഇഹേൻബർഗ് (Christian Gottfried Ehrenberg) എന്ന ജർമൻ ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ആണ്. ഏകദേശം 30000 വ്യത്യസ്‌ത സ്‌പീഷീസ് ബാക്ടീരിയത്തെ ഗവേഷകർ തിരിച്ചറിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്. മനുഷ്യ സമൂഹത്തിന്റെ പുരോഗതിയെ ആഴത്തിൽ സ്വാധീനിച്ച ഒട്ടേറെ പഠനങ്ങളും പരീക്ഷണങ്ങളും ബാക്ടീരിയയിൽ ശാസ്ത്രജ്ഞർ നടത്തിയിട്ടുണ്ട്. അതിൽ തന്നെ ഏറ്റവും കൂടുതൽ പഠനങ്ങൾ നടത്തപ്പെട്ട ബാക്ടീരിയമാണ് എസ്‌കരേഷ്യ കോളി (Escherichia coli). മൈക്രോബയോളജി, ബയോകെമിസ്ട്രി, ബയോടെക്‌നോളജി തുടങ്ങിയ ആധുനിക ശാസ്ത്രശാഖകളിലെ പഠനങ്ങൾക്ക് ഏറ്റവും കൂടുതൽ ഉപയോഗിച്ചിരുന്ന 'model specimen' ആയിരുന്ന ഇ. കോളി (E. coli) ബാക്ടീരിയ. ഭൂമിയിൽ ഏറ്റവും കൂടുതൽ പഠനങ്ങൾ നടത്തപ്പെട്ട ബാക്ടീരിയ എന്ന് ഇ. കോളിയെ ഒറ്റ വാക്കിൽ വിശേഷിപ്പിക്കാം. 

ഇ. കോളിയുടെ ചരിത്രം 

1857 ൽ ജർമനിയിൽ ജനിച്ച തിയോഡർ ഇസ്ക്കറിച്ച് (Theodor Escherich) ശിശു - സാംക്രമിക രോഗ (Pediatric infectious disease) വിദഗ്‌ധനായ ഡോക്ടറായിരുന്നു. നവജാത ശിശുക്കളുടെ വിസർജ്യത്തിലെ ബാക്ടീരിയകളെ കുറിച്ചുള്ള പഠനങ്ങളിൽ നിന്നാണ് അദ്ദേഹം ഇ. കോളി ബാക്ടീരിയത്തെ കണ്ടുപിടിച്ചത്. കുടലിൽ (intestine) വസിക്കുന്ന ബാക്ടീരിയ എന്ന അർഥത്തിൽ  അവയ്ക്ക് അദ്ദേഹം Bacterium coli commune എന്ന പേര് നൽകി. പോളണ്ടുകാരനായ വാൾട്ടർ മിഗുല (Walter Migula) അവയെ 1895 ൽ Bacillus coli എന്ന് പുനർനാമകരണം ചെയ്യുകയുണ്ടായി. ഇറ്റലിക്കാരനായ ആൽഡോ ഇ. കാസ്‌റ്റിലാനി (Aldo E. Castellani), ഇംഗ്ലിഷുകാരനായ ആൽബർട്ട് ജെ. കാൽമേഴ്‌സ് (Albert J. Chalmers) എന്നിവർ 1919 ൽ സംയുക്തമായി നടത്തിയ വർഗീകരണത്തിലാണ് E. coli ക്ക് Escherich coli എന്ന പേരു നൽകിയത്.  

ഷിജല്ല (shigella), സാൽമോണെല്ല (Salmonella) തുടങ്ങിയ അപകടകാരികളായ ബാക്ടീരിയകൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന 'Enterobacteriaceae' എന്ന കുടുംബത്തിലാണ് ഇ. കോളി ഉൾപ്പെടുന്നത്. എന്നാൽ ചില തരങ്ങൾ (Strains) ഒഴികെ ഇ. കോളി പൊതുവേ അപകടകാരികളല്ല. മനുഷ്യനിൽ വൻകുടലിൽ അവ വസിക്കുന്നു. നമ്മുടെ കുടലിൽ ഇ. കോളി ബാക്ടീരിയത്തിന്റെ സാന്നിധ്യം നമുക്ക് അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്. ദഹനം പൂർത്തിയാക്കാതെ വൻകുടലിൽ എത്തിച്ചേരുന്ന ചില ഭക്ഷണ പദാർഥങ്ങളുടെ വിഘടനം, വിറ്റാമിൻ K യുടെ ഉൽപാദനം, ഇരുമ്പിന്റെ ആഗീരണം തുടങ്ങിയ ജൈവ പ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് ഇ. കോളിയുടെ സാന്നിധ്യം കുടലിൽ അനിവാര്യമാണ്. കുടലിനെ ബാധിക്കുന്ന മറ്റ് രോഗാണുക്കളായ ബാക്ടീരിയകളെ ചെറുക്കാനും ഇ. കോളി നമ്മെ സഹായിക്കുന്നു. ഒരു കുഞ്ഞ് ജനിച്ച് 40 മണിക്കൂറിനകം കുഞ്ഞിന്റെ വൻകുടലിൽ ഇ. കോളി ബാക്ടീരിയത്തിന്റെ സാന്നിധ്യം രൂപപ്പെടുന്നു എന്ന് പഠനങ്ങൾ പറയുന്നു. 

ജീൻ പ്രവർത്തനവും ഇ. കോളിയും 

ഒരു ജീവിയുടെ ശരീരത്തിന്റെ വ്യത്യസ്‌ത സ്വഭാവങ്ങളെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന DNA യുടെ ചെറിയ ഭാഗങ്ങളാണ് ജീനുകൾ. ജീനുകളുടെ നിയന്ത്രണം DNA യിൽ എങ്ങനെ പ്രാവർത്തികമാക്കുന്നു എന്ന് വ്യക്തമായി പ്രതിപാദിച്ച ആദ്യത്തെ പരീക്ഷണം നടത്തിയത്  ഇ. കോളിയിൽ ആയിരുന്നു. പാരീസിലെ പാസ്‌റ്റർ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ആയിരുന്ന ഫ്രാൻകോയിസ്സ്  ജേക്കബും (Francois Jacob) ജാക്വസ് എൽ. മോണോഡും (Jacques L. Monod) ചേർന്ന് 1960 ൽ   ഇ. കോളിയിൽ നടത്തിയ പരീക്ഷണം ചരിത്രമായി മാറി.  ഇ. കോളി ബാക്ടീരിയത്തിൽ ഊർജസ്രോതസായി ഗ്ളൂക്കോസിനു പകരം ലാക്റ്റോസ് (Lactose) നൽകിയപ്പോൾ. ലാക്റ്റോസ് ദഹിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള എൻസൈമുകൾ എങ്ങനെ  ഇ. കോളിയിലെ  ജീനുകൾ ഉൽപാദിപ്പിക്കുന്നു എന്നും പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ ഇരുവരും വിശദീകരിച്ചു. മോളിക്കുലാർ ബയോളജിയിൽ പുതിയ ചരിത്രം സൃഷ്‌ടിച്ച അവരുടെ കണ്ടുപിടിത്തത്തിന് 1965 - ലെ വൈദ്യശാസ്ത്രത്തിനുള്ള നൊബേൽ സമ്മാനം ലഭിക്കുകയുണ്ടായി. 

ജനിതക എൻജിനീയറിങ്ങും ഇ. കോളിയും 

ലോകത്തെ ആദ്യത്തെ ജനിതക വ്യതിയാനം വരുത്തിയ DNA നിർമിച്ചത് 1973 ൽ അമേരിക്കൻ ഗവേഷകരായ ഹെർബെർട്ട് ഡബ്ള്യൂ. ബോയറും (Herbert W. Boyer) സ്‌റ്റാൻലി എൻ. കോഹനും (Stanley N. Cohen) ചേർന്നാണ്. സാൽമോണല്ല ബാക്ടീരിയത്തിൽ നിന്നു വേർതിരിച്ചെടുത്ത ആന്റിബയോട്ടിക് പ്രതിരോധ ജീനിനെ ഇ. കോളി ബാക്ടീരിയത്തിന്റെ ജനിതക ഘടനയിലേക്ക് സന്നിവേശിപ്പിക്കുന്നതിൽ അവർ വിജയിച്ചു. തവളയിൽ നിന്നു വേർതിരിച്ചെടുത്ത ജീനിനെ ഇ. കോളി ബാക്ടീരിയയുടെ DNA യിലേക്ക് കൂട്ടിച്ചേർക്കാനും അവർക്കു കഴിഞ്ഞു. ജനിതക എൻജിനീയറിങ്ങിന്റെ വികാസം അവിടെ നിന്നാരംഭിക്കുന്നു.

ഇ. കോളിയും കുടിവെള്ള നിലവാരവും 

മനുഷ്യന് കുടിക്കാനുള്ള ജലത്തിന്റെ നിലവാരം സംബന്ധിച്ച്  വ്യത്യസ്‌തമായ മാനദണ്ഡങ്ങൾ ഇന്ന് ലോകത്ത് നിലനിൽക്കുന്നുണ്ട്. WHO (World Health Organization), BIS (Bureau of Indian Standards), KSPCB (Kerala State Pollution Control Board) എന്നിവയുടെ മാനദണ്ഡപ്രകാരം കുടിക്കാനുള്ള ജലത്തിൽ ഇ. കോളി ബാക്‌ടീരിയയുടെ സാന്നിധ്യം അനുവദനീയമല്ല. മനുഷ്യവിസർജ്യത്തോടൊപ്പം ഇ.കോളി ബാക്‌ടീരിയ വൻകുടലിൽ നിന്നു പുറത്തേക്കു വരുന്നതു കൊണ്ട്, ഇ. കോളി ബാക്ടീരിയത്തിന്റെ സാന്നിധ്യമുള്ള ജലത്തിൽ മനുഷ്യവിസർജ്യം കലർന്നിരിക്കാം എന്ന് അനുമാനിക്കാം. അത്തരം ജലത്തിൽ ഇ. കോളിക്കു പുറമേ ടൈഫോയിഡ് കാരണമാകുന്ന സാൽമൊണല്ല, ഷിഗല്ല, വിബ്രിയോ കോളറ തുടങ്ങിയ അപകടകാരികളായ ബാക്ടീരിയകളുടെ സാന്നിധ്യവും ഉണ്ടാകാം. അതുകൊണ്ടു ശുദ്ധജലം ഇ.കോളി വിമുക്തമായിരിക്കണം.  

 പ്രമേഹവും ഇ. കോളിയും 

പ്രമേഹ ചികിത്സയ്ക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഇൻസുലിൻ  ഇ. കോളിയിൽ നിന്നാണ് ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നത്. ജനിതക എൻജിനീറിങ് വഴിയാണ് ഇതു നിർമിക്കുന്നത്. മനുഷ്യന്റെ ഇൻസുലിൻ ജീനുകൾ ഇ. കോളി ബാക്ടീരിയത്തിന്റെ ജനിതക ഘടനയിലേക്ക് ഒട്ടിച്ചു ചേർക്കുന്നു. തുടർന്ന് അവ മനുഷ്യ ഇൻസുലിൻ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ തുടങ്ങുന്നു. 1983 ൽ അമേരിക്കൻ കമ്പനിയായ Eli Lillyയാണ് ഇത്തരം മാറ്റങ്ങൾ ഇ. കോളി ബാക്ടീരിയയിൽ  വരുത്തി ഇൻസുലിൻ ഉൽപാദിപ്പിക്കുന്നതിൽ വിജയിച്ചത്. 1998 ൽ Eli Lilly, Humapen, Humalog തുടങ്ങിയ പേരുകളിൽ മനുഷ്യ ഇൻസുലിൻ വിപണിയിലിറക്കി ചരിത്രം സൃഷ്ടിച്ചു.  

English summary : Escherichia coli Causes, Symptoms, Prevention, Risks