‘ചിലന്തിവല’ അൽസ് ഹൈമേഴ്സിന് പരിഹാരം; ‘പൂപ്പൽ’ നോക്കി ജപ്പാൻ അതിവേഗ റെയിൽ; പ്രകൃതിയിലെ റോൾ മോഡലുകൾ
Mail This Article
മനുഷ്യനിർമിത വസ്തുക്കളേക്കാൾ ഒരുപാട് സങ്കീർണമായ നിർമിതികളും ഘടനകളും നമ്മുടെ പ്രകൃതിയിലുണ്ട്. പലപ്പോഴും പ്രകൃതിയിലെ പ്രതിഭാസങ്ങളാണ് മനുഷ്യനിർമിതികൾക്കു പിന്നിൽ. അതിൽ ഒന്നാം സ്ഥാനത്ത് നിൽക്കുന്നത് സ്ലിമെ മോൾഡ്സ് എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഫംഗസ് അഥവാ പൂപ്പലുകളാണ്. ജപ്പാനിലെ പ്രധാനപ്പെട്ട നഗരങ്ങളെ രാജ്യതലസ്ഥാനമായ ടോക്കിയോയുമായി ബന്ധപ്പെടുത്തി അതിവേഗ റെയിൽപാതകൾ നിർമിക്കാൻ അധികൃതർ തീരുമാനിച്ചപ്പോൾ ഈ ഫംഗസിന്റെ സഹായമാണ് തേടിയത്.
ഏകകോശജീവികളാണെങ്കിലും ഇവയ്ക്ക് എവിടേക്കും അതിവേഗം എത്തിച്ചേരുന്നതിനുള്ള എളുപ്പമാർഗം കണ്ടുപിടിക്കാൻ സാധിക്കും. ഓട്സ് ധാന്യം ജപ്പാനിലെ പ്രധാന നഗരങ്ങളിൽ ക്രമീകരിക്കുകയും ഇവിടേക്ക് എത്താൻ ഫംഗസ് ഏത് വഴി കണ്ടെത്തുന്നുവെന്നും ഗവേഷകർ നിരീക്ഷിച്ചു. ഈ പരീക്ഷണം വിജയമാവുകയും ഫംഗസുകൾ കണ്ടത്തിയ വഴികളുടെ മാതൃകയിൽ സമാനമായ പാതയിലാണ് പിന്നീട് അതിവേഗ റെയിൽപാതകൾ നിർമിക്കപ്പെട്ടതും.
ചിലന്തിവലകളുടെ സങ്കീർണ്ണത
സമാനമായ ഒരു ഗവേഷണത്തിലാണ് സ്വീഡനിലെ ഒരു മെഡിക്കൽ സർവകലാശാലയും. ഇവരുടെ പഠനം ചിലന്തിവലകൾക്ക് മനുഷ്യരിലുണ്ടാകുന്ന അൽസ് ഹൈമേഴ്സ് അഥവാ മറവി രോഗം, പാർക്കിൻസൺസ് തുടങ്ങിയ അസുഖങ്ങൾക്ക് പരിഹാരം കാണാൻ കഴിയുമോ എന്നതാണ്. ചിലന്തികൾ നിർമിത വലയുടെ കരുത്തിന്റെ രഹസ്യം അന്വേഷിച്ച് ഗവേഷകർ യാത്ര ആരംഭിച്ചിട്ട് പതിറ്റാണ്ടുകളായി. സിൽക്ക് എന്ന് ശാസ്ത്രലോകം വിളിക്കുന്ന ചിലന്തി വല നിർമിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന വസ്തു ലോകത്തെ തന്നെ ഏറ്റവും കരുത്തുള്ള പദാർത്ഥങ്ങളിൽ ഒന്നായാണ് കണക്കാക്കുന്നത്.
കരുത്ത് മാത്രമല്ല മറ്റ് ചില അത്ഭുതപ്പെടുത്തുന്ന പ്രത്യേകതകൾ കൂടി ഈ സ്പൈഡർ സിൽക്കിനുണ്ട്. ഉദാഹരണത്തിന് ഇവ കൃത്രിമമായി ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കാൻ ശാസ്ത്രലോകത്തിന് കഴിഞ്ഞാൽ ആ കൃത്രിമ സിൽക്കുകൾ ഉപയോഗിച്ച് തലച്ചോറിലെ കോശങ്ങളെയും കൈകാലുകളിലെ ലിംബ് എന്ന് വിളിക്കുന്ന ജോയിന്റുകളെയും തമ്മിൽ നേരിട്ട് ബന്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. ഇതിലൂടെ ഏത് കോശങ്ങളിലേക്കാണോ മരുന്ന് വേണ്ടത് അവിടേക്ക് കൃത്യമായ മരുന്നുകൾ ഈ സിൽക്ക് ഉപയോഗിച്ച് എത്തിക്കാൻ കഴിയും. അതായത് തലച്ചോറുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ചികിത്സാമേഖലയിൽ വിപ്ലവകരമായ മാറ്റം കൊണ്ടുവരാൻ ഇത്തരത്തിലുടെ കൃത്രിമ ചിലന്തിവല നിർമാണത്തിലൂടെ സാധിക്കുമെന്ന് അർത്ഥം
ചിലന്തിവലയിലെ പ്രോട്ടീൻ
സ്പ്രൈഡ്രോയിൻ എന്ന പ്രോട്ടീൻ ആണ് ചിലന്തിവലയ്ക്ക് കരുത്ത് നൽകുന്നതും അവയുടെ ഘടനാപരമായ നിർമിതിയിൽ നിർണ്ണായകമാകുന്നതും. നമുക്ക് അറിയാവുന്നത് പോലെ ചിലന്തിയുടെ അടിവയറിന്റെ ഭാഗത്ത് നിന്നാണ് ഈ പ്രോട്ടീനുകൾ പുറത്തേക്ക് വരുന്നതും ചിലന്തിവലനിർമാണ സമയത്ത് സിൽക്കായി മാറുന്നതും. അതേസമയം സ്പരൈഡ്രോയിൻ എന്നത് ഒരു പ്രോട്ടീനല്ല ഒരു കൂട്ടം പ്രോട്ടീനുകളാണ്. വിവിധ തരം വലകൾ നിർമിക്കാനും, വിവിധ തരത്തിൽ വലകളിലെ നാരുകൾ തമ്മിൽ ബന്ധിപ്പിക്കാനും ഉപയോഗിക്കുന്നത് വ്യത്യസ്ത തരത്തിലുള്ള പ്രോട്ടീനുകളാണ്. അടിയവയറ്റിലെ ശരീരഭാഗത്ത് എണ്ണത്തുള്ളികൾ പോലെയാണ് ഈ പ്രോട്ടീനുകൾ ശേഖരിച്ച് വച്ചിരിക്കുന്നത്. ഇങ്ങനെ എണ്ണത്തുള്ളികൾ പോലുള്ള പ്രോട്ടീനുകൾ എങ്ങനെ നാരുകളായി മാറുന്നുവെന്നതാണ് ഗവേഷകർ കണ്ടെത്താൻ ശ്രമിക്കുന്ന മറ്റൊരു കാര്യം.
അതേസമയം വൈദ്യശാസ്ത്രവിഭാഗത്തിലെ ഗവേഷകരുടെ ശ്രദ്ധ ഇക്കൂട്ടത്തിൽ ആകർഷിക്കപ്പെട്ടത് എണ്ണത്തുള്ളികൾ പോലുള്ള പ്രോട്ടീനുകളിലേക്കാണ്. ആൽഫൈ സൈനുക്രൈൻ, താവു എന്നിവ മനുഷ്യന്റെ തലച്ചോറിലുള്ള രണ്ട് പ്രോട്ടീനുകളാണ്. ഈ പ്രോട്ടീനുകള് തലച്ചോറിനെ ന്യൂറോണുകൾക്ക് ശക്തി കൊടുക്കുന്നതിൽ നിർണായകമായ പങ്ക് വഹിക്കുന്നവയാണ്. എന്നാൽ ഈ പ്രോട്ടീനുകൾ രൂപപ്പെടുന്നതിലുണ്ടാകുന്ന താളപ്പിഴകളാണ് അൽസ് ഹൈമേഴ്സ്, പാർക്കിൻസൺസ് പോലുള്ള രോഗങ്ങളിലേക്ക് നയിക്കുന്നത്.
ന്യൂഡിൽസ് പോലെ കൂടിപ്പിണയുന്ന തലച്ചോറിലെ പ്രോട്ടീൻ
താവു പ്രോട്ടീനുകളുടെ ഘടനയിലുണ്ടാകുന്ന മാറ്റമാണ് അൽസ് ഹൈമേഴ്സിന് കാരണമാകുന്നത്. അതേസമയം ഡോപാമൈൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന തലച്ചോറിലെ കോശങ്ങളിൽ കാണുന്ന ആൽഫൈ സൈനുക്രാൻ പ്രോട്ടീനുകളിലെ രൂപമാറ്റമാണ് പാർക്കിൻസൺസിലേക്ക് നയിക്കുന്നതും. ചിലന്തികളിൽ കാണപ്പെടുന്ന എണ്ണത്തുള്ളികൾ പോലുള്ള പ്രോട്ടീനുകൾക്ക് സമാനമായ രൂപത്തിലാണ് മനുഷ്യന്റെ തലച്ചോറിലെ ഈ പ്രോട്ടീനുകളും ഉള്ളത്. തലച്ചോറിൽ നിന്ന് പുറത്തെടുത്ത് കഴിഞ്ഞാൽ സ്പഗേട്ടി പോലെയോ ന്യൂഡിൽസ് പോലെയോ നീളത്തിൽ നാര് പോലെ വലിയുന്ന ഘടനയാണ് ഈ രണ്ട് പ്രോട്ടീനുകൾക്കും ഉള്ളത്.
എന്നാൽ ചിലപ്പോഴെങ്കിലും തലച്ചോറിനുള്ളിൽ വച്ച് പോലും ഇത്തരത്തിൽ നാരുകൾ പോലുള്ള രൂപത്തിലേക്ക് ഈ പ്രോട്ടീനുകൾ മാറാറുണ്ട്. ഇങ്ങനെ മാറുമ്പോൾ അത് പ്രോട്ടീനുകൾ തമ്മിൽ കൂടിപ്പിണയാൻ ഇടയാകും. അതിനാലാണ് ഇവയെ ന്യൂഡിൽസിനോടും മറ്റും താരതമ്യപ്പെടുത്തിയതും. തലച്ചോറിലുള്ള കൂടിപ്പിണയലാണ് അൽസ് ഹൈമേഴ്സ് പോലുള്ള രോഗങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്നത്.
അൽസ് ഹൈമേഴ്സിനുള്ള പരിഹാരം കാണാനാകുമോ?
ഒന്നു കൂടി വ്യക്തമാക്കിയാൽ വല നെയ്യുമ്പോൾ ചിലന്തികളിൽ നടക്കുന്ന അതേ പ്രവർത്തിയാണ് അൽസ് ഹൈമേഴ്സിലേക്ക് നയിക്കുന്ന പ്രോട്ടീനുകൾക്ക് തലച്ചോറിലും സംഭവിക്കുന്നത്. ചിലന്തികളിൽ എണ്ണത്തുള്ളികളുടെ രൂപത്തിലുള്ള പ്രോട്ടീനുകൾ നാരുകളായി മാറുമ്പോൾ അത് അവയുടെ അതിജീവനത്തിന് സഹായിക്കുന്ന വലനിർമാണത്തിന് ഉപകരിക്കുന്നു. എന്നാൽ ഇതേ പ്രതിഭാസം ഘടനാ മാറ്റം മൂലം തലച്ചോറിൽ സംഭവിക്കുമ്പോൾ അത് അൽഷിമേഴ്സിനോ പാർക്കിൻസൺസിനോ കാരണമാകുന്നു.
അതുകൊണ്ട് തന്നെ ചിലന്തികളിൽ നടക്കുന്ന പ്രോട്ടീനുകളിൽ നിന്ന് നാരുകളിലേക്കുള്ള മാറ്റം കൃത്യമായി മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിഞ്ഞാൽ ഈ പ്രതിഭാസത്തിന്റെ വിപരീത അവസ്ഥ സൃഷിടിക്കാൻ കഴിയുമെന്നാണ് ഗവേഷകരുടെ പ്രതീക്ഷ. അതായത് നാരുകളെ തിരികെ പ്രോട്ടീനുകളിലേക്ക് മാറ്റാനോ അല്ലെങ്കിൽ പ്രോട്ടീനുകൾ നാരുകളായി മാറുന്നത് തടയാനോ സാധിച്ചാൽ അത് വൈദ്യശാസ്ത്രരംഗത്ത് വഴിത്തിരിവാകും. കാരണം ഇതേ മാർഗം ഉപയോഗിച്ച് തലച്ചോറിലെ പ്രോട്ടീനുകളുടെ രൂപമാറ്റം തടയുകയും അതുവഴി പാർക്കിൻസൺ അൽസ് ഹൈമേഴ്സ് രോഗങ്ങളെ ചെറുക്കുകയും ചെയ്യാം.
English Summary: Understanding How Spiders Make Their Silk Could Help Us Treat Alzheimer's