ഗവേഷണത്തിനൊരു ഗ്രാമീണ പ്രോട്ടീൻ

sajith-nainan
ഡോ. നൈനാൻ സജിത് ഫിലിപ്.ചിത്രം: നിഖിൽ രാജ് ∙ മനോരമ
SHARE

പത്തനംതിട്ട ജില്ലയിലെ തെള്ളിയൂർ എന്ന കൊച്ചുഗ്രാമത്തിൽ ഏരീസ് എന്ന ഗവേഷണ കേന്ദ്രത്തിലിരുന്ന്, കൊറോണ പോലെയുള്ള വൈറസുകളുടെയും കോശങ്ങളുടെയും ഉള്ളിലെ പ്രോട്ടീൻ ഘടന തിരിച്ചറിയാൻ സഹായിക്കുന്ന മെഷീൻ ലേണിങ് അൽഗരിതം കണ്ടെത്തിയതിന്റെ ആഹ്ലാദവും ശാസ്ത്രവഴിയുടെ സാധ്യതകളും പങ്കുവയ്ക്കുന്നു, ഭൗതിക – ജ്യോതിശാസ്ത്ര ഗവേഷകൻ ഡോ. നൈനാൻ സജിത് ഫിലിപ്

നമ്മളെപ്പോലെ കണ്ണുകൊണ്ടു മാത്രമാണോ പാമ്പ് എലിയെ കാണുന്നത്? അല്ല. എലിയുടെ ശരീരത്തിൽനിന്നു പുറപ്പെടുന്ന ഇൻഫ്രാറെഡ് പ്രകാശകിരണങ്ങൾ പാമ്പു പിടിച്ചെടുക്കും. എലിയുടെ രൂപം ചുവന്ന തരംഗമായി ശീതരക്തമുള്ള പാമ്പിന്റെ കണ്ണിൽപെടുന്നു. ചൂടും ചുവപ്പും അടുത്തേക്കു വരുമ്പോൾ ഇരയാണെന്ന തിരിച്ചറിവിൽ പിടിച്ചു വിഴുങ്ങുന്നു. മനുഷ്യൻ അടുത്തു ചെല്ലുമ്പോഴും ഇങ്ങനെ തന്നെ. എല്ലാം പ്രകാശത്തിന്റെ കളി. നോക്കൂ! അല്ലെങ്കിൽത്തന്നെ ഈ കോശങ്ങളൊക്കെ സൂക്ഷ്മദർശിനിയിലൂടെ കാണാൻ എന്തൊരു ഭംഗിയാണ്. 

Robin-Jacob-Roy-Geetha-paul-Blesson-Geroge-with-Ninan-Sajith-Philip
വൈറസ് പ്രോട്ടീൻ ഗവേഷണ ടീം അംഗങ്ങളായ റോബിൻ ജേക്കബ് റോയി, ഗീതാ പോൾ, ബ്ലസൻ ജോർജ്, നൈനാൻ സജിത് ഫിലിപ് എന്നിവർ തെള്ളിയൂരിലെ ഏരീസ് ലാബിൽ.

ഇങ്ങനെ ശാസ്ത്രം ‘ലൈറ്റായി’ പറയുന്നതാണ് ഡോ. നൈനാൻ സജിത് ഫിലിപ്പിന്റെ (58) രീതി. തന്റെ ഗവേഷണ ജീവിതത്തിലെ നിർണായക നേട്ടം ഈ ശാസ്ത്രദിനത്തിൽ പങ്കുവയ്ക്കുമ്പോഴും ലളിതമായ ഉദാഹരണങ്ങളിലൂടെ  സങ്കീർണത അഴിച്ചുമാറ്റാൻ ശ്രദ്ധിക്കുന്നു. 

കൊറോണക്കാലത്തെ പ്രോട്ടീൻ പ്രണയം

നിർമിതബുദ്ധി (ആർട്ടിഫിഷ്യൽ ഇന്റലി‍ജൻസ്) ഉപയോഗിച്ച് വൈറസുകളുടെയും കോശങ്ങളുടെയും ഉള്ളിലെ പ്രോട്ടീൻ ഘടന തിരിച്ചറിയാൻ സഹായിക്കുന്ന മെഷീൻ ലേണിങ് അൽഗരിതം കണ്ടെത്തിയതിന്റെ ആഹ്ലാദത്തിലാണ് സജിത്തും സംഘവും. 

ഇതിനായി ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോ സ്കോപ് ഉപയോഗിക്കുന്നു. പ്രകാശമാണ് ഇതിലെ ടൂൾ. ലോകപ്രശസ്ത ശാസ്ത്ര ഗവേഷണ മാസികയായ ‘നേച്ചർ കമ്യൂണിക്കേഷൻസ് ബയോളജി’യിൽ ഈ മാസമാദ്യം പ്രസിദ്ധീകരിച്ച പഠനഫലം വായിച്ച ശേഷം രാജ്യത്തെ പരമോന്നത ശാസ്ത്ര സ്ഥാപനമായ കൗൺസിൽ ഓഫ് സയന്റിഫിക് ആൻഡ് ഇൻഡസ്ട്രിയൽ റിസർച് (സിഎസ്ഐആർ) മേധാവി ഡോ. ശേഖർ സി.മാൻഡെ ഇങ്ങനെ ട്വീറ്റ് ചെയ്തു: ക്രയോ – ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പി രംഗത്ത് ഇന്ത്യയിൽനിന്നു ഫലം കണ്ട ആദ്യ ഗവേഷണം. ഘടനാ ജീവശാസ്ത്ര മേഖലയ്ക്ക് അതുല്യ സംഭാവന. തെള്ളിയൂരിലെ ഏരീസ് എന്ന സ്ഥാപനത്തിനും ടീമിനും അഭിനന്ദനങ്ങൾ.

Airis-4-d-Academy-board-
തെള്ളിയൂരിലെ ഏരീസ് ലാബ്

ഏതാണ്ട് നൊബേൽ സമ്മാനം കിട്ടിയതിനു തുല്യമാണ് ഈ ട്വീറ്റ് എന്ന് ഭൗതിക – ജ്യോതിശാസ്ത്ര ഗവേഷകനായ ഡോ. സജിത് പറയുന്നു. ഭാവിയിൽ നൊബേൽ എങ്ങാനും ഇവിടെയെത്തുമോ എന്നു ചോദിച്ചാൽ ഗ്രാമവഴിയിലേക്കു നോക്കി ചിരിക്കും അദ്ദേഹം. പിന്നിലൂടെ ഒഴുകുന്ന തോട്ടിലെ മീനുകളുടെ ജനിതക ഘടനയിലെ മാറ്റം നോക്കി പരിസ്ഥിതിയുടെ നാഡിമിടിപ്പു പറയും ഈ ഗ്രാമീണ ഗവേഷകൻ. 

കാട്ടുപന്നിയും മരപ്പട്ടിയും കീരിയും ഉടുമ്പും കിളികളുമൊക്കെ എത്തിനോക്കുന്ന ലോകോത്തര ശാസ്ത്ര ഗവേഷണകേന്ദ്രത്തിൽ, 5 മേഖലകളായി തിരിച്ചാണ് പഠനം. ആദ്യ ശാഖ എന്ന നിലയിൽ ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിനാണു മുൻതൂക്കം. സജിത്തിന്റെ പഠനരംഗവും പ്രപഞ്ചമാണ്. ബിഗ് ഡേറ്റയുടെ വിശകലനത്തിന് ആവശ്യമായ പുതിയ അൽഗരിതങ്ങളും പൈതോൺ പ്രോഗ്രാമിങ് ഗവേഷണവും ക്ലാസുകളും ഒരുവശത്ത്.

ചങ്ങാതിത്തുമ്പി പോലെയുള്ള ചെറുജീവികളിൽ വരുന്ന മാറ്റങ്ങളെ സൂചകമാക്കി പ്രകൃതിയിലുണ്ടാകുന്ന പ്രശ്നങ്ങൾ പഠിച്ച് ജലമലിനീകരണത്തിനു പരിഹാരം കാണാൻ മറ്റൊരു പഠനം. കാലാവസ്ഥാമാറ്റമാണു വേറൊരു മേഖല. റോബിൻ എന്ന ഗവേഷകൻ വികസിപ്പിച്ച സ്പേസ് ഇമേജിങ് റോബട്, കേടുള്ള ഇലകളിൽ മാത്രം മരുന്നടിക്കും. ഇൻഫോ പാർക്കുമായും ബയോ സയൻസ് വകുപ്പുമായും ഉന്നതവിദ്യാഭ്യാസ വകുപ്പുമായും ചേർന്നു പദ്ധതികൾ. 6 ലക്ഷം രൂപയാണ് കഴിഞ്ഞവർഷത്തെ വരുമാനം. ഭൂമിയുടെയും മനുഷ്യന്റെയും പ്രശ്നങ്ങൾക്കു ശാസ്ത്രത്തിലൂടെ പരിഹാരം – സജിത്തിന്റെ ലക്ഷ്യം മറ്റൊന്നുമല്ല.

sajith-findings
പ്രോട്ടീൻ ഘടനയുടെ ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ് ചിത്രം.

വൈറസ് എന്ന ഒളിപ്പോരാളി

കോശങ്ങളിൽ കയറിപ്പറ്റുമ്പോൾ ജീവനുണ്ടാവുകയും അല്ലാത്തപ്പോൾ സുഷുപ്തി യിലായിരിക്കയും ചെയ്യുന്ന അദൃശ്യ പോരാളിയാണ് വൈറസ്. ഏകകോശ ജീവി എന്നു വിളിക്കപ്പെടാൻ പോലും യോഗ്യതയില്ലാത്ത ഈ കുഞ്ഞൻ നിർജീവ കണം ആധുനിക ലോകത്തിന്റെ ഭ്രമണം തന്നെ നിശ്ചലമാക്കി.

ഘടനയെ ചുറ്റിപ്പൊതിഞ്ഞു നിൽക്കുന്ന പ്രോട്ടീന്റെ ആവരണമാണ് ഓരോ വൈറസിന്റെയും സുരക്ഷാകവചം. ഈ പുതപ്പിനെ പൊട്ടിച്ചു കയറി ഘടന മനസ്സിലാക്കി അതേ വൈറസിന്റെ പതിപ്പു സൃഷ്ടിക്കുന്നതാണു വാക്സീൻ. ഇതു കുത്തിവയ്ക്കുന്നതോടെ ശരീരം ആന്റിബോഡി പുറപ്പെടുവിച്ച് പ്രതിരോധം സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഇതിന് വൈറസിന്റെ പ്രോട്ടീൻ ഘടന മനസ്സിലാക്കണം. 

ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പിലൂടെ ഫോട്ടോൺ കണികയായും പ്രകാശമായും പ്രോട്ടീൻ തന്മാത്രയെ മാറിമാറി നിരീക്ഷിച്ചാണ് ഇതു സാധ്യമാക്കുന്നത്. മൈക്രോബയോളജിയും ക്വാണ്ടം ഫിസിക്സും കണികാലതലത്തിൽ ജ്യേഷ്ഠത്തിയും അനുജത്തിയുമായി ഇതിഹാസം രചിക്കുന്നു. 

ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിലെ പ്രധാന ടൂൾ പ്രകാശമാണ്. ഇതേ പ്രകാശം കൊണ്ടു കോശപഠനവും നടത്താം. ഇഴയടുപ്പം വർധിക്കുന്നതിനൊപ്പം, പരസ്പരപൂരക (ഇന്റർ ഡിസിപ്ലിനറി) ഗവേഷണങ്ങളിലേക്കു ശാസ്ത്രം വഴിമാറുകയുമാണ്. 

സമീപ ഭാവിയിൽ അനേകം വൈറസുകൾ മനുഷ്യകുലത്തിനു ഭീഷണി ഉയർത്താമെന്നതിനാൽ വേഗത്തിലുള്ള അവയുടെ പ്രോട്ടീൻ ഘടനാനിർണയം അനിവാര്യമാണ്. മണിക്കൂറുകളെടുത്തു വിദഗ്ധർ പൂർത്തിയാക്കിയിരുന്ന ഇത് നിർമിതബുദ്ധി ഉപയോഗിച്ചുള്ള സംവിധാനം വഴി, സെക്കൻഡിന്റെ ഒരംശം കൊണ്ടു കണ്ടുപിടിക്കാൻ തെള്ളിയൂരിലെ ഗവേഷകർക്കു കഴിഞ്ഞു. കാസ്പർ എന്ന ടൂളാണ് ഇതിന് ഉപയോഗിച്ചത്; മാസച്യുസിറ്റ്സ് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്നോളജി (എംഐടി) ഗവേഷകർ വികസിപ്പിച്ച സംവിധാനത്തോടു കിടപിടിക്കുന്നത്.

ഇലക്ട്രോൺ സൂക്ഷ്മദർശിനിയിലൂടെ ലഭിക്കുന്ന ചിത്രങ്ങളിൽനിന്ന് ഓരോ പ്രോട്ടീൻ കണികയെയും തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിനു പകരം ചിത്രത്തിലെ ഓരോ ബിന്ദുവിനും (പിക്സെൽ) സവിശേഷതകൾ ഉണ്ടെന്നും അതുപയോഗിച്ച് പ്രോട്ടീൻ കണികകളെ വേർതിരിച്ച് എടുക്കാമെന്നും സംഘം തെളിയിച്ചു.

ഓട്ടമാറ്റിക് വാഹന ഡ്രൈവിങ്ങിലെ സെമാന്റിക് സെഗ്മന്റേഷൻ എന്ന സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് ഇവിടെ ഉപയോഗിച്ചത്. ചിത്രത്തിലെ ഓരോ ബിന്ദുവിനെയും തരംതിരിക്കുന്നതിനുള്ള സംവിധാനവും സംഘം വികസിപ്പിച്ചു; മാനുഷിക ഇടപെടൽ (ഹാൻഡ് പിക്കിങ്) ആവശ്യമില്ലാത്ത ആദ്യ ക്രമീകരണം.

പ്രോട്ടീന്റെ ത്രിമാന (ത്രീഡി) ആകൃതി ഓട്ടമാറ്റിക് ആയി കണ്ടുപിടിക്കാനുള്ള സംവിധാനം വികസിപ്പിക്കാനുള്ള ഗവേഷണവും പുരോഗമിക്കുന്നു.

നിർമിത ബുദ്ധി @ തെള്ളിയൂർ

ലോകത്തൊരിടത്തും ഇത്രയും വിജനമായൊരു ഗ്രാമത്തിൽ ഇത്തരം അത്യാധുനിക ശാസ്ത്ര ഗവേഷണകേന്ദ്രം പ്രവർത്തിക്കുന്നുണ്ടാകില്ല. പുണെയിലെ ഏറ്റവും വലിയ നിർമിതബുദ്ധി ഗവേഷണ കമ്പനിയായ പേഴ്സിസ്റ്റന്റ് സിസ്റ്റത്തിലെ മെഷീൻ ലേണിങ് വിഭാഗം മേധാവി അയിരൂർ സ്വദേശി ഡോ. അരുൺ കുമാർ ഉൾപ്പെടെ, ഡോ. സജിത്തിന്റെ മാർഗനിർദേശത്തിൽ പിഎച്ച്ഡി എടുത്ത പലരും ഇന്ന് ഉന്നതസ്ഥാനങ്ങളിലാണ്. ഇപ്പോൾ ഏരീസിന്റെ ഭാഗമായി പത്തിലേറെ പിഎച്ച്ഡി വിദ്യാർഥികളുണ്ട്.

എംഎസ്‌സിക്ക് ഒപ്പം പഠിച്ച സോഫിയാണ് സജിത്തിന്റെ ഭാര്യ. മകൻ ജോ ഫിലിപ് നൈനാൻ പെൻസിൽവേനിയ സ്റ്റേറ്റ് സർവകലാശാലയിൽ ടെലിസ്കോപ് നിർമിക്കുന്ന ഇൻസ്ട്രുമെന്റേഷൻ ശാസ്ത്രജ്ഞൻ. മകൾ ജിസ കുസാറ്റിൽനിന്ന് നാനോ രസതന്ത്രത്തിൽ പിഎച്ച്ഡി നേടി. 

പിതൃസ്വത്തിൽ പിഎഫ് ലയിച്ചാൽ ഏരീസ്

തിരുവല്ല മാർത്തോമ്മാ കോളജ് പ്രഫ. വി. എൻ.ഫിലിപ്പിന്റെയും ഗ്രേസിയുടെയും മകന് പിതൃസ്വത്തായി ലഭിച്ച തിരുവല്ല തെള്ളിയൂരിലെ രണ്ടേക്കർ സ്ഥലത്ത് പിഎഫ് ആയി ലഭിച്ച തുക കൂടി ലയിപ്പിച്ചപ്പോഴാണ് ഏരീസിനു (ആർട്ടിഫിഷൽ ഇന്റലിജൻസ് റിസർച് ആൻഡ് ഇന്റലിജൻസ് സിസ്റ്റംസ്) കുട നിവർന്നത്. 

ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ റേഡിയോ ടെലിസ്കോപ് സംവിധാനമായ ‘സ്ക്വയർ കിലോമീറ്റർ അറെ’യിൽ (എസ്കെഎ) രാജ്യത്തു നിന്നുള്ള ഏക കോളജ് അധ്യാപകനായ സജിത്, അക്കാദമിക മേഖലയെ കംപ്യൂട്ടർ വിപ്ലവത്തിലേക്കു ഫോർവേഡ് ചെയ്ത എജ്യുസെന്റർ പദ്ധതിക്കു തുടക്കമിട്ടു. രാജ്യത്തെ പ്രമുഖ ജ്യോതിശാസ്ത്ര ഗവേഷണകേന്ദ്രമായ പുണെ ഇന്റർ യൂണിവേഴ്സിറ്റി സെന്റർ ഫോർ അസ്ട്രോണമി ആൻഡ് അസ്ട്രോ ഫിസിക്സിലെ (അയൂക്ക) പ്രഥമ ക്ലസ്റ്റർ കംപ്യൂട്ടിങ് സംവിധാനം രൂപകൽപന ചെയ്തു.

രാജ്യത്ത് ആദ്യമായി ഒരു ആർട്സ് ആൻഡ് സയൻസ് കോളജിൽ ഇന്റർനെറ്റ് സ്ഥാപിക്കുന്നത് കോഴഞ്ചേരി സെന്റ് തോമസ് കോളജിൽ സജിത്തിന്റെ നേതൃത്വത്തിലാണ്– 26 വർഷം മുൻപ്. 

സ്കൂളിൽ അത്ര മിടുക്കനൊന്നുമല്ലാതിരുന്ന സജിത് എങ്ങനെയാണ് മികച്ച ഭൗതികശാസ്ത്ര ഗവേഷകനായതെന്നു ചോദിച്ചാൽ ഏതാനും അധ്യാപകരുടെ പേരു പറയാതിരിക്കാനാവില്ല. തിരുവല്ല എംജിഎം സ്കൂളിലെ കെ.എം.മാത്യു എന്ന അധ്യാപകനാണ് പഠനത്തെക്കാൾ പുതു പരീക്ഷണങ്ങളിൽ താൽപര്യമുള്ള വിദ്യാർഥിയിലെ ശാസ്ത്ര ഡിസൈനറെ കണ്ടെത്തിയത്. ഇടവേള സമയത്തു ഡാർക്ക് റൂമിലെ പതിവു സന്ദർശകനായ കുട്ടിയുടെ മനസ്സിൽ പ്രകാശത്തിന്റെ സാധ്യതകളിലേക്ക് ആദ്യം ഫ്ലാഷ് അടിച്ചത് ഒരു ഫോട്ടോ സ്റ്റുഡിയോ ആണ് – റോയൽ സ്റ്റുഡിയോ തിരുവല്ല.

തുടർന്നു തിരുവല്ല മാർത്തോമ്മാ കോളജിൽ എം.സി.ജോൺ, പി.പി.തോമസ്, പി.ജെ.ജോസഫ് തുടങ്ങിയവരുടെ ശിക്ഷണം. കോഴഞ്ചേരി സെന്റ് തോമസ് കോളജിൽ ഡോ. എം.ടി.സൈമൺ, ഡോ. മോൻസി വി.ജോൺ തുടങ്ങിയരുടെ ശിക്ഷണവും സൗഹൃദവും. തുടർന്ന് അതേ കോളജിൽ അധ്യാപകൻ.

പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് അന്നത്തെ ഐഎസ്ആർഒ മേധാവി കസ്തൂരിരംഗന് പുതിയൊരു സിദ്ധാന്തം അയച്ചു കൊടുത്ത സജിത്തിന് ഉടൻ മറുപടി കിട്ടി: കൊച്ചിൻ സർവകലാശാലയിലെ ഡോ. ബാബു ജോസഫിനെ കാണുക. 

തുടർന്ന് ഗവേഷണത്തിന്റെ നാളുകൾ. സജിത്ത് നിർമിച്ച കംപ്യൂട്ടർ ക്രിപ്റ്റോഗ്രഫി ആരും ഹാക്ക് ചെയ്തിട്ടില്ല; ഇന്നു വരെ. ഭൂമിയിൽനിന്ന് എടുക്കുന്ന പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ചിത്രങ്ങളെല്ലാം അന്തരീക്ഷം സൃഷ്ടിക്കുന്ന തടസ്സം കാരണം അപൂർണമാണ്. കൺവലൂഷൻ ഇഫക്ട് എന്ന ഈ പ്രതിസന്ധി തരണം ചെയ്യാനുള്ള ഫിൽറ്റർ വിദ്യയുടെ പരീക്ഷണത്തിൽ പങ്കാളിയാണു സജിത്. ഹവായിയിൽ വരാൻ പോകുന്ന 30 മീറ്റർ ടെലിസ്കോപ് പദ്ധതിയുടെ ഇന്ത്യൻ മേധാവിയായ മലയാളി ഡോ. എ. രാംപ്രകാശിനൊപ്പവും പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഭൂഗുരുത്വ തരംഗം കണ്ടെത്താനുള്ള ഇന്ത്യൻ ലിഗോ പ്രോജക്ടിലും പങ്കാളി. ആഫ്രിക്കൻ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് മാത്തമാറ്റിക്കൽ സയ‍ൻസസുമായി ചേർന്ന് ബിഗ് ഡേറ്റാ പഠനത്തിന് മെഷീൻ ലേണിങ് വിദ്യ നൽകുന്നു. രണ്ടു വർഷം മുൻപ് കോളജിൽനിന്നു വിരമിച്ചതോടെ പൂർണസമയ ഗവേഷകൻ.

English Summary: Findings of Dr Nainan Sajith Philip in machine learning algorithm

തൽസമയ വാർത്തകൾക്ക് മലയാള മനോരമ മൊബൈൽ ആപ് ഡൗൺലോഡ് ചെയ്യൂ
MORE IN SUNDAY
SHOW MORE
ഇവിടെ പോസ്റ്റു ചെയ്യുന്ന അഭിപ്രായങ്ങൾ മലയാള മനോരമയുടേതല്ല. അഭിപ്രായങ്ങളുടെ പൂർണ ഉത്തരവാദിത്തം രചയിതാവിനായിരിക്കും. കേന്ദ്ര സർക്കാരിന്റെ ഐടി നയപ്രകാരം വ്യക്തി, സമുദായം, മതം, രാജ്യം എന്നിവയ്ക്കെതിരായി അധിക്ഷേപങ്ങളും അശ്ലീല പദപ്രയോഗങ്ങളും നടത്തുന്നത് ശിക്ഷാർഹമായ കുറ്റമാണ്. ഇത്തരം അഭിപ്രായ പ്രകടനത്തിന് നിയമനടപടി കൈക്കൊള്ളുന്നതാണ്.
Video

ദോഷങ്ങൾ അകറ്റാൻ മണിമണ്ഡപമുറ്റത്തെ കൊട്ടും പാട്ടും

MORE VIDEOS
FROM ONMANORAMA