কৃত্রিম কোষের মাইলফলক জীবন সৃষ্টিতে থেমে গেল

কৃত্রিম জীববিজ্ঞানে একটি মাইলফলক, তবে গুরুত্বপূর্ণ সীমাবদ্ধতা রয়েছে

মিসৌরি বিশ্ববিদ্যালয়ের কেট আদামালার নেতৃত্বাধীন একটি গবেষণা দল এমন একটি কৃত্রিম কোষ ব্যবস্থা তৈরি করেছে, যা সম্ভবত এখন পর্যন্ত জীবন্ত নয় এমন উপাদান দিয়ে গড়া সবচেয়ে সক্ষম ব্যবস্থা। স্পাডসেল নামে এই প্রোটোটাইপে ৩৬টি জিন রয়েছে এবং এটি কোষের সঙ্গে সম্পর্কিত কিছু মৌলিক কাজ করতে পারে, যার মধ্যে নিজের ডিএনএ কপি করা এবং প্রাথমিকভাবে বিভাজিত হওয়া অন্তর্ভুক্ত। এটি কৃত্রিম জীববিজ্ঞানের জন্য একটি উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি, এমন একটি ক্ষেত্র যা সরলীকৃত জৈবিক ব্যবস্থা তৈরি করে জীবনকে বোঝার ওপর কেন্দ্রীভূত, য deren কাজ পর্যবেক্ষণ ও নিয়ন্ত্রণ করা যায়।

কিন্তু এই ফলাফল শূন্য থেকে তৈরি একটি জীবন্ত কোষের সমান নয়। সরবরাহকৃত উৎস উপাদানের ভিত্তিতে, স্পাডসেল এখনও বাইরের সহায়তার ওপর অনেকটাই নির্ভরশীল, কেবল অসম্পূর্ণভাবে কাজ করে, এবং প্রায় পাঁচবার বিভাজনের পর থেমে যায়। অন্য কথায়, এটি এমন একটি প্রকৌশলগত ব্যবস্থা যা কয়েকটি মূল কোষীয় আচরণ অনুকরণ করে, কিন্তু এখনো সেই পর্যায়ে পৌঁছায়নি যেটিকে অধিকাংশ জীববিজ্ঞানী স্বায়ত্তশাসিত জীবন হিসেবে গণ্য করবেন।

এই পার্থক্যটি গুরুত্বপূর্ণ, কারণ কৃত্রিম জীববিজ্ঞানে দীর্ঘদিন ধরেই এমন শিরোনামের ইতিহাস আছে যা অন্তর্নিহিত বিজ্ঞানের চেয়ে এগিয়ে যায়। স্পাডসেল গুরুত্বপূর্ণ মনে হয় এই কারণে নয় যে এটি জীবন তৈরি করা যায় কি না সেই প্রশ্নের নিষ্পত্তি করেছে, বরং কারণ এটি রাসায়নিক সমাবেশ ও জৈবিক কাজের মধ্যকার ফাঁকটিকে এমনভাবে সংকুচিত করেছে যা আগের ব্যবস্থা করতে পারেনি।

স্পাডসেল আসলে কী করে

এই প্রকল্পে নিচ থেকে উপরের দিকে যাওয়ার পদ্ধতি নেওয়া হয়েছে। ন্যূনতম কোষ তৈরির আগের প্রচেষ্টাগুলো প্রায়ই আগে থেকেই জীবিত ব্যাকটেরিয়া দিয়ে শুরু করে, তারপর জিন মুছে দেখে যে মৌলিক টিকে থাকা বজায় রেখে জিনোম কতটা ছোট করা যায়। ২০১৬ সালের একটি উল্লেখযোগ্য প্রচেষ্টায় একটি ব্যাকটেরিয়াকে ৯০১ জিন থেকে ৪৯৩ জিনে নামিয়ে আনা হয়। আদামালার দল উল্টো পথে এগিয়েছে। বিদ্যমান কোষ কাটছাঁট করার বদলে গবেষকেরা খুব ছোট একটি টুলকিট দিয়ে শুরু করে মাত্র ৩৬টি জিনকে কেন্দ্র করে একটি ব্যবস্থা তৈরি করেন।

এই জিনগুলোর বেশিরভাগই এসেছে E. coli থেকে। উৎস উপাদানে ব্যাকটেরিওফেজের অবদানও উল্লেখ আছে, এগুলো ব্যাকটেরিয়াকে সংক্রমিত করে এমন ভাইরাস, এবং জেলিফিশ থেকে পাওয়া একটি ফ্লুরোসেন্ট প্রোটিনও রয়েছে, যা কোষগুলোকে দৃশ্যমান করতে সাহায্য করে। তাই এই গঠনটি কৃত্রিম, এই অর্থে যে এটি একটি নতুন কার্যকর ব্যবস্থা হিসেবে ল্যাবে একত্র করা হয়েছে। এটি সেই আরও শক্তিশালী অর্থে কৃত্রিম নয়, যেখানে এটি সম্পূর্ণ নতুন জৈবিক অংশ দিয়ে তৈরি, যেগুলোর সঙ্গে বিদ্যমান জীবের কোনো সম্পর্ক নেই।

তবু, অর্জনটি যথেষ্ট বড়। সরবরাহকৃত উৎসে স্পাডসেলকে জীবন্ত নয় এমন উপাদান দিয়ে তৈরি প্রথম কৃত্রিম কোষ ব্যবস্থা বলা হয়েছে, যা একটি পূর্ণ কোষচক্র সম্পন্ন করে। এর অর্থ, এই ব্যবস্থা নিজের জিনগত উপাদান কপি করা এবং তারপর বিভাজিত হওয়ার ধারায় এগোতে পারে, যা প্রচলিত জীবিত কোষের বাইরে পুনরুত্পাদন করা অত্যন্ত কঠিন ছিল।

কেন বিজ্ঞানীরা এটিকে জীবন বলতে সতর্ক

সতর্কতার সবচেয়ে বড় কারণ হলো স্পাডসেল জীবন্ত সত্তার মতো নিজেকে টিকিয়ে রাখতে পারে না। এর কাজ করার জন্য পরীক্ষাগার পরিবেশের ব্যাপক সহায়তা লাগে এবং এটি কেবল সীমিত, ভঙ্গুরভাবে কাজ করে। যে কোষ কেবল কয়েক প্রজন্ম পর্যন্ত কঠোরভাবে সহায়তাপ্রাপ্ত ল্যাব অবস্থায় কাজ করে, তা সেই কোষের থেকে অনেক আলাদা, যা অনির্দিষ্টকাল ধরে নিজেকে বজায় রাখতে পারে, পরিবেশের প্রতি দৃঢ়ভাবে সাড়া দিতে পারে, এবং নিজে নিজেই বংশগত বৈচিত্র্য তৈরি করতে পারে।

উৎস পাঠে সেই মানদণ্ড স্পষ্টভাবে বলা হয়েছে। আদামালা বলেন, যদি ব্যবস্থা অনির্দিষ্টকাল পুনরুৎপাদন করতে পারে এবং ডারউইনীয় বিবর্তনে সক্ষম হয়, তবে তিনি তাকে জীবিত বলতে স্বাচ্ছন্দ্য বোধ করবেন। স্পাডসেল এখনো এই দুটির কোনোটিই পূরণ করে না। গবেষকেরা একটি উপকারী মিউটেশন প্রবেশ করিয়ে এবং সেই কোষগুলো ভালো পারফর্ম করছে তা দেখে নির্বাচনের একটি রূপ দেখিয়েছেন, কিন্তু মিউটেশনটি স্বতঃস্ফূর্তভাবে আসেনি; ইচ্ছাকৃতভাবে যোগ করা হয়েছিল। এটি একটি অর্থবহ ধারণা-প্রমাণ, তবে খোলা-শেষ বিবর্তনের তুলনায় তা কম।

এই কারণেই ব্যবস্থাটিকে সম্পূর্ণ কৃত্রিম জীবের বদলে প্রোটোটাইপ ন্যূনতম কোষ হিসেবে বর্ণনা করা যায়। এটি গবেষকদের বুঝতে সাহায্য করে কোন কাজগুলো জীবনসদৃশ আচরণের জন্য অপরিহার্য, কিন্তু এটি এখনো পূর্ণাঙ্গ জীবন্ত সত্তা হিসেবে নিজের পায়ে দাঁড়ায় না।

ফলাফলটি কেন তবু গুরুত্বপূর্ণ

কৃত্রিম জীববিজ্ঞানের জন্য স্পাডসেলের গুরুত্ব নিয়ন্ত্রণ এবং বোঝাপড়ায় নিহিত। প্রাকৃতিক কোষ খুবই শক্তিশালী, কিন্তু প্রকৌশলগত দৃষ্টিকোণ থেকে তারা বিশৃঙ্খলও। বিলিয়ন বছরের বিবর্তনের ওপর স্তরে স্তরে গড়ে ওঠা বহু পারস্পরিক সংযুক্ত ব্যবস্থা তাদের মধ্যে রয়েছে। মাত্র কয়েক ডজন জিনের একটি সরলীকৃত প্ল্যাটফর্ম প্রতিলিপি, বিভাজন, বিপাক, এবং বংশগতির পারস্পরিক সম্পর্ক পরীক্ষা করার জন্য আরও স্পষ্ট একটি ভিত্তি হতে পারে।

এ ধরনের সরলীকৃত ব্যবস্থা শেষ পর্যন্ত ব্যবহারিক এবং মৌলিক বিজ্ঞান, উভয় ধরনের প্রশ্নের উত্তর দিতে সাহায্য করতে পারে। ব্যবহারিকভাবে, গবেষকেরা নতুন জৈবিক সার্কিট, আণবিক উৎপাদন, বা সতর্কভাবে সীমাবদ্ধ চিকিৎসাগত সরঞ্জাম পরীক্ষা করার জন্য ন্যূনতম কৃত্রিম কোষ ব্যবহার করতে পারেন। মৌলিক বিজ্ঞানের স্তরে, স্পাডসেলের মতো প্রচেষ্টা জীববিজ্ঞানের সবচেয়ে গভীর প্রশ্নগুলোর একটির দিকে সরাসরি ইঙ্গিত করে: কোনো কিছু জীবনসদৃশ আচরণ করতে হলে ন্যূনতম কী যন্ত্রপাতি দরকার?

উৎস উপাদান অনুযায়ী, আদামালা দল স্পাডসেল প্রকল্পটিকে ওপেন-সোর্স করার পরিকল্পনা করছে, যাতে অন্য গবেষকেরা এটি আরও এগিয়ে নিতে পারেন। এমন এক ক্ষেত্রে, যেখানে অগ্রগতি প্রায়ই ভঙ্গুর পরীক্ষামূলক ব্যবস্থার ওপর বহু দলের পুনরাবৃত্ত উন্নতির ওপর নির্ভর করে, এই সিদ্ধান্ত একক কোনো গবেষণাপত্রের চেয়ে বেশি দ্রুত উন্নতি ঘটাতে পারে।

পরের বাধাগুলো

একটি আশাব্যঞ্জক প্রোটোটাইপ থেকে সত্যিকারের স্বায়ত্তশাসিত কৃত্রিম জীবের দিকে যাওয়ার পথ এখনও কঠিন। সরবরাহকৃত উপাদান অন্তত তিনটি বাধার কথা বলছে। প্রথমত, স্পাডসেলকে আরও নির্ভরযোগ্য হতে হবে, কয়েকটি বিভাজনের পরেও টিকে থাকতে হবে। দ্বিতীয়ত, কম বাইরের সহায়তায় প্রতিলিপি করতে সক্ষম হতে হবে, অর্থাৎ প্রতিলিপি ও রক্ষণাবেক্ষণের জন্য প্রয়োজনীয় আরও যন্ত্রপাতি অভ্যন্তরীণ করতে হবে। তৃতীয়ত, সত্যিকারের ডারউইনীয় বিবর্তনের একটি পথ দরকার, যেখানে বৈচিত্র্য তৈরি হবে এবং গবেষকেরা হাতে করে অনুকূল পরিবর্তন ঢোকানো ছাড়াই নির্বাচন কাজ করবে।

এগুলো সামান্য পরিমার্জন নয়। এগুলো জীবন্ত ব্যবস্থার কেন্দ্রীয় বৈশিষ্ট্য। সেই সীমা পার হতে হলে শুধু জিনতত্ত্বে নয়, ঝিল্লি, শক্তি ব্যবহার, আণবিক ত্রুটি সংশোধন, এবং অভ্যন্তরীণ সংগঠনকে একসঙ্গে প্রকৌশলী করার ক্ষেত্রেও অগ্রগতি লাগবে।

তবু বর্তমান কাজটি এমন এক ভবিষ্যতের দিকে ক্ষেত্রটিকে এগিয়ে নিয়ে যায়, যেখানে গবেষকেরা অনেক বেশি নিখুঁততা ও বোঝাপড়া নিয়ে কোষ নকশা করতে পারবেন। সবচেয়ে দায়িত্বশীল পাঠ হলো না এটিকে খাটো করা, না অতিরঞ্জিত করা। স্পাডসেল শূন্য থেকে জীবন নয়। তবে এটি একটি গুরুতর এবং সম্ভবত ঐতিহাসিক প্রদর্শন যে, জীবনের মূল আচরণগুলোর আরও অনেক কিছু নির্বাচিত অল্প কয়েকটি অংশ থেকে পুনর্গঠন করা যায়, যা আগে অনেক ব্যবস্থার পক্ষে সম্ভব হয়নি।

• স্পাডসেল ৩৬টি জিন ব্যবহার করে এবং ডিএনএ কপি করতে ও প্রাথমিকভাবে বিভাজিত হতে পারে।
• এই ব্যবস্থা এখনও ব্যাপক বাইরের সহায়তার ওপর নির্ভরশীল এবং প্রায় পাঁচবার বিভাজনের পর ব্যর্থ হয়।
• আরও স্বায়ত্তশাসিত কৃত্রিম কোষের দিকে উন্নয়ন ত্বরান্বিত করতে গবেষকেরা প্রকল্পটি ওপেন-সোর্স করছেন।

এই নিবন্ধটি নিউ সায়েন্টিস্টের প্রতিবেদনের ভিত্তিতে লেখা। মূল নিবন্ধটি পড়ুন.