ஒரு குளத்திலிருந்த protist உயிரியல் ‘பொதுவான’ விதிகளில் ஒன்றை மறுபடியும் எழுதிவிட்டது

Sequencing சோதனை பாடநூல் உயிரியல் விதிகளைச் சவாலிட்டது

புதிய single-cell DNA sequencing pipeline-இல் பணியாற்றிய ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு தொழில்நுட்ப சோதனையை எதிர்பார்த்தனர். அதற்கு பதிலாக, genetic code-ஐ இதுவரை அறிக்கையிடப்படாத முறையில் பயன்படுத்தும் போலத் தோன்றும் ஒரு நுண்ணுயிரை அவர்கள் கண்டனர். Oxford University Parks-இல் உள்ள குளத்திலிருந்து சேகரிக்கப்பட்ட இந்த freshwater protist, பொதுவாக stop signals ஆக செயல்படும் இரண்டு codons-ஐ மீள்நியமித்து, புரதங்கள் கட்டமைக்கப்படும் விதிமுறைகளை மாற்றுகிறது போல தெரிகிறது.

PLOS Genetics ஆய்வில் வெளியானதும் Earlham Institute-இல் சுருக்கப்பட்டதுமான இந்த கண்டுபிடிப்பு முக்கியமானது, ஏனெனில் genetic code பெரும்பாலும் கிட்டத்தட்ட universal எனப் போதிக்கப்படுகிறது. பெரும்பாலான உயிரிகளில், குறிப்பிட்ட codons ஒரு protein-building sequence எங்கே முடிவடைய வேண்டும் என்பதைக் குறிக்கின்றன. இந்த signalகள் வாழ்க்கையின் core translation machinery-யின் ஓர் அங்கமாக இருந்து, genetic information-ஐ செயல்படும் proteins-ஆக மாற்றுவதில் செல்களுக்குத் துணைபுரிகின்றன. விலக்குகள் ஏற்கெனவே தெரிந்தவை, ஆனால் அவை அரிதானவை; ஆகவே ஒவ்வொரு புதிய விலக்கிலும் code-இன் நெகிழ்வை விஞ்ஞானிகள் எப்படி நினைக்கிறார்கள் என்பதே மாறுகிறது.

இந்த நிலையில் அந்த organism Oligohymenophorea sp. PL0344 என அடையாளம் காணப்பட்டது; அது அறிக்கையில் முன்பு அறியப்படாத species என விவரிக்கப்பட்டுள்ளது. ஆய்வு சுருக்கத்தின்படி, பொதுவாக gene stopping signals-உடன் தொடர்புடைய இரண்டு codons வேறு amino acids-ஆக மீள்நியமிக்கப்பட்டிருந்தன; இதுபோன்ற சேர்க்கை இதற்கு முன் அறிக்கையிடப்படவில்லை என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் கூறினர்.

இந்த கண்டுபிடிப்பு ஏன் எதிர்பாராததாக இருந்தது

ஆராய்ச்சி குழு முதலில் molecular biology-யில் ஒரு பெரிய புதிய திருப்பத்தைத் தேடவில்லை. நடைமுறை நோக்கம் மிகச் சிறிய அளவு DNA, ஒரு single cell-இன் DNA கூட, உடன் செயல்படக்கூடிய sequencing pipeline-ஐ சோதிப்பதே. இப்படியான தொழில்நுட்ப வளர்ச்சி பல microorganisms-ஐ culture செய்யவோ, பிரித்தெடுக்கவோ, பெருமளவில் ஆய்வு செய்யவோ கடினமாக இருப்பதால் அதிக முக்கியத்துவம் பெறுகிறது.

முறையை உறுதிப்படுத்துவதற்கு மட்டும் இல்லாமல், குழு ஒரு பெரிய உயிரியல் விலக்கின்மீது தற்செயலாக மோதியதாகத் தெரிகிறது. Earlham Institute-இல் postdoctoral scientist ஆக உள்ள Dr. Jamie McGowan, இந்த குறிப்பிட்ட protist தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது அடிப்படையில் luck என கூறினார். இது exploratory science-இன் கணிக்க முடியாத தன்மையையும், குறிப்பாக microscopic eukaryotes-இல், இன்னும் நன்றாகப் புரியாத உயிரியல் பல்வகைப்பாட்டின் அளவையும் வெளிப்படுத்துகிறது.

Protists என்பது குறிப்பாக ஆச்சரியங்கள் நிறைந்த ஒரு வளமான மூலமாகும். source text கூறுவதுபோல், அந்த வகை மிக விரிவானது மற்றும் தெளிவாக வரையறுப்பது கடினம். இதில் animals, plants, fungi அல்லாத, microscopic single-celled life முதல் kelp மற்றும் slime molds போன்ற பெரிய வடிவங்கள் வரை பல்வேறு eukaryotic organisms அடங்குகின்றன. அவற்றின் பல்வகைமை காரணமாக, ஒரு genetic அல்லது physiological rule முழுக் குழுவுக்கும் பொருந்தும் என கருதுவதில் விஞ்ஞானிகள் கவனமாக இருக்க வேண்டும்.

Genetic code நாம் நினைத்ததைவிட அதிக நெகிழ்வானதாக இருக்கலாம்

இந்தக் கண்டுபிடிப்பின் ஆழ்ந்த முக்கியத்துவம் கருத்தியல் சார்ந்தது. Biology பெரும்பாலும் genetic code-ஐ வாழ்க்கையின் மிக நிலையான பகிரப்பட்ட அமைப்புகளில் ஒன்றாகக் காண்பிக்கிறது. சில உயிரிகளிலும் organelles-இலும் உள்ளூர் விதிவிலக்குகள் பதிவு செய்யப்பட்டிருந்தாலும், அடிப்படை கட்டமைப்பு cellular life-இன் மிகவும் பொதுவான அம்சங்களில் ஒன்றாகவே இருக்கிறது. எனவே codon reassignment-இன் புதிய வடிவம் வெறும் வினோதத்தை catalog-இல் சேர்ப்பதில்லை; விஞ்ஞானிகள் biologically possible எனக் கருதும் பரப்பை விரிவாக்குகிறது.

இந்த protist-இல் உண்மையில் இரண்டு stop codons மீள்நியமிக்கப்பட்டிருந்தால், அந்த lineage-இல் translation செயல்முறை பல standard models கணித்ததைவிட மிகத் தீவிரமான திசையில் வளர்ந்திருக்க வேண்டும். இது genetic code என்ற கருத்தையே கலைத்துவிடாது; ஆனால் biology-யில் “universal” என்பது பெரும்பாலும் “கிட்டத்தட்ட universal, சில முக்கியமான விலக்குகளுடன்” என்பதைக் நினைவூட்டுகிறது. இவ்விலக்குகள் குறிப்பாக பயனுள்ளவை, ஏனெனில் evolutionary systems நாம் எதிர்பார்த்ததைவிட எங்கு அதிக நெகிழ்வானவை என்பதை அவை காட்டுகின்றன.

இந்தக் கண்டுபிடிப்பு எதிர்கால genome interpretation-ஐயும் பாதிக்கலாம். அறியப்படாத உயிரிகளை sequence செய்யும் போது, ஆராய்ச்சியாளர்கள் பொதுவாக codons amino acids மற்றும் stop signals-உடன் எப்படி பொருந்துகின்றன என்பதை default ஆகக் கருதுகிறார்கள். சில lineages வேறு decoding rules-ஐப் பயன்படுத்தினால், அந்தக் கருதுகோள்கள் genome உண்மையில் என்ன செய்கிறது என்பதை மறைக்கவோ அல்லது வளைத்துக் காட்டவோ முடியும். Alternative codes குறித்த மேம்பட்ட விழிப்புணர்வு annotation, evolutionary analysis, மற்றும் உயிரின் தெளிவில்லாத கிளைகளைக் குறித்த நமது புரிதலை மேம்படுத்தலாம்.

இன்னும் எவ்வளவு தெரியாதது உள்ளது என்பதைக் நினைவூட்டுகிறது

source material-இல் வலுவாகத் தோன்றும் கரு ஒன்று scientific humility. இந்தக் கண்டுபிடிப்பு alternative genetic codes-ஐ மிகக் குறிவைத்த தேடலிலிருந்து அல்ல; freshwater-இல் இருந்த ஒரு single protist-ஐக் கொண்ட ஒரு practical methods exercise-இலிருந்து உருவானது. அதுவே கூட குறிப்பிடத்தக்கது. சிறந்த tools கிடைத்தால், பொதுவான சூழல்களில்கூட பெரிய உயிரியல் ஆச்சரியங்கள் மறைந்து இருக்கக்கூடும் என்பதைக் காட்டுகிறது.

இந்த வேலை குறைவாக ஆய்வு செய்யப்பட்ட organisms-ஐப் படிப்பதன் மதிப்பையும் வலுப்படுத்துகிறது. Molecular biology-யின் பெரும்பகுதி ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த எண்ணிக்கையிலான model systems-மீதே கட்டப்பட்டுள்ளது. அவை வலுவானவை, ஆனால் eukaryotic life-இன் முழு evolutionary creativity-யை அவை பிரதிபலிக்கவில்லை. Protists, precisely அவை மிகவும் பல்வகையானவையும் பெரும்பாலும் கவனிக்கப்படாதவையும் என்பதால், plants, animals, fungi, மற்றும் சில laboratory favorites வழியாக மட்டும் பார்த்தால் பாதுகாப்பாகத் தோன்றும் கருதுகோள்களை வெளிப்படுத்துகின்றன.

Single-cell sequencing technologies இந்த செயல்முறையை வேகப்படுத்தக்கூடும். முறைகள் மேம்படும் ככל, மிகவும் குறைவான அளவில் மட்டுமே கிடைப்பவை, culture செய்ய முடியாதவை, அல்லது அரிதானவை போன்ற organisms-ஐ ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஆய்வு செய்ய முடியும். ஒவ்வொரு தொழில்நுட்ப முன்னேற்றமும் அசாதாரண biology-யைக் கண்டுபிடிக்கும் வாய்ப்பை உயர்த்துகிறது; இந்த முடிவு அந்த இயக்கத்தின் உயிர்ப்பான எடுத்துக்காட்டு.

இந்தக் கண்டுபிடிப்பு ஒரு குள உயிரி என்பதைக் கடந்தும் ஏன் முக்கியம்

உடனடி கண்டுபிடிப்பு ஒரு குறிப்பிட்ட protist-ஐப் பற்றியது, ஆனால் அதன் விளைவுகள் விரிவானவை. Genetic code biotechnology, evolutionary biology, மற்றும் life sciences-இன் கருத்தியல் கட்டமைப்பின் மையத்தில் உள்ளது. ஒவ்வொரு நம்பத்தகுந்த புதிய விலக்கும் evolution அடிப்படை механisms-ஐ மறுசீரமைக்க எவ்வளவு திறனுள்ளதாக இருக்கிறது என்பதை விளக்குகிறது.

இதன் பொருள் biological rulebook முறிந்துவிட்டது என்பதல்ல. அதற்குப் பதிலாக, rulebook-இன் margins வழக்கமான போதனைகள் காட்டுவதைவிட அதிக இயக்கத்துடன் இருக்கலாம் என்பதே. ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு இது ஒரு தொந்தரவு அல்ல; ஒரு வாய்ப்பு. விலக்குகள் வாழ்க்கையின் molecular systems-இல் உள்ள கட்டுப்பாடுகளையும் சுதந்திரங்களையும் வெளிப்படுத்துகின்றன; அவை அந்த systems எவ்வாறு evolution ஆகின என்பதைப் புரியவும் உதவுகின்றன.

எனவே Oxford University Parks-இல் இருந்த அந்த protist வெறும் curiosity-யாக மட்டுமல்லாமல் மேலும் ஆகலாம். அது மேம்பட்ட methods, தற்செயல் கண்டுபிடிப்பு, மற்றும் கவனிக்கப்படாத organisms ஆகியவை ஒன்றிணைந்து அடிப்படை அறிவியலை எவ்வாறு மாற்றுகின்றன என்பதற்கான case study-ஆக மாறலாம். ஒரு சாதாரண sequencing test, biology-யின் மிக ஆழமான ஒப்பந்தங்களில் ஒன்றுக்கான புதிய விலக்கை வெளிப்படுத்தும்போது, இயற்கை இன்னும் நம்மை ஆச்சரியப்படுத்த இடமுள்ளது என்பது மறுக்க முடியாத உண்மை, குளநீர்த்துளியிலும் கூட.

இந்தக் கட்டுரை Science Daily-யின் செய்திப்படிவத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.