৫৫ তম পর্ব। কী আবিস্কার করিয়া Yoshinori Oshumi ২০১৬ সনে মেডিসিন অথবা ফিজিওলজীতে নোবেল বিজয়ী হলেন? আপনি কি একটা সুস্থ দীর্ঘায়ূ জীবন পেতে ইচ্ছুক?(২)
৫৫ তম পর্ব। কী আবিস্কার করিয়া Yoshinori Oshumi ২০১৬ সনে মেডিসিন অথবা ফিজিওলজীতে নোবেল বিজয়ী হলেন? আপনি কি একটা সুস্থ দীর্ঘায়ূ জীবন পেতে ইচ্ছুক?(২)
চিত্র-১
Source of figure- http://www.bbc.com/news/health-37540927
বিজ্ঞানী Yoshinori Ohsumi
Born: 1945, Fukuoka, Japan
Affiliation at the time of the award: Tokyo Institute of Technology, Tokyo, Japan
Prize motivation: “for his discoveries of mechanisms for autophagy”
Prize share: 1/1
বিষয়টি সহজে বুঝার জন্য পর্ব-৫৪ একবার দেখে নিন-
চিত্র-২, the cross section of a general (unspecialized) animal cell.
চিত্র-২ একটি প্রাণী-কোষের সাধারণ চিত্র। একটি পূর্ণ বয়স্ক মানব দেহ এরুপ প্রায় ১০০ ট্রিলিয়ন কোষ সমন্বয়ে গঠিত। এগুলী দেখতে হলে উচ্চ শক্তি সম্পন্ন ইলেক্ট্রিক মাইক্রোপ এর প্রয়োজন হয়।
এই অতিক্ষুদ্র কোষের মধ্যেই রয়েছে আবার বেশ কিছু ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র প্রকোষ্ঠ বা Organelle (চিত্র-২,ও পর্ব ১৬,১৭ ও১৮ দেখুন)।
এরা প্রত্যেকেই দেহের অতি জটিল ও প্রয়োজনীয় ক্রিয়াদি সমাধা করিয়া দেহকে সুস্থ ও জীবিত রাখে। এদের যে কোন একটির কাজকর্মে ব্যাঘাতের সৃষ্টি হলে কোষ অসুস্থ হয়ে যায়। তখন আমরা বড় বড় দুরারোগ্য ব্যাধিতে আক্রান্ত হয়ে পড়ি এমনকি মৃত্যু ও বরন করি।
বিজ্ঞানী Yoshinori Ohsumi এর আবিস্কারটা ছিল বিশেষ করে এই সমস্ত ক্ষুদ্রাতিক্ষুদ্র প্রকোষ্ঠের মধ্যের Lysosome নামক প্রকোষ্ঠটির উপর (চিত্র–২দেখুন)।
পূর্ববর্তী পর্বে আপনারা Autophagy এর কলা কৌশল ও মানব দেহে এর গুরুত্ব ও এর উপর বিভিন্ন বিজ্ঞানীগনের অবদান সম্পর্কে অবগত হয়েছেন।
তাহলে এখন জানতে হবে, বিজ্ঞানী Yoshinori Ohsumi এর অবদানটা এর উপর কোনখানে আর কী কৌশলটাই বা তিনি অবলম্বন করে সফলকাম হয়েছিলেন।
জী- হ্যা,
বিজ্ঞানীগন কোষ পরীক্ষা নিরীক্ষা করার জন্য সাধারণতঃ Yeast (ফাংগাছ) কোষ ব্যবহার করে থাকেন। কারণ এর উপর পরীক্ষা নিরীক্ষা চালানো সহজ হয়। আর তা ছাড়া Yeast কোষকে বিজ্ঞানীগন মানব জাতির কোষের একটা মডেল হিসাবেও গন্য করে থাকেন।
Yeast কোষের Vacuole মানব জাতির কোষের Lysosome এর মত কাজ করে। অর্থাৎ Yeast কোষে পৃথক কোন Lysosome থাকেনা। কাজেই মানব জাতির Lysosome কী ভাবে কাজ করে, প্রাথমিক ভাবে তার সন্ধান পেতে Yeast কোষের Vacuole এর উপর পরীক্ষা নিরীক্ষা চালাতে হয়।
বিজ্ঞানী Yoshinori Oshumi প্রথম দিকে বিভিন্ন দিকে গবেষনার কাজ করেন। পরে ১৯৮৮ এর দিকে নিজে ল্যাবরেটরী খুলে গবেষনার কাজ চালাতে থাকেন।
তিনি Saccharomyces cerevisiae নামের একটি জাতের Yeast এর উপর এই পরীক্ষাটা চালান।
এতে তিনি একটি বিরাট সমস্যা ও চ্যালেঞ্জ এর সম্মুখীন হন। এখানে সমস্যাটা হল, Yeast এর কোষের Vacuole মানব জাতির কোষের Lysosome এর চাইতে অনেক বেশী ক্ষুদ্র। এজন্য Yeast এর Vacuole এর অভ্যন্তরে সংগ্রহিত অপ্রয়োজনীয় প্রোটীন পদার্থাদি, যা Autophagosome vesicle এর মধ্যে জমা হয়, সেটা এত বেশী ক্ষুদ্র হয় যা প্রচলিত Electric Mycroscope দ্বারা অবলোকন করা সম্ভব হয়না।
উনি যদি দেখতেই না পান তাহলে উনি কী করে জানতে পারবেন যে ওখানে কখন কী ঘটতেছে, কেন ঘটতেছে, বিশেষ করে কোন্ জ্বীন দ্বারা কী ঘটতেছে।
একারণে উনি তখন একটা বিরাট চ্যালেঞ্জ এর সম্মুখীন হয়ে পড়লেন।
উনি তখন চিন্তা ভাবনা করে একটা কৌশল অবলম্বন করলেন।
কী কৌশলটার কথা চিন্তা করলেন?
জী,হ্যা,
Autophagy হতে stimulate করে, Yeast এর Vacuole এর মধ্যে Autophagosome এর ব্যাগে করে আনা অপ্রয়োজনীয় পদার্থ গুলী আনার পর যদি সেগুলীকে ভেঙ্গে Degrade করতে না দেওয়া হয় তাহলে, ঐ গুলী ক্রমান্বয়ে Vacuole এর মধ্যে জমা হয়ে হয়ে বৃদ্ধি পেতে থাকবে, আর তখন এটা দেখা সম্ভব হতে পারে।
তা করতে গেলে এখন যা করার দরকার তা হল, এমন Yeast ল্যবরেটরীতে উৎপাদন করা দরকার, যারা Autophagy করতে stimulate করবে এবং একই সংগে তাদের এই ক্ষমতা থাকবেনা যে Vacuole এর মধ্যে আনা অপ্রয়োজনীয় পদার্থগুলীকে ভাঙ্গতে (degrade) পারে।
তাহলে, Autophagy কী ভাবে stimulate করা যায়?
জী, হ্যা, আগেই জেনেছেন, শরীরে খাদ্যাভাব বা প্রচন্ড ক্ষুধা Autophagy হতে stimulate করায়।
কী ভাবে সেটা Yeast কে করাবে?
এটা করা যাবে Yeast কে এমন media তে জন্মাবে যার মধ্যে তাদের পুষ্টি বা খাদ্য থাকবেনা।
তাহলে এখন কী করতে হবে?
এর জন্য এখন একই সংগে ২ টা পদ্ধতি প্রয়োগ করতে হবে।
কী সেই পদ্ধতি ২টা?
জী, হ্যা,
১) Yeast কে এমন মাধ্যমে (media) জন্মাতে হবে যেখানে তাদের জন্য কোন খাদ্য বা পুষ্টি থাকবেনা।
২) Yeast এর কোষের Vacuole এ যদি কোন Autophagosome (যার মধ্যে অপ্রয়োজনীয় প্রোটীন ভর্তি থাকে) জমা হয়, তা হলে Yeast যাতে সেটা না ভাঙ্গতে পেরে সেখানে জমা হতে পারে, সে ব্যবস্থা করতে হবে।
কী ভাবে ভাঙ্গতে না পারার ব্যবস্থা করা যাবে?
জী,হ্যাঁ, এটা করা সম্ভব।
এটা করা যাবে, যদি এমন জাতের Yeast জন্মানো যায়, যাদের ঐ সমস্ত জ্বীন গুলী যারা Vacuole এ enzyme উৎপাদন করে Vavuole এ জমাকৃত Autophagosome কে degrade করে বিলীন করে দেয়, সেই সমস্ত জ্বীন গুলীকে যদি অকেজো করে দেওয়া যায়।
তাহলে কীভাবে সেই সমস্ত জ্বীন গুলিকে অকেজো করা যায়?
জী,হ্যা,
জীবানুর জ্বীন কে ল্যাবরেটরীতে অকেজো করা হয় বিশেষ রাসায়নিক পদার্থ প্রয়োগ করে genetic engineering এর মাধ্যমে। এরপর পরীক্ষা নিরীক্ষা করার জন্য সেই জাতের জীবানু ল্যাবরেটরীতে যথেষ্ট পরিমানে জন্মিয়ে পরীক্ষা নিরীক্ষা চালানোর জন্য জমা রাখা হয়।
এটা করতে পারলে, তাহলে কী ঘটবে সহজেই অনুমেয়। অর্থাৎ একদিকে Autophagy হতে stimulate করে vacuole এ Autophagosome জমা করার ব্যবস্থা করা হল, আবার অন্য দিকে, সেই Autophagosome যাতে degrade হয়ে বিলীন না হয়ে, সেখানে জমা থাকল।
তাহলে জমা হওয়া Autophagosome সহজেই Microscope এ ধরা পড়বে।
বিজ্ঞানী Yoshinori Oshumi এই পদ্ধতিই প্রয়োগ করলেন।
এর ফলাফল কী হল?
তার এই যুক্তি অনুসারে তার এই পরীক্ষা চমকপ্রদ ভাবে সফল হয়েছিল!!!
তিনি দেখতে পেলেন Genetic engineered ঈষ্ট কোষের vacuole গুলীতে প্রচুর পরিমানে Autophagosome জমা হচ্ছে।
চিত্র-৩ দেখুন।
চিত্র-৩
Figure source- https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2016/press.html
লক্ষ্য করুন, এই চিত্রে বাম দিকের প্যানেলে ২ টা ঈষ্ট ও তার Vacuole দেখা যাচ্ছে। এর বাম পার্শের টা কন্ট্রোল অর্থাৎ স্বাভাবিক অবস্থার যা পূর্ণ পুষ্টি পেয়ে থাকে। আর ডান পার্শেরটা অভুক্ত ঈষ্ট Vacuole, যেটা অভুক্ত ও ক্ষুধার্ত। আর এই ক্ষুধা এতে Autophagy হইতে Stimulate বা উত্তেজিত করিয়েছে। কন্ট্রোল টার Vacuole এ কোন Autophagosome আছে কিনা পরিস্কার দেখা যাচ্ছেনা। কারণ এটা অক্ষুধার্ত থাকার কারণে এখানে Autophagy তেমন একটা কার্যকরী থাকেনা। তারপরেও যদি ২-১টা Autophagosome এসে পড়ে, তা Degrading Enzyme এর উৎপাদন চালু থাকার কারণে, সাথে সাথে সেই Enzyme এ ভেঙ্গে ফেলে দেয়। যার কারণে স্বাভাবিক ঈষ্ট কোষটির Vacuole এ কোন Autophagosome দেখা যাচ্ছেনা।
কিন্তু ডান পার্শের অভুক্ত ঈষ্ট এর Vacuole এ Autophagosome পরিস্কার ভাবে দেখা যাচ্ছে। কারণ ডান পার্শের ঈষ্টকে একদিকে যেমনটা অভুক্ত রেখে ক্ষুধার মাধ্যমে Autophagy Stimulate করে প্রচুর Autophagosome উৎপন্ন করানো হয়েছে, তেমনি আবার অন্যদিকে এর যে জ্বীন প্রোটীন Degrade করার Enzyme উৎপন্ন করবে সেই জ্বীন Genetic Engineering এর মাধ্যমে অকেজো করে দেওয়া হয়েছে। ফলে সে আর কোন প্রোটীন Degrade করতে পারতেছেনা, যার ফলে এখানে সমস্ত Autophagosome জমাকৃত হয়ে পড়ে থাকতেছে ও মাইক্রোসকোপেও পরিস্কার দেখা যাইতেছে।
তার এই পরীক্ষা প্রমান করেছিল Yeast কোষে Autophagy চালু আছে।
এরপর বিজ্ঞানী Ohsumi, Genetic engineered করার সুবিধাকে ব্যবহার করে হাজার হাজার ঈষ্ট কোষের উপর পরীক্ষা নিরীক্ষা চালিয়ে প্রথম ১ বৎসরের মধ্যেই Autophagy এর জন্য সর্ব প্রথম যে জ্বীনটা প্রয়োজন হয় সেইটা আবিস্কার করিলেন। তারপর আরো পরীক্ষা নিরীক্ষা করিয়া Autophagy এর জন্য প্রয়োজনীয় আরো ১৫ টা জ্বীন এর আবিস্কার করিলেন।চিত্র-৩ এর ডান প্যানেলে সেটা দেখানো হয়েছে।
চিত্র-৪
Figure source- https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2016/press.html
এই চিত্রে দেখানো হয়েছে কী জটিল প্রক্রিয়ার মাধ্যমে Autophagosome (ব্যাগ) এর বিভিন্ন অংশ লক্ষ্য ব্স্তুর (অপ্রয়োজনীয় পদার্থ) চতুর্পার্শে তৈরী হয়ে লক্ষ্য বস্তুকে ঘিরে ব্যাগের মধ্যে ঢুকিয়ে ভর্তি করে আটকিয়ে ফেলতেছে।
এরপর বিজ্ঞানী Ohsumi আরো পরীক্ষা নিরীক্ষা করিয়া প্রমান করিলেন Autophagy এর জ্বীন গুলী Encode করে যে সব প্রোটীন দল উৎপন্ন করে, সেগুলী কীভাবে নিজেরা নিজেরা অতি সুশৃংখল ভাবে বিভিন্ন স্তর পেরিয়ে পরশ্পর নিজেরা নিজেরাই সাজিয়ে গুছিয়ে লক্ষ্যবস্তুকে চতুর্দিক হইতে ঘিরিয়া ফেলিয়া vesicle (ব্যাগ) তৈরী করিয়া আটকিয়ে ফেলে। চিত্র-৪ এ এটা দেখানো হয়েছে।
এরপর ঐ vesicle যাকে Autophagosome বলে, অপ্রয়োজনীয় পদার্থ গুলী ভর্তী করে, ব্যাগ এর মুখ কে টাইট করে আটকিয়ে, এগুলীকে যে প্রকোষ্ঠে (Vacuole/Lysosome) ভেঙ্গে ফেলা হয় সেখানে বহন করে লয়ে যায়।
এই ভেঙ্গে ফেলার প্রকোষ্ঠের (Organelle) নাম ঈষ্ট কোষে Vacuole, আর পরে আরো পরীক্ষা নিরীক্ষা করে দেখা গিয়েছে মানব কোষ ও ঠিক একই প্রকৃয়ায় কাজ করে। তবে মানব কোষের যে প্রকোষ্ঠটি এই কাজ করে তার নাম Lysosome, (১,২,৩,৪)
এই প্রকৃয়াটিকে তুলনা করা যায়- ঠিক যেমন ভাবে আইন শৃংখলা বাহিনী কোন দুর্বৃত্তদের আস্তানার সন্ধান পেলে, পূর্ণ প্রস্তুতি গ্রহন করে আস্তানার চতুর্পার্শ ঘিরিয়া ফেলে ও পরে দুর্বৃত্তদের আটক করে জেলের প্রকোষ্ঠে আটকিয়ে যথাযথ ব্যবস্থা গ্রহন করে।
বিজ্ঞানী Ohsumi তার এই কাজের ফলাফল ১৯৯২ সনে বিজ্ঞান ভিত্তিক বিভিন্ন ম্যাগাজীনে প্রকাশ করেন। ( ১০,১২)
বিজ্ঞানী Ohsumi এর অবদানটা Autophagy এর উপর এইখানেই।
এর জন্যই তাকে নোবেল প্রাইজ প্রদান করা হয়।
কোষ এর কাজ কামের কী সুন্দর প্রকৃয়াই না !!!
কী ভাবে ডিএনএ Encode করে প্রোটীন তৈরী করায় তা, ১১তম পর্বে
দেখুন—
মানব দেহকোষে Autophagy এর গুরুত্ব অপরিসিম। Autophagy জ্বীন এর ত্রুটি বিচ্যুতি (Mutation) ঘটার কারনে মানব দেহে যে সব জটীল জটীল ব্যাধির সৃষ্টি হয় (যেমন- Diabetes,Obesity, Parkinsons, Huntingtons, Alzheimers ইত্যাদি।) ও এর থেকে নিরাময় থাকার প্রকৃয়া জানতে ও একটা সুন্দর সুস্থ দীর্ঘ জীবন পেতে ৫৪ তম পর্ব পড়ুন।
এজন্য বিজ্ঞ্যানীরা এমন পিল আবিস্কার করেছেন যদি কোন জ্বীন এর Mutation এর কারণে Autophagy ব্যাহত হয়ে যায়, তা হলে সেই পিল ব্যবহার করে Autophagy হতে stimulate করা যায় । (video7)
বাহ্, কোষের এই Autophagy পদ্ধতিটা কী চমৎকারই না!!! কোষ নিজে নিজেই তার গৃহকে কে আবর্জনা মুক্ত করিয়া, কাজ কাম সুষ্ঠু ভাবে চালিয়ে যাওয়ার জনা পরিবেশ বজায় রাখে। আর শুধু আবর্জনা মুক্তই করেনা,বরং সেই আবর্জনা কে ভেঙ্গে পুনরায় যথোপযুক্ত কাজেও লাগায়, ঠিক যেমনটা আমরা গৃহের আবর্জনাকে Recycle করে সুন্দর সুন্দর নূতন বস্তু তৈরী করি!!!
বিজ্ঞ্যান ও কলা-কৌশল এ দক্ষতা আনা ব্যতিরেকে কোন জাতি উন্নতি লাভ করতে পারেনা।
কাজেই বিজ্ঞান পড়ুন ও জানুন।
ভিডিও গুলী ও রেফারেন্স গুলী দেখুন, তাহলে এই বিষয়ের উপর আরো অনেক কিছু জানতে পারবেন।
পূর্ববর্তী পর্বগুলী দেখতে এখানে ক্লিক করুন-
https://chkdr02.wordpress.com/
YOU TUBES
‘Self-Eating Cell’ Research Wins Nobel in Medicine
SHOMUS BIOLOGY
SENS FOUNDATION
Autophagy and Intracellular Aggregates – Dr. Ana Maria Cuervo
TRIALPLANNER
https://www.youtube.com/watch?v=TYZKYrw9rU8
6 PI3K
https://www.youtube.com/watch?v=ewgLd9N3s-4
- Einstein On: Autophagy, Dr. Ana Maria Cuervo
https://www.youtube.com/watch?v=DdU5Wwn6vlk
- Promoting autophagy with the aid of therapeutic fasting for brain cancer management
https://www.youtube.com/watch?v=gDeQG9DNB1c
- Selective autophagy in the fight against aging and age-related disorders
https://www.youtube.com/watch?v=BiwnJtYCuww&t=50s
- How To Increase Autophagy
https://www.youtube.com/watch?v=piTFS4MOO4A
References-
- https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2016/press.html
- http://www.bbc.com/news/health-37540927
- http://genesdev.cshlp.org/content/21/22/2861.long
- https://en.wikipedia.org/wiki/Autophagy
- https://en.wikipedia.org/wiki/Nobel_Prize_in_Physiology_or_Medicine
- ATG GENES
http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.4161/auto.35957. ATG16L1 gene
autophagy related 16 like 1
- https://ghr.nlm.nih.gov/gene/ATG16L1
- UBIQUITIN
https://en.wikipedia.org/wiki/Ubiquitin
- 1992 publication
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1400575
11.PROTEASOME
https://en.wikipedia.org/wiki/Proteasome
12. Isolation and characterization of autophagy-defective mutants of Saccharomyces cerevisiae.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8224160
SCIENTIFIC ARTICLES BY DR. ABDUL HAKIM CHAKLADAR 