एम्स, ब्रूस : (१६ डिसेंबर, १९२८ )
ब्रूस एम्स त्यांच्या सुप्रसिद्ध एम्स उत्परिवर्तन घडविण्याच्या (mutagenicity) मोजमापन पद्धतीमुळे प्रसिद्ध आहेत. आपल्या रोजच्या वापरात जी कृत्रिम रसायने असतात, ती आपल्यामध्ये उत्परिवर्तन (mutations) करत असली तर त्यांच्या वापराने आपल्याला कॅन्सरसारखा जीवघेणा आजारही होऊ शकतो. यासाठी अन्न, औषधे, सौंदर्य प्रसाधने यासारख्या गरजेच्या वस्तूंमधून जी रसायने आपल्या शरीरात शिरतात त्यांची उत्परिवर्तन करण्याची क्षमता तपासून बघणे आवश्यक असते. ती आपल्या वापरासाठी सुरक्षित आहेत किंवा कसे हे एम्स चाचणी करून ठरविता येते. आजही जगातल्या साधारण तीन हजार प्रयोगशाळा साल्मोनेला टायफीम्यूरीयम ( Salmonella Typhimurium) हा जीवाणू वापरून रसायनांची एम्स चाचणी करून रसायनांच्या हानीकारकतेवर शिक्कामोर्तब करतात. ही चाचणी तसेच कॅन्सरवरील त्यांच्या एकूण अभ्यासामुळे गेली तीस वर्षे ब्रूस एम्स कॅन्सरवरील संशोधनाला गती देत आले आहेत. रेण्वीय जनुक विषबाधा (Molecular Genetic Toxicology) या विषयाचे ते तज्ज्ञ समजले जातात.
तेरा वर्षांचे असताना एम्स यांनी विज्ञानासाठीच्या ब्रोन्क्स माध्यमिक शाळेत प्रवेश घेतला. त्यांना जीवशास्त्र आणि रसायनशास्त्र हे विषय आवडत. शाळेत असताना त्यांनी वनस्पतींच्या हार्मोन्सचा टमाट्यांच्या मुळांवर होणाऱ्या परिणामांचा अभ्यास केला होता. न्यूयॉर्कच्या कॉर्नेल विद्यापीठात त्यांनी रसायनशास्त्र आणि जीवशास्त्र हे विषय घेऊन बी. ए. ची पदवी प्राप्त केली आणि ते पीएच.डी साठी कॅलटेक संस्थेमध्ये (कॅलिफोर्निया इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी) डॉक्टर मिशेल यांच्या विभागात दाखल झाले. कॅलटेकला तेव्हा अनेक प्रतिथयश वैज्ञानिक काम करत होते. त्यांच्या कामामुळे एम्सना प्रेरणा मिळाली. न्यूरोस्पोरा (Neurospora) या पावावरील बुरशीच्या उत्परिवर्तन झालेल्या प्रजाती वापरून हिस्टीडीन (Histidine) अमिनो आम्ल बनवायची पद्धती त्यांनी शोधून काढली. अशा प्रकारचे क्रांतिकारी संशोधन करणारे बीडल आणि टेटम तेव्हा कॅलटेकमध्येच काम करत होते. कॅलटेकमध्ये त्यांना उत्तम पायाभूत प्रशिक्षण मिळाले.
पीएच.डी पूर्ण केल्यानंतर १९५३ साली पोस्ट डॉक्टरल संशोधनासाठी एम्स राष्ट्रीय आरोग्य संस्थेमध्ये होरेकर यांच्या विभागात गेले. तिथे एम्स स्वतंत्रपणे साल्मोनेला टायफीम्यूरीयम या जीवाणूमध्ये हिस्टीडीन अमिनो आम्ल कसे तयार होते याचा अभ्यास करू लागले. याच दरम्यान इटलीच्या जोव्हाना फेरोलुझ्झो या पोस्ट डॉक्टरल संशोधन करणाऱ्या विद्यार्थिनीशी ते विवाहबद्ध झाले. १९६१ मध्ये राष्ट्रीय आरोग्य संस्थेतून एक वर्षाची रजा घेऊन ते यूरोपमध्ये गेले आणि त्यांनी सहा महिने फ्रान्सिस क्रीक यांच्या केम्ब्रिजमधील प्रयोगशाळेत तर सहा महिने पॅरिस येथील पाश्चर संस्थेमध्ये फ्रान्स्वायाकोब यांच्याकडे काम केले. ह्या दोघांनाही पुढे नोबेल पुरस्कार मिळाले. येथील प्रशिक्षणाचा नंतर एम्स यांना खूप फायदा झाला.
एम्स १९६२ मध्ये अमेरिकेच्या राष्ट्रीय आरोग्य संस्थेत परतल्यानंतर त्यांची तेथील जीवाणू अनुवांशिकशास्त्र विभागाचे प्रमुख म्हणून नियुक्ती झाली. तेथील सुरुवातीचे त्यांचे काम हिस्टीडीन अमिनो आम्लाचे संश्लेषण करणाऱ्या जनुकांच्या गटाच्या नियामक मंडळावर होते. याच कालावधीत रॉबर्ट मार्टिन यांच्याबरोबर त्यांचा सुक्रोज घनतेनुसार केंद्रोत्सारी पद्धतीवरचा (sucrosedensity gradient technique) संशोधन लेख प्रसिद्ध झाला. ही पद्धत रेण्वीय वजन मापण्यासाठी जीव रसायनशास्त्रज्ञ, रेण्वीय जीवशास्त्रज्ञ आणि जीवतंत्रज्ञान शास्त्रज्ञ सगळ्यांनाच उपयुक्त पडते. हिस्टीडीन अमिनो आम्ल बनवणाऱ्या जनुकांचा गट एकत्रित व एकसंधपणे काम करतो हे संशोधनही एम्स आणि मार्टिन यांनी एकत्रितपणे केले होते. ह्या त्यांच्या संशोधनावर आधारित याकोब आणि मोनो यांच्या ओपेरॉन संकल्पनेला नंतर नोबेल पुरस्कार देण्यात आला.
पुढे बटाट्यांच्या काचऱ्यांच्या (चिप्स) पिशवीवरील घटकांची नावे वाचून हे घटक जनुकांना इजा करू शकतील का ही शंका एम्स यांना आली आणि असे इजा करणारे घटक जर मोठ्या प्रमाणावर खाल्ले गेले तर नक्कीच गंभीर परिणाम होतील असे त्यांना जाणवले. तर या घटकांचा पेशींवरील परिणाम पाहण्यासाठी त्यांनी वाढीसाठी हिस्टीडीनची आवश्यकता असणाऱ्या साल्मोनेला टायफीम्यूरीयम या जीवाणूच्या उत्परिवर्तन झालेल्या प्रजातींचा (mutants) वापर केला. हे साधारण दहा कोटी जीवाणू त्यांनी पेट्रीडिशमधल्या हिस्टीडीन नसलेल्या वाढीसाठीच्या घटकांवर पसरले. घटकांमध्ये हिस्टीडीन नसल्यामुळे जीवाणू त्यावर वाढू शकणार नाहीत, परंतु जनुकांचे उत्परिवर्तन घडवून आणणारे घटक जर पेपरच्या चकतीवर ठेऊन ती चकती या जीवाणूंच्या मध्यभागी ठेवली तर ते रसायन हळूहळू कागदावरून अवतीभवती पसरेल, त्यामुळे जनुकांचे उलटे उत्परिवर्तन (reverse mutation) होऊन ते पुन्हा हिस्टीडीन बनवू लागतील व हिस्टीडीन आपसूक मिळाल्यामुळे या प्रजाती पेट्रीडिशमधल्या घटकांवर वाढू लागतील. अशा तऱ्हेने या चकतीभोवतीच्या जीवाणूंच्या वसाहतींची संख्या ही बिनविषारी रसायनांच्या (उदाहरणार्थ, सलाईन) चकतीभोवतीच्या जीवाणू वसाहतींच्या संख्येहून कितीतरी पटीनी जास्त असेल, कारण बिनविषारी रसायने उत्परिवर्तन घडवून आणू शकत नाहीत. अशा विषारी रसायनांना उत्परिवर्तक रसायन (mutagen) असे म्हणतात. हे तंत्र एम्स चाचणी म्हणून प्रसिद्ध आहे. कधीकधी एखादे रसायन मूलतः विषारी नसते पण यकृतातली विकरे रसायनांवर अभिक्रिया करतात. अशा अभिक्रियेमुळे बिनविषारी रसायने विषारी बनतात. चाचणी करावयाच्या रसायनांवर अशा अंतर्गत अभिक्रिया घडवून आणण्यासाठी एम्स यांनी उंदरांच्या यकृताचा काढा (homogenote) घटकांमध्ये मिसळून साल्मोनेलाच्या वसाहतींच्या संख्येमध्ये फरक पडतो का तेही पाहिले.
उत्परिवर्तक रसायने आणि कॅन्सर यांमधील संबंध शोधायचा त्यांनी प्रयत्न केला. कॅन्सरला कारणीभूत ठरणारी रसायने उत्परिवर्तन घडवतात. पुढे त्यांनी १७४ कॅन्सरजन्य रसायनांपैकी ८० ते ९०% रसायनांमुळे उत्परिवर्तन होते हे सिद्ध करून दाखविले. त्यांच्या या प्रयोगामुळे अनुवंशशास्त्र आणि कॅन्सर जीवशास्त्र या क्षेत्रांत प्रचंड खळबळ उडाली.
रसायनाची उत्परिवर्तन क्षमता मापण्यासाठी एम्स यांनी योजलेली पद्धत त्याकाळी केल्या जाणाऱ्या उंदरांमधील उत्परिवर्तन मापनाच्या पद्धतीपेक्षा कमी खर्चिक आणि वेळ वाचवणारी होती. त्यामुळे जगभरातील हजारो प्रयोगशाळांनी एम्स चाचणी तातडीने अंमलात आणली. जगाला लाभ व्हावा या हेतूने एम्स यांनी या चाचणीचे एकस्व घेतले नाही.
ब्रूस एम्स यांचा त्यांच्या संशोधनासाठी अनेकदा गौरव करण्यात आला. अमेरिकन रसायन समाजाचे एली लिली पारितोषिक, आर्थर फ्लेमिंग बक्षिस, टायलेर पारितोषिक वगैरे अनेक गौरवांनी ते सन्मानित झाले. अमेरिकेचे राष्ट्रीय विज्ञानपदकही त्यांना देण्यात आले.
ब्रूस एम्स अजूनही बर्कले येथील कॅलिफोर्निया विद्यापीठाच्या जीवरसायनशास्त्र आणि रेण्वीय जीवशास्त्र या विभागांत काम करतात. ते या विभागाचे अध्यक्षही होते. सध्या ते बर्कलेच्या राष्ट्रीय परिसर आरोग्यविज्ञान संस्थेचे संचालक म्हणून कार्यान्वित आहेत.
संदर्भ :
- Ames B. N., Natl. Acad. Sciences, U.S.A., 103:17589-94. doi:10.1073/pnas.0608757103, (2006)
- Ames B. , J Nucleic Acids. doi:10.4061/2010/725071, (2010).
- McCann JC and Ames B. , Am J ClinNutr. 90:889-907. doi:10.3945/ajcn.2009.27930, (2009)
- Ames Bruce., Vitamin and Mineral Inadequacy Accelerates Aging-associated Disease: https://www.youtube.com/watch?v=ZVQmPVBjubw
समीक्षक : रंजन गर्गे