बार्बरा मॅक्लिंटॉक (Barbara McClintock)

मॅक्लिंटॉक, बार्बरा : (१६ जून १९०२ – २ सप्टेंबर १९९२) बार्बरा मॅक्लिंटॉक यांचा जन्म कनेक्टिकटमधील हार्टफोर्ड येथे एलिनॉर या ठिकाणी झाला. मॅक्लिंटॉक यांनी इरास्मस हॉल हायस्कूलमध्ये आपले माध्यमिक शिक्षण पूर्ण केले. हायस्कूलमध्ये शिकतांना त्यांना विज्ञानाची गोडी लागली. मॅक्लिंटॉक यांनी कॉर्नेलच्या कृषि महविद्यालयात वनस्पतीशास्त्रात बी.एस्सी. पदवीचा अभ्यास पूर्ण केला. पदवीचे शिक्षण घेत असताना त्यांना अनुवांशिकशास्त्रात रुची निर्माण झाली. कॉर्नेल महविद्यालयात हचिसन अनुवांशिकशास्त्र शिकवत होते. मॅक्लिंटॉक यांच्या अभ्यासूवृत्तीने व अनुवांशिकशास्त्र विषयातील त्यांच्या हुषारीने ते प्रभावित झाले होते. एके दिवशी हचिसन त्यांच्या अनुवांशिकीशास्त्र संशोधनात सहभागी होण्यासाठी मॅक्लिंटॉक यांना फोन केला. या एका फोनमुळे पुढील संपूर्ण आयुष्य त्यांनी अंनुवांशिकीशास्त्रासाठी समर्पित केले. कॉर्नेल येथेच त्यांनी वनस्पतीशास्त्रात अनुक्रमे एम.एस. आणि पीएच्.डी. पूर्ण केली. ह्याच कालावधीत कॉर्नेल महविद्यालयात त्या वनस्पतीशास्त्र-प्रशिक्षक या पदावर देखील कार्यरत होत्या.

मका ह्या वनस्पतीच्या पेशीय जनुकशास्त्रावर काम करत असतांना मका गुणसूत्रांचा अभ्यास करण्यासाठी त्यांनी कार्माइन अभिरंजन पद्धतीचे नवे तंत्रही विकसित केले. या  तंत्रज्ञानाच्या मदतीने वनस्पतीच्या १० गुणसूत्रांचे आकृतीबंध प्रथमच अभ्यासता आले. गुणसूत्रांच्या आकृतीबंधांचा अभ्यास करून पेशीपासून निर्मिलेल्या जन्य-पेशीतील (Daughter cells)  गुणसूत्रांच्या गटांमुळे पेशींचे विशिष्ट गुण पुढच्या पिढीत कसे वाहून नेले जातात यांविषयी स्पष्टीकरण दिले.

मॅक्लिंटॉक ह्या पहिल्या व्यक्ती होत्या की ज्यांच्या मते अर्धसूत्री विभाजनात (Meiosis) समधर्मी गुणसूत्र एकमेकांत गुंतून व फुलीचा-आकारात (Chiasmata) रुपांतरीत होऊन गुणसूत्र-खंडाचे संकरण करतात. पुढच्याच वर्षी मॅक्लिंटॉक आणि क्रेटन यांनी अर्धसूत्री-विभाजनातील गुणसुत्रीय-विनिमय (Chromosomal Crossover) आणि जनुकीय गुणधर्मांचे पुनर्संयोजन यांमधील दुवा सिद्ध केला. त्यांनी गुणसूत्रांचे पुनर्संयोजन नेमके कसे घडते ह्याचे सूक्ष्मदर्शकाखाली प्रत्यक्षपणे निरीक्षण करून पटवून दिले. आधीच्या संशोधकांनी जनुकीय पुनर्संयोजन (Genetic Recombination) अर्धसूत्री-विभाजनात होत असावे असे फक्त गृहीतक मांडले होते. परंतु मॅक्लिंटॉक यांच्या संशोधनाने या संबधीचा वैज्ञानिक पुरावा प्रथमच उपलब्ध करून दिला. मॅक्लिंटॉक यांनी मका वनस्पतील गुणसूत्र क्रमांक-९ वरील तीन जनुकांची क्रमिकता अभ्यासून पहिल्यांदाच जनुकीय नकाशा (Gene Map) प्रकाशित केला.

अनेक पोस्ट-डॉक्टरल फेलोशिपद्वारा मिळालेल्या निधीमुळे त्यांना कॉर्नेल, मिसूरी विद्यापीठ आणि कॅलिफोर्निया इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी येथे अनुवांशिकतेवर संशोधन करण्यासाठी पाठबळ मिळाले. त्यांनी मिसूरी विद्यापीठातील जनुकीयशास्त्रज्ञ लुईस स्टॅडलर यांच्या सहकार्याने क्ष-किरणांचा उत्परिवर्तक (Mutagen) म्हणून वापर करण्याची पद्धती जाणून घेतली.  मिसूरी येथे असताना मॅक्लिंटॉक यांनी मका वनस्पतीच्या गुणसूत्रावर क्ष-किरण उत्परिवर्तकाचा कसा परिणाम होतो त्याविषयी संशोधन सुरू केले. त्यांनी असे सिद्ध केले की भ्रूणपोषाच्या पेशीत गुणसूत्रांचे विखंडन-विलयन (Spontaneously) होते. गुणसूत्रांचे पुन्हा जोडले जाणे ही सहजगत्यादेखील (Random) होणारी प्रक्रिया नाही व विखंडन-विलयन यंत्रणा ही मोठ्या प्रमाणात होणार्‍या उत्परिवर्तनाचा स्रोत आहे असा नाविन्यपूर्ण सिद्धांत त्यांनी मांडला.

कोल्ड स्प्रिंग हार्बर प्रयोगशाळेत मॅक्लिंटॉक यांनी मक्याचा मोझेक (कुट्टिम) रुपीय रंगाच्या बियाणांच्या नमुन्यांच्या अभ्यास सुरू केला. त्यांनी दोन नवीन प्रभावी आणि एकमेकांशी संबधित जनुकीय स्थाने (Locus) ओळखली व त्या जनुकीय स्थानांचे विलगीकारक घटक (Dissociator-Ds) आणि सक्रियक घटक (Activator-Ac) असे नामकरण केले. त्यांना असे आढळले की, गुणसूत्रातील विलगीकारक व सक्रियक घटकांमुळे  शेजारच्या इतर जनुकांवरही त्याचे विविध परिणाम होतात. ह्या शोधाचा महत्त्वाचा भाग म्हणजे हे दोघेही घटक गुणसूत्रात स्थानांतरित होऊ शकतात. विलगीकारक व सक्रियक घटकांमुळे मक्याच्या दाण्यामध्ये मोझेकरुपीय (कुट्टिम) विविध रंगांच्या छटा तयार होतात. मॅक्लिंटॉक यांनी असा निष्कर्ष काढला की गुणसूत्र-९ वरील सक्रियक घटक (Ac) हा  विलगीकारक घटकाच्या स्थानांतरणावर नियंत्रण करतो आणि विलगीकारक घटकाच्या हालचालींसोबत गुणसूत्राचे विखंडन होते. जेव्हा विलगीकारक घटक (Ds) स्थानांतरीत होतो तेव्हा समिता-रंगकण (aleurone-color) जनुकातदेखील खंडन होते. वेगवेगळ्या पेशींमध्ये विलगीकरण घटकाचे सहजगत्या (Random) स्थानांतरण होते त्यामुळे मक्याच्या दाण्यावर विविधरंगांच्या छटा किंवा रंगीत ठिपके तयार होतात. मॅक्लिंटॉक यांना असेही आढळले की विलगीकरण घटकाचे स्थानांतरण पेशीतील सक्रियक घटकाच्या प्रतींच्या संख्येवरून निश्चित केले जाते.

आपल्या संशोधनातून त्यांनी चलित जनुक (Mobile gene) सिद्धांत विकसित केला. समान जनुक-संच असलेल्या पेशींनी बनलेल्या गुंतागुंतीच्या बहुपेशीय सजीवांमध्ये पेशी वेगवेगळी कार्ये कशी पार पडतात, त्या प्रणालीचा उलगडा जनुक नियमनाचे संशोधन करून स्पष्ट करता येईल असे गृहीतक त्यांनी मांडले. मॅक्लिंटॉक यांच्या शोधाने वैज्ञानिक जगतात पिढ्यान् पिढ्या मान्यता पावलेले जीनसंच (Genome) व गुणसूत्रे स्थिर असतात ह्या संकल्पनेला आव्हान दिले गेले. त्यांच्या प्रोसिडिंग्ज ऑफ द नॅशनल अकॅडमी ऑफ सायन्सेस या नियतकालिकात प्रकाशित झालेल्या आपल्या शोधनिबंधात विलगीकारक/सक्रियक घटक आणि जनुकनियमन याबद्दल त्यांनी माहिती दिली. नंतरच्या प्रकाशित झालेल्या शोध निबंधात त्यांनी चलित जनुके (Mobile gene) किंवा जम्पिंग जीन्स  (jumping Genes) व चलित जनुकांची कुटुंबे (Mobile gene families) यांचे अस्तित्त्व पटवून दिले.

मक्यामध्ये जनुकीय नियमन ही संकल्पना मॅक्लिंटॉक यांनी विलगीकारक/सक्रियक (Ds/Ac) घटकांच्याद्वारे दर्शविली होती व जम्पिंग जीनचे अस्तित्व पटवून दिले.

हे त्यांचे सिद्धांत संकल्पनात्मकदृष्ट्या त्यांच्यामते बरोबर होते, परंतु अद्ययावत तंत्रज्ञानाअभावी प्रयोगात्मक पुरावा देणे मात्र त्याकाळी कठीण होते. त्यामुळेच त्यांच्या समकालीन संशोधकांनी त्यांचे संशोधन मान्य केले नाही. मॅक्लिंटॉक यांनी न डगमगता वैज्ञानिकांनी अमान्य केलेल्या जनुक घटकांवर नियंत्रण ठेवण्याबाबतच्या आपल्या कल्पना विकसित करणे सुरूच ठेवले. त्यांनी जेनेटिक्स नियतकालिकात शोधनिबंधाद्वारे अभ्यासलेली सर्व सांख्यिकीय माहिती सादर केली आणि विविध विद्यापीठांत व्याख्यानदौरे केले. परंतु त्यांच्या संशोधनाला कुणीही स्वीकारत नव्हते. विविध शास्त्रज्ञांच्या प्रतिक्रियांच्या आधारे मॅक्लिंटॉक यांना वाटले की त्यांनी वैज्ञानिकांच्या मुख्य प्रवाहाला दूर करण्याचा धोका पत्करला आहे. त्यामुळेच पुढे त्यांना जनुक-घटकांवर नियंत्रण ठेवण्यासंबंधीच्या संशोधनाचे प्रकाशन थांबवणे भाग पडले. मात्र मॅकक्लिंटॉक यांना मध्य अमेरिका आणि दक्षिण अमेरिकेतील मक्याच्या विविध वाणांवर संशोधन करण्यासाठी नॅशनल अकॅडमी ऑफ सायन्सेसकडून निधी प्राप्त झाला. त्यांनी मक्याच्या विविध वाणांच्या गुणसूत्रांचे आकृतीबंध आणि त्यांच्या उत्क्रांतीच्या वैशिष्ट्यांचा शोध लावला.

जनुकीयशास्त्रज्ञ फ्रॅनोइस जेकब आणि जॅक्स मोनोड यांच्या कार्याने लॅक-ऑपेरॉनच्या जनुकीय नियमनासंबधित महत्त्वाचा शोध सादर केला. हा शोध मॅक्लिंटॉक यांच्या संशोधनाच्या योगदानाचे महत्त्व विशद करण्यासाठीदेखील निमित्त बनला. मॅक्लिंटॉक यांच्या जनुकीय नियमनाच्या शोधाला सर्वसंमत मान्यता मिळण्यास बराच काळ जावा लागला. मॅक्लिंटॉक अधिकृतपणे कार्नेगी इन्स्टिट्यूशनमधील आपल्या पदावरून निवृत्त झाल्यावर त्यांना वॉशिंग्टनच्या कार्नेगी संस्थेचे प्रतिष्ठित सेवा सदस्यत्व बहाल करण्यात आले. या सन्मानामुळे त्यांना कोल्डस्प्रिंग हार्बर प्रयोगशाळेतील पदवीधर विद्यार्थी आणि सहकार्‍यांसोबत प्रतिष्ठीत वैज्ञानिक (Emeritus Scientist) म्हणून काम करत राहण्याची परवानगी देण्यात आली.

अनेक संशोधकांनी जीवाणू (Bacteria), किण्व (Yeast) आणि जीवाणुभक्षी-विषाणू (Bacteriophage) या सूक्ष्मजीवांत क्रमपरिवर्तन करणारे किंवा अस्थायी जनुक घटक (Transposable element) शोधून काढल्यानंतर, मॅक्लिंटॉक यांना यासंबधीत मूलभूत संशोधन करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात श्रेय दिले गेले. रेण्वीय जीवशास्त्रातील (Molecular Biology) विकसित केलेल्या नवीन तंत्रज्ञानामुळे शास्त्रज्ञांना जनुकांचा अस्थायी गुणधर्म व जनुक-घटकांचा स्थानांतरणाचा प्रयोगात्मक पुरावा दाखवता आला. त्यांनी ३० वर्षांपूर्वी केलेल्या ह्याच अस्थायी जनुकीय घटकाच्या संशोधनाबद्दल १९८३ मध्ये शरीरशास्त्र व वैद्यकशास्त्र या विषयातील नोबेल पुरस्कार मिळाला. उल्लेखनीय बाब म्हणजे नोबेल पुरस्कार कोणाला विभागून न देता ते वैयक्तिकरित्या प्राप्त केलेल्या त्या पहिल्या महिला ठरल्या.

बार्बरा मॅक्लिंटॉक यांना अनेक व्यावसायिक सन्मान प्राप्त झाले प्रामुख्याने उल्लेख करता येतील असे सन्मान म्हणजे, अमेरिकन अकॅडमी ऑफ आर्टस् अँड सायन्सेसच्या फेलो, किंबर जेनेटिक्स पुरस्कार, रिचर्ड निक्सन यांनी त्यांना दिलेले राष्ट्रीय विज्ञान पदक, कोल्ड स्प्रिंग हार्बरने त्यांच्या सन्मानार्थ एका इमारतीला नाव दिले, लुई आणि बर्ट फ्रीडमन फाऊंडेशन पुरस्कार, लुईस एस. रोसेन्स्टाइल पुरस्कार, बेसिक मेडिकल रिसर्चसाठी अल्बर्ट लास्कर पुरस्कार, मेडिसिनमधील वुल्फ पुरस्कार, जेनेटिक्स सोसायटी ऑफ अमेरिकाचा थॉमस हंट मॉर्गन पदक, कोलंबिया विद्यापीठाचे जनुकीय माहितीची उत्क्रांती आणि त्याच्या अभिव्यक्तीवरील नियंत्रण या संशोधनासाठी लुइसा ग्रॉस हॉर्विट्झ पुरस्कार, शरीरक्रियाशास्त्र व वैद्यकशास्त्र या विषयातील नोबेल पुरस्कार, रॉयल सोसायटीचे परदेशी सदस्य, अमेरिकन फिलॉसॉफिकल सोसायटीचे विज्ञानातील बेंजामिन फ्रँकलिन पदक (मरणोत्तर), १४ मानद डॉक्टर ऑफ सायन्स पदव्या, मानद डॉक्टर ऑफ ह्युमन लेटर्स.

बार्बरा मॅक्लिंटॉक यांचा हंटिंग्टन, न्यूयॉर्क येथे मृत्यू झाला.

संदर्भ :

समीक्षक : रंजन गर्गे

Tags: , , , ,