प्रातिनिधिक सजीव (Model organisms)

गेली कित्येक शतके प्राणिविज्ञानात पाळीव प्राणी, पक्षी, वन्य प्राणी, कवके, जीवाणू यांसंबंधी अभ्यास करण्यात येत आहे. सुमारे पन्नास वर्षे अभ्यासलेल्या सजीवांमधून जैविक व्यापारांची अधिक माहिती मिळवण्यासाठी संशोधन करण्यात आले. संशोधनामध्ये आनुवंशिकता, उत्क्रांती, भ्रूण विज्ञान, चयापचय, पेशी विज्ञान, जनुकीय माहिती, कर्करोग अशा अनेक बाबतींत सजीवांवर प्रयोग केले गेले. अशा मानवेतर सजीवांना प्रातिनिधिक सजीव असे म्हटले जाते.

अनेक प्रातिनिधिक सजीव मानवी आजारांवर उपचार शोधण्यासाठी वापरले जातात. असे करणे अनैतिक आहे, असा मतप्रवाह जरी असला तरी सर्व सजीव एकाच मूळ सजीवापासून उद्भवलेले (एकोद्भवी) आहेत. प्रातिनिधिक सजीवांवर केल्या जाणाऱ्या प्रयोगांमधील धोके तुलनेने माणसांवर केल्या जाणाऱ्या प्रयोगांतील धोक्यांपेक्षा कमी असतात. तसेच मानवी आजारावर उपचार करण्यापूर्वी उपचार करण्याचे औषध प्रातिनिधिक सजीवाला अचूक प्रमाणात व गुंतागुंत विरहित पद्धतीने देता येते. त्यामुळे त्यांच्यावर संशोधन करणे कमी त्रासाचे होते.

बहुतेक प्रातिनिधिक सजीवांची समान पूर्वज परंपरा (Common ancestry) असल्याने काही जनुके समान आहेत. वर्गीकरण विज्ञानाप्रमाणे मानव व मानवसदृश प्राण्यांना होणारे आजार बऱ्याच प्रमाणात सारखे असतात. पृष्ठवंशी प्राण्यांचा वंशेतिहास (Phylogeny) नव्याने तयार करताना तौलनिक प्रथिन व्यक्ततेचा (Proteomics) अभ्यास केला गेला. हे प्रथिन व्यक्ततेचे विज्ञान आता प्रोटिओमिक्स (Proteomics) या नावाने ओळखले जाते. प्रोटिओमिक्स, आनुवंशविज्ञान, भूरसायनविज्ञान व जीवाश्मविज्ञान यांवरून हे सिद्ध झाले आहे की, मानव व चिंपँझी हे सहा दशलक्ष वर्षांपूर्वी समान पूर्वजापासून वेगळे झाले आहेत. हा कालखंड mya (Million years ago) असा दर्शवण्याची पद्धत आहे. मानवाचा जनुकीय दृष्ट्या सर्वांत जवळचा सजीव चिंपँझी असला तरी प्रत्यक्ष संशोधनासाठी त्याचा वापर करण्यात येत नाही. कारण अनेक देशांमध्ये वन्यजीव संरक्षक कायद्यानुसार संशोधनाकरिता चिपँझीचा वापर करण्यास बंदी आहे. वंशेतिहासानुसार उंदीर व मानव ८०—१०० दशलक्ष वर्षांपूर्वी वेगळे झाले आहेत. असे असले तरी मानव व उंदीर यांच्या जनुकसंचांमध्ये (जीनोममध्ये) असलेली साम्यस्थळे अधिक असून तुलनेने त्यातील फरक कमी आहेत. याचे कारण म्हणजे त्यांच्यामध्ये होणारे जनुकसंचांचे स्थिरीकरण होय. यामुळेच टिकून राहण्यात पृष्ठवंशी सजीव अधिक सक्षम झाले आहेत.

जनुकसंचांच्या माहितीतून दोन सजीवांची तुलना करून सजीवांतील सहसंबंध शोधता येतात. उदा., किण्व आणि मानव यांमधील समान दुवा पेशीद्रवातील ग्लूकोजलयन जनुकांचा आहे. ग्लूकोजपासून पायरूव्हीक अम्ल तयार होण्यासाठीचे सर्व विकर मानवी पेशीद्रवात व किण्व पेशीत एकसारखेच आहेत. एवढेच नव्हे तर एकपेशीय व बहुपेशीय सजीवांमधील ग्लूकोजलयन विकर व  त्यांचे जनुक एकाच पद्धतीचे आहेत. सजीवांतील सहसंबंध शोधताना मानव व चिंपँझी यांच्या जनुकसंचांत ९९% समानता, तर मानव व बोनोबोस कपी यांच्या जनुकसंचांत ९८.७% समानता आढळली आहे. त्याचप्रमाणे मानवी सुमारे ३०,००० जनुकांपैकी उंदरामध्ये केवळ ६,००० जनुके वेगळी आहेत. त्यामुळे मानवी आजारावरील संशोधनामध्ये उंदीर हा प्रातिनिधिक सजीव म्हणून वापरला जातो. त्याचप्रमाणे फळमाशी (Drosophila melanogaster), झेब्रा मासा (Danio rerio), बेडूक (Xenopus tropicalis), कृमी (Caenorhabditis elegans) ही प्रातिनिधिक सजीवांची काही उदाहरणे आहेत.

मानवी आजारावरील संशोधनात नेहमी समजात (Homologous), समरूपी (Isomorphic) आणि पूर्वानुमानी (Predictive) या तीन बाबी लक्षात घेतल्या जातात. समजात सजीवांमध्ये आजाराची कारणे, लक्षणे आणि उपचार मानवाप्रमाणेच असतात. त्यांना होणारे आजारदेखील सारखेच असतात. समरूपी प्रातिनिधिक सजीवांमधील लक्षणे आणि उपचार मानवाप्रमाणेच समान असतात; तर पूर्वानुमानी प्रातिनिधिक सजीव क्वचित एखाद्या बाबतीत मानवाप्रमाणे समान असतात. त्यांना वेगळे वाढवणे सहज शक्य होते. त्यांच्या उपचाराबद्दल अनुमान बांधणे सोपे असते.

प्रातिनिधिक सजीवांवर केल्या जाणाऱ्या संशोधनातून प्रत्यक्ष मानवाला उपचारांच्या नव्या धोक्यापासून दूर ठेवून आजाराबद्दल अधिक माहिती मिळवता येते. तसेच ज्या प्रातिनिधिक सजीवांवर उपचार केले आहेत ते मानवास जवळचे असल्याने मानवी शरीर उपचारांना कसा प्रतिसाद देईल याची कल्पना करण्यात येते. गेल्या कित्येक वर्षांत अनेक औषधे व उपचार पद्धती प्रातिनिधिक सजीवांवरील उपचारांतूनच विकसित झालेल्या असल्याने प्रातिनिधिक सजीवांचे महत्त्व अनन्यसाधारण आहे.

पहा : किण्व-प्रातिनिधिक सजीव, झेनोपस-प्रातिनिधिक सजीव, फळमाशी-प्रातिनिधिक सजीव, मस मस्क्युलस-प्रातिनिधिक सजीव.

संदर्भ :

• https://www.deviantart.com/bewildermunster/art/Model-Organisms-Poster-Illustration-580372917
• https://en.wikipedia.org/wiki/Model_organism
• https://www.yourgenome.org/

समीक्षक : प्रमोद जोगळेकर