ശ്വാസകോശ മത്സ്യങ്ങളിലെ രഹസ്യങ്ങൾ
മനുഷ്യ ജീനോമിന്റെ 30 മടങ്ങ്‌ വരുന്നൊരു ജീനോം! 91 ബില്യൻ രാസാക്ഷരങ്ങൾ അഥവാ ബേസുകളാണ് ഇതിലുള്ളത്. ജീവിക്കുന്ന ഫോസിൽ എന്നറിയപ്പെടുന്ന തെക്കേ അമേരിക്കൻ ശ്വാസകോശ മത്സ്യത്തിന്റെ (South American lung fish) വിസ്മയ ജീനോം രഹസ്യങ്ങളാണിപ്പോൾ ചുരുൾ നിവർന്നിരിക്കുന്നത്. ലെപിഡോസൈറൺ പാരഡോക്സ എന്ന ശാസ്ത്രനാമമുള്ള കരയിലെ കശേരുകികളുടെ (vertebrates) പൂർവികരാണ്‌ ഈ ശ്വാസകോശ മത്സ്യങ്ങൾ. ഇവയുടെ ജനിതക രഹസ്യങ്ങൾ വിരൽ ചൂണ്ടുന്നത് കശേരുകികളുടെ പരിണാമ, അതിജീവന രഹസ്യങ്ങളിലേക്കാണ്. ജർമനിയിലെ വുർസ്ബെർഗ് ജൂലിയസ് മാക്സിമിലിയൻസ് സർവകലാശാലാ പരിണാമ ജീവശാസ്ത്രജ്ഞനായ ആക്സെൽ മെയർ, ജൈവ രസതന്ത്രജ്ഞനായ മാൻഫ്രഡ് ഷാർട്ടിൽ എന്നിവരാണ് ഏറ്റവും വലിയ ജന്തു ജീനോം നിർണയം നടത്തി ശാസ്ത്രലോകത്തെ അമ്പരപ്പിച്ചിരിക്കുന്നത്. നേച്ചർ ജേർണലിൽ അടുത്തിടെ ഈ പഠനം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. 20,000നും 25,000നും ഇടയ്ക്ക് ജീനുകൾ മാത്രമാണ് മനുഷ്യ ഡിഎൻഎയിലുള്ളത്‌. ഇതിന്റെ 30 ഇരട്ടിയാണ്‌ ശ്വാസകോശമത്സ്യങ്ങൾക്കുള്ളത്‌. ജലത്തിൽനിന്ന് കരയിലേക്ക്‌ ഏകദേശം 420 ദശലക്ഷം വർഷംമുമ്പ് ആരംഭിച്ച് 360 ദശലക്ഷം വർഷംമുമ്പ് അവസാനിച്ച ഡെവോണിയൻ (Devonian) കാലഘട്ടം മത്സ്യങ്ങളുടെ വികാസപരിണാമ കാലഘട്ടം എന്നാണറിയപ്പെടുന്നത്. ഈ കാലഘട്ടത്തിലാണ് ലോബ് ഫിൻഡ് മത്സ്യ (Lobe-‐finned fish) ങ്ങൾ ജലത്തിൽനിന്ന് കരയിലേക്കെത്തുകയും ശരീരത്തിന് ഇരുവശവുമുള്ള ബലമേറിയ ഫിനുകൾ ഉപയോഗിച്ച് സഞ്ചരിക്കുകയും ചെയ്തത്. ഭൂമിയിലെ ജീവപരിണാമ ചരിത്രത്തിലെ നിർണായക വഴിത്തിരിവായിരുന്നു ഇത്. കരയിലൂടെ സഞ്ചരിച്ച മത്സ്യം വെള്ളത്തിലേക്ക് മടങ്ങാൻ തിരക്കു കാണിച്ചില്ല. ശ്വാസകോശമുള്ളതുകൊണ്ടുതന്നെ ഈ മത്സ്യത്തിന് അന്തരീക്ഷവായു ശ്വസിക്കാനും ബുദ്ധിമുട്ടുണ്ടായില്ല. ഉഭയജീവികൾ, ഉരഗങ്ങൾ, പക്ഷികൾ, മനുഷ്യൻ അടക്കമുള്ള സസ്തനികൾ എന്നിവയുടെയൊക്കെ പരിണാമത്തിലെ നിർണായക ഘട്ടമാണ് ലോബ്ഫിൻഡ്‌ മത്സ്യങ്ങളുടെ കരയിലേക്കുള്ള യാത്ര. ജീവനുള്ള ഫോസിലുകൾ കശേരുകികൾക്കെങ്ങനെ കര കീഴടക്കാൻ സാധിച്ചു. ഇതിനുത്തരം കിട്ടണമെങ്കിൽ ടെട്രാപോഡുകളുമായി (കൈകാലുകളുടെ രൂപത്തിൽ 2 ജോടി അവയവങ്ങളുള്ള കശേരുകികൾ) അടുത്ത് ജനിതക സാമ്യമുള്ള ശ്വാസകോശ മത്സ്യങ്ങളെക്കുറിച്ച് പഠിക്കണം. ആഫ്രിക്കയിലും തെക്കേ അമേരിക്കയിലും ആസ്ട്രേലിയയിലുമാണ്‌ ലങ് ഫിഷുകൾ അവശേഷിക്കുന്നത്‌. പുരാതന ജീവികളുടേതിന്‌ സമാന ജനിതകഘടനയുള്ള ഇവ ജീവിക്കുന്ന ഫോസിലുകളാണ്‌. വുർസ്ബെർഗ് സർവകലാശാലാ ഗവേഷകരുടെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള അന്താരാഷ്ട്ര ഗവേഷകസംഘം തെക്കേ അമേരിക്കൻ ലങ്ഫിഷിന്റെ സങ്കീർണമായ പൂർണ ജനിതകസാരം ചുരുൾനിവർത്തിയതോടെ പരിണാമവഴികളിലെ ഒട്ടേറെ സമസ്യകൾ പൂരിപ്പിക്കപ്പെടും എന്നുറപ്പായി. ചാടും ജീനുകൾ ആസ്ട്രേലിയൻ ലങ് ഫിഷിന്റെതിന്റെ ഇരട്ടി രാസാക്ഷരങ്ങൾ തെക്കേ അമേരിക്കൻ ലങ് ഫിഷിലുണ്ട്‌. 19 ക്രോമസോമുകളിൽ 18 എണ്ണം ഓരോന്നും പൂർണ മനുഷ്യ ജീനോമിനെക്കാൾ വലുത്! കാലക്രമേണ ലങ്ഫിഷ് ജീനോം ഇത്ര വലുതാവാൻ കാരണം ഓട്ടണോമസ് ട്രാൻസ്പോസോണുകളാണ്. ‘ചാടും ജീനുകൾ’ എന്നാണ് ഇവയെ വിശേഷിപ്പിക്കുന്നത്‌. ഇവ പകർപ്പുകൾ ഉണ്ടാക്കുകയും ജീനോമിൽ സ്ഥാനം മാറുകയും ചെയ്യും. തെക്കേ അമേരിക്കൻ ലങ് ഫിഷിൽ ഈ വിപുലീകരണം അതിവേഗമാണ്‌ നടന്നത്. കഴിഞ്ഞ ഓരോ 10 മില്യൻ വർഷങ്ങളിലും ഒരു പൂർണ മനുഷ്യ ജീനോമിനോളം വളർച്ച സംഭവിച്ച് വിപുലീകരിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ് ഈ മത്സ്യ ജീനോം. ഇതിന്റെ സാങ്കേതിക ചുരുൾ നിവർത്തിയത് ഗവേഷക സംഘത്തിലെ ബയോ ഇൻഫർമാറ്റിക്സ് വിദഗ്ധയായ സുസാന്നെ നീറ്റ്സാണ്. രഹസ്യങ്ങൾ- ചുരുളഴിയുന്നു ട്രാൻസ്പോസോണുകൾ പെരുകുകയും ചാടുകയും ചെയ്യുന്നതുകൊണ്ട് ജീവിയുടെ ജനിതക പദാർഥത്തിന് അസ്ഥിരതയും വ്യതിയാനവും ഉണ്ടായേക്കാം എന്നായിരുന്നു ഗവേഷകരുടെ നിഗമനം. എന്നാൽ, തെക്കേ അമേരിക്കൻ ലങ് ഫിഷ് ജീനോമിന്റെ അനുക്രമനിർണയം പൂർത്തിയായപ്പോൾ ഈ ധാരണ തകിടം മറിഞ്ഞു. മത്സ്യ ജീനോം അസാധാരണമാംവിധം സ്ഥിരതയുള്ളതും നിലനിർത്തപ്പെടുന്നതുമായിരുന്നു! അതുകൊണ്ടുതന്നെ ഇപ്പോഴുള്ള ലങ്ഫിഷിന്റെ ജനിതക രഹസ്യങ്ങളിൽനിന്ന്‌ പൂർവിക ടെട്രാപോഡിന്റെ ക്രോമസോം സെറ്റ് പുനഃസൃഷ്ടിക്കാൻ ഗവേഷകർക്കായി. വ്യത്യസ്ത ലങ് ഫിഷ് ജീനോമുകളുടെ താരതമ്യ പഠനവും സാധ്യമായി. ആസ്ട്രേലിയൻ ലങ് ഫിഷുകളിൽ ഇപ്പോഴും പെക്റ്റോറൽ ഫിനുകളും പെൽവിക് ഫിനുകളും ഉണ്ട്. ഇതാണ് ഇവയിലെ കരയിൽ സഞ്ചരിക്കാൻ സഹായിച്ചത്. എന്നാൽ ഇപ്പോഴുള്ള ആഫ്രിക്കൻ ലങ് ഫിഷിലും തെക്കേ അമേരിക്കൻ ലങ് ഫിഷിലും കഴിഞ്ഞ 100 മില്യൻ വർഷം കൊണ്ട് ഈ ഫിനുകൾ നാരുകൾ പോലെയായി മാറുകയും ചലനത്തിന് ഉപയോഗയോഗ്യമല്ലാതാവുകയും ചെയ്തിട്ടുണ്ട്. ട്രാൻസ്ജെനിക് സങ്കേതങ്ങളുപയോഗിച്ച് ഈ മാറ്റത്തെക്കുറിച്ച് പഠിച്ചപ്പോൾ എസ്എച്ച്എച്ച് സിഗ്നലിങ് പാതയിൽ ഉണ്ടായ മാറ്റമാണ് ഇതിനുകാരണമെന്ന്‌ തെളിഞ്ഞു. Read on deshabhimani.com