- ફયુચર સાયન્સ-કે.આર.ચૌધરી
શું આપણે પ્રકૃતિની સૌથી જટિલ અને સુંદર ડિઝાઇન, એટલે કે ઈંડાની રચના પ્રયોગશાળામાં કરી શકીએ ખરા? તાજેતરમાં ડલ્લાસ-સ્થિત કંપની કોલોસલ બાયોસાયન્સિસએ,આ ક્ષેત્રમાં એક ઐતિહાસિક સફળતા નોંધાવી છે. તેઓ એ કૃત્રિમ ઈંડાંમાંથી તંદુરસ્ત અને જીવંત બચ્ચાઓને સફળતાપૂર્વક બહાર કાઢયા છે. વિજ્ઞાનીઓની ટીમે આ મર્યાદાને પાર કરી દીધી છે. કોલોસલની ટીમે ૩ઘ-પ્રિન્ટેડ લેટિસ સ્ટ્રક્ચર અને સિલિકોન-આધારિત પટલ બનાવ્યું છે. જે કુદરતી રીતે સર્જન પામેલ ઈંડાની માફક ઈંડામાં ઓક્સિજનની અવરજવર સરળતાથી થાય તેવી પ્રણાલી વિજ્ઞાનીઓ વિકસાવી શક્યા છે.
આ સંશોધનનો મુખ્ય લેખ હજુ પીઅર-રિવ્યૂ જર્નલમાં પ્રકાશિત થયો નથી, પણ કંપનીએ એક વ્યાપક પ્રેસ રિલીઝ અને યુટયુબ વિડિયો દ્વારા વિગતો આપી છે. કોલોસલ બાયોસાયન્સિસ, જે અગાઉ વૂલી મેમથને પાછા લાવવાના મહત્વાકાંક્ષી લક્ષ્ય માટે જાણીતી છે, તેણે આ કૃત્રિમ ઈંડાની ટેક્નોલોજીને 'સ્કેલેબલ' બનાવી છે, એટલે કે તેને મોઆ જેવા વિશાળ ઈંડા માટે પણ વિસ્તારી શકાય છે. અહીં એક સવાલ જરૂર થાય કે 'શું આ ટેક્નોલોજી ખરેખર નવી છે?
કૃત્રિમ ઈંડામાં જીવનનો અદ્ભુત વિકાસ
પ્રકૃતિએ ઈંડાને આશરે ૫૦ કરોડ વર્ષ પહેલાં એક સ્વ-પર્યાપ્ત જીવન સહાયક પ્રણાલી તરીકે ડિઝાઇન કર્યું હતું. કલ્શિયમ કાર્બોનેટની માત્ર ૦.૪ મિલીમીટર જાડી શેલમાં ૧૭,૦૦૦ જેટલા સૂક્ષ્મ છિદ્રો હોય છે, જે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ બહાર અને ઓક્સિજન અંદર લેવાનું કામ કરે છે. વળી, અંદરનું પાતળું પટલ માત્ર ૨૦ માઇક્રોનજેટલું જાડું હોય છે. જે બેક્ટેરિયાને અંદર પ્રવેશતા અટકાવે છે. જરૂર પડે ત્યારે યોગ્ય માત્રામાં પાણીનું બાષ્પીભવન થવા દે છે. એક સરળ ઉદાહરણથી સમજીએ : જે રીતે આપણા ઘરની બારીની જાળી હવા તો અંદર આવવા દે છે, પણ મચ્છરોને અંદર પ્રવેશતા રોકે છે, તેમ ઈંડાનું બાહ્ય કવચ પણ આ જ રીતે કામ કરે છે. કુદરતી ઈંડાની ડિઝાઇનને સમજવા માટે બે મહત્વપૂર્ણ પુસ્તકોનો ઉલ્લેખ કરી શકાય : (૧) 'ધ એગ : એ નેચરલ હિસ્ટ્રી- લેખક : ડૉ. બર્ન્ડ હેનરિચ છે. જેમાં ઈંડાના ઉત્ક્રાંતિના અનુકૂલનો વર્ણવ્યા છે, અને (૨) 'ધ ડેવલપમેન્ટ ઓફ ધ એવીયન એમ્બ્રીયો- લેખક : ડૉ. જે. પી. વૂર્મ્સ.
૧૯૮૦ના દશકમાં પ્રથમ વખત 'શેલ-લેસ કલ્ચર સિસ્ટમ' વિકસાવવામાં આવી. પરંતુ એ પ્રણાલી મોટા પ્રમાણમાં શુદ્ધ ઓક્સિજન માંગતી હતી. જે ભૂ્રણના ડીએનએને નુકસાન પહોંચાડતી હતી.
૧૯૯૦ના દશકમાં જાપાનના વૈજ્ઞાનિકોએ કૃત્રિમ કન્ટેનરમાં ક્વેલના બચ્ચા બહાર કાઢયા. ૨૦૨૪માં, યુનિવર્સિટી ઓફ 'સુકુબાના કાત્સુયા ઓબારા અને સાથીઓએ પારદર્શક પ્લાસ્ટિક ફિલ્મ હેઠળ ચિકનના બચ્ચા ઉછેર્યા. જોકે, આ પ્રણાલીઓમાં પણ પૂરક ઓક્સિજનની જરૂર રહેતી હતી. જે હેચિંગ રેટ તો સુધારતી હતી, પણ લાંબા ગાળાની સધ્ધરતા ઘટાડી દેતી હતી. આ સમસ્યાનો ઉકેલ લાવવા માટે વિજ્ઞાનીઓને હજી સુધી કોઈ ફુલ પ્રૂફ ટેકનિક કે ટેકનોલોજી પ્રાપ્ત થઈ ન હતી. સરળ ભાષામાં કહીએ તો વિજ્ઞાનીઓ એવું કૃત્રિમ ઈંડું બનાવી શક્યા ન હતા કે જેમાં તમે ધારો એ પક્ષીનાં ગર્ભનો વિકાસ થાય તેવી વ્યવસ્થા ગોઠવી શકો.
26 બચ્ચાઓ, ઐતિહાસિક સફળતા
ડૉ. બેથ શાપિરો યુનિવર્સિટી ઓફ કેલિફોર્નિયા, સાન્ટા ક્રૂઝમાં પ્રાચીન ડીએનએની નિષ્ણાત અને નેશનલ જિયોગ્રાફિકના એક્સપ્લોરર-ઇન-રેસિડન્સ છે. તેમણે અનેક વિલુપ્ત પ્રજાતિઓના જિનોમ સિક્વન્સ કર્યા છે. તેમનું પુસ્તક 'હાઉ ટુ ક્લોન એ મેમથ ધ સાયન્સ ઓફ ડી-એક્સટિંક્શન'. આ ક્ષેત્રનું મૂળભૂત સંદર્ભ પુસ્તક માનવામાં આવે છે. શાપિરોનો અભિગમ ખૂબ જ વ્યવહારુ છે : તેઓ માને છેકે આપણે સંપૂર્ણ 'ક્લોન' નહીં, પરંતુ એક 'એન્જિનિયર્ડ પ્રોક્સી' બનાવી શકીએ છીએ, આ વિધાનને સરળ ભાષામાં સમજવું હોય તો મનુષ્ય, કોઈ પણ પ્રાણીની કાર્બન કોપી નહીં પરંતુ તેની નકલ કરી હોય તેવો જીવ પેદા કરી શકે તેમ છે, એટલે કે જે જીવ પહેલાં ઓરીજનલ સજીવ જેવો દેખાય છે, અને જૈવિક રીતે તેની માફક વર્તે છે. પણ જિનેટિકલી તે ઓરીજનલ પ્રાણીની એકદમ સો ટકા ક્લોનિંગવાળી નકલ હોતી નથી. પોતાનું અસ્તિત્વ ગુમાવી ચૂકેલા પ્રાણીઓને પાછા જીવંત કરવા હોય તો, પ્રયોગશાળામાં કૃત્રિમ ગર્ભાશય વિકસાવવું પડે. જે ખૂબ જ મોટી જટિલ સમસ્યા હતી.
ડૉ. એન્ડ્રુ પાસ્કએ યુનિવર્સિટી ઓફ મેલબોર્ન (ઓસ્ટ્રેલિયા)માં પ્રોફેસર અને કોલોસલના ચીફ બાયોલોજી ઓફિસર છે. તેમણે 'થાયલેસિન'ના જિનોમને પુન:સક્રિય કરવાની દિશામાં મહત્ત્વનું કામ કર્યું છે. પાસ્કે લગભગ ૨૦ વર્ષ પહેલાં એક વિદ્યાર્થી તરીકે કૃત્રિમ ઈંડાનું સ્વપ્ન જોયું હતું. આજે તેને સાકાર થતો જોઈ તેઓ ભાવુક બની ગયા છે. દરરોજ પ્રયોગશાળામાં જઈને ૨૬ બચ્ચાઓને તપાસે છે. તેમની લાંબા ગાળાની તંદુરસ્તી અને પ્રજનનક્ષમતાનો અભ્યાસ કરે છે.
ત્રણેય વ્યક્તિઓ એક સામાન્ય લક્ષણ ધરાવે છે 'ડર કે આગે જીત હૈ' એટલે કે તેઓ 'ડરને વટાવી જવાની માનસિકતા' ધરાવે છે. શાપિરોને મેકઆર્થર 'જીનિયસ ગ્રાન્ટ' મળી ચૂકી છે. પાસ્કને ઓસ્ટ્રેેલિયન મ્યુઝિયમ યુવાન સંશોધક પુરસ્કાર મળ્યો છે. આ ત્રણેએ સાબિત કર્યું કે વિજ્ઞાનમાં 'ડ્રીમ ટીમ' અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
ઈંડામાં જીવનનો પહેલો ધબકાર
કોલોસલ બાયોસાયન્સિસની સફળતા એ છે કે તેઓએ આ ઓક્સિજનની મર્યાદાને તોડી નાખી. તેમણે બાયોએન્જિનિયર્ડ સિલિકોન-આધારિત પટલનો વિકાસ કર્યો છે. જે આપણા સાદા રૂમ-એર ઓક્સિજન લેવલ ઉપર જ, કુદરતી ઈંડાના બાહ્ય કવચ માફક વાયુની અવરજવર સરળતાથી થવા દે છે. કોલોસલની ટીમે પ્રકૃતિની આ ડિઝાઇનમાં સુધારો કરીને પારદર્શક 'વિન્ડો' પણ ઉમેરી છે, જે વિકાસના દરેક તબક્કાને જોવા દે છે. કુદરતી ઈંડામાં વિકાસતાં ગર્ભને જોવાનું કામ અશક્ય છે, કારણ કે કોઈ પણ પક્ષીના ઈંડા હોય તે હંમેશા અપારદર્શક સફેદ અથવા રંગીન હોય છે. આ સફળતાના પાયામાં કયા વ્યક્તિત્વોનું મહત્ત્વપૂર્ણ યોગદાન છે? તે વ્યક્તિઓ જેમણે દાયકાઓ સુધી સપનું જોયું અને પછી તેને સાકાર કર્યું? આ ક્રાંતિકારી કૃત્રિમ ઈંડાની પાછળ કયા મુખ્ય વૈજ્ઞાનિકોનું મગજ, મહેનત અને દૂરંદેશી યોગદાન છે.
કોલોસલ બાયોસાયન્સિસના કૃત્રિમ ઈંડાના સંશોધનમાં ત્રણ મુખ્ય વ્યક્તિત્વો છે : બેન લેમ (ઉદ્યોગપતિ અને દૂરંદેશી), ડૉ. બેથ શાપિરો (જિનોમિક્સ નિષ્ણાંત), અને ડૉ. એન્ડ્રુ- પાસ્ક (બાયોલોજી નિષ્ણાંત). બેન લેમ ટેક્નોલોજી ઉદ્યોગના સફળ સાહસિક છે. તેમણે અનેક સ્ટાર્ટઅપ્સની સ્થાપના કરી, પરંતુ ૨૦૨૧માં તેમની મુલાકાત વિખ્યાત જિનેટિસિસ્ટ ડૉ. જ્યોર્જ ચર્ચ સાથે થઈ. ચર્ચે લાંબા સમયથી 'ડિ-એક્સ્ટિંક્શન'નું સ્વપ્ન જોયું હતું. લેમે તરત જ આ વિચારને વ્યવસાયિક સ્વરૂપ આપવાનું નક્કી કર્યું. તેમણે કોલોસલ બાયોસાયન્સિસની સ્થાપના કરી. જેનાં માટે ૧૫૦ મિલિયન ડોલરથી વધુનું ભંડોળ એકઠું કર્યું. તેમનો 'મલ્ટિડિસિપ્લિનેરી એપ્ર૨ોચ' તેમની ખૂબી છે. તેઓ જીવવિજ્ઞાન, એન્જિનિયરિંગ અને મટિરિયલ સાયન્સને એકસાથે લાવે છે. એક સરળ ઉદાહરણથી સમજીએ : જેમ એક રસોઇયા વિવિધ મસાલાઓને, સાચા પ્રમાણમાં મિશ્રિત કરીને એક અનોખી વાનગી બનાવે છે. તેમ લેમ વિવિધ વિદ્યાશાખાઓના નિષ્ણાંતોને એકસાથે લાવીને જટિલ સમસ્યાઓ હલ કરે છે. તેમણે એક ઇન્ટરવ્યુમાં કહ્યું : 'દરેક નવી સ્કેલેબલ સિસ્ટમ, છેવટે એક બાયોલોજી સમસ્યા હોય છે. જે એન્જિનિયરિંગની દુનિયામાં લપેટાયેલી હોય છે.'
ગર્ભાશય વિના માતૃત્વ
કોલોસલ બાયોસાયન્સિસનું કૃત્રિમ ઈંડું માત્ર એક પ્રયોગશાળાની સફળતા નથી, તે સંરક્ષણ જીવવિજ્ઞાન, ડિ-એક્સ્ટિંક્શન, અને કૃત્રિમ પ્રજનન ટેક્નોલોજીના ત્રિવેણી સંગમની શરૂઆત છે. ઉત્તર અમેરિકામાં ૧૯૭૦થી લગભગ ૩ અબજ પક્ષીઓ ઘટી ગયા છે વિશ્વમાં દર આઠમાંથી એક પક્ષીની પ્રજાતિ લુપ્તપ્રાય છે. આ ટેક્નોલોજી ક્ષતિગ્રસ્ત ભૂ્રણોને 'રેસ્ક્યુ' કરી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, દુષ્કાળ, તાપમાનના આંચકા, કે શિકારીના હુમલામાંથી બચેલા ઈંડાંને કૃત્રિમ ઈંડામાં મૂકીને હેચ કરી શકાય છે.
મોઆનું ઈંડું ચિકનના ઈંડા કરતાં ૮૦ ગણું મોટું છે. કોલોસલનું સાઇઝ-સ્કેલેબલ કૃત્રિમ ઈંડું, મોઆને પાછો લાવવાની મુખ્ય ચાવી છે. તેમની યોજના મુજબ : (૧) મોઆના હાડકાંમાંથી પ્રાચીન ડીએનએ પ્રાપ્ત કરવુંત (૨) તેનાં સૌથી નજીકના જીવંત સંબંધી પક્ષી એમુ કે ટીનામૌનાં જીનોમમાં હજારો ફેરફારો કરીને મોઆ જેવું પક્ષી બનાવવું. (૩) આ એન્જિનિયર્ડ ભૂ્રણને કૃત્રિમ ઈંડામાં વિકસાવવું. બેન લેમ અનુસાર, લુપ્ત થયેલ પ્રજાતિ મોઆનું પ્રથમ બચ્ચું ૨૦૩૫ની આસપાસ જોઈ શકાશે.
કોલોસલનું આ કુત્રિમ ઈંડું 'સ્ટેપિંગ સ્ટોન' છે. જે એક એવા ભવિષ્ય તરફ મનુષ્યને લઈ જાય છે. જેમાંથી પ્રેરણા લઈને વિજ્ઞાનીઓ સસ્તન પ્રાણીઓ માટે કૃત્રિમ ગર્ભાશય વિકસાવી શકાય તેમ છે. કંપની પહેલેથી જ 'કોલોસલ આર્ટિફિશિયલ યુટેરસ' પર કામ કરી રહી છે. જોકે, પક્ષીઓ અને સસ્તનોમાં વિકાસની પ્રક્રિયા ઘણી જુદી છે. તેથી સરળ લાગતો આ માર્ગ સીધો અને સમસ્યા રહિત નથી. જો કૃત્રિમ ઈંડાનો ઉપયોગ લુપ્તપ્રાય પક્ષીઓને બચાવવા માટે થાય, તો શું આપણે 'કુદરતી પસંદગી'ના નિયમો સાથે ખેલ કરી રહ્યા છીએ? અથવા પછી માનવીય પ્રવૃત્તિઓથી વિનાશ પામેલી પ્રજાતિઓને પાછી લાવવી એ આપણી નૈતિક ફરજ છે? જો ૫૦ વર્ષમાં કૃત્રિમ ગર્ભાશય વાસ્તવિકતા બની જાય, તો શું માનવ સ્ત્રીઓ પાસેથી 'ગર્ભાવસ્થા'નો બોજ ઉતારવો એ પ્રગતિ ગણાશે? કે પછી માતૃત્વના મૂળભૂત અનુભવથી તેમને વંચિત રાખવા એ નૈતિક અપરાધ બનશે? આ બધા જ પ્રશ્ન સ્પેક્યુલેટિવ છે. પરંતુ તે આજની ટેક્નોલોજીની લાંબા ગાળાની દિશા દર્શાવે છે. એ વાત ભૂલવી જોઈએ નહીં.
