60 લાખ વર્ષથી મનુષ્ય શરીરમાં છૂપાયેલા એન્ડોજેનસ રીટ્રોવાયરસ

- ફયુચર સાયન્સ-કે.આર.ચૌધરી

વિ જ્ઞાન જગત માટે અજાણ્યા હોય તેવા એક લાખ કરતા વધારે વાઇરસ સંશોધકોએ ઓળખી કાઢયા છે. વાયરસનું નામ પડે એટલે  સામાન્ય માનવી પણ સમજી જાય કે હવે ખતરો આવ્યો છે.  કોરોના વાયરસે  આખી દુનિયાને સમજાવી દીધું કે વાયરસ કઈ બલા છે? જો કે આ સમાચાર સાંભળી ગભરાવાની જરૂર નથી.  સંશોધકોએ ઓળખી કાઢેલા વાયરસ  પહેલેથી જ કેટલાક જૈવિક તત્વોમાં  જોવા મળ્યા છે. વાયરસએ અલગ અલગ જૈવિક કોષો વચ્ચેના આદાન-પ્રદાન પ્રક્રિયા દ્વારા  સજીવ થતા અને યજમાન કોષોમાં વસવાટ કરનારાં  પરોપજીવી છે. મનુષ્ય, ઢોરઢાખર, વિવિધ પાક વનસ્પતિ અને સૂક્ષ્મ સજીવ જેવા કે બેક્ટેરિયાને  સંક્રમણ લગાડતા, અતિ સૂક્ષ્મ  સજીવ એટલે વાયરસ. જીનેટિક્સના વિકાસ અને  જેનોમ સિક્વન્સી ટેકનોલોજી સરળ બનતા, સંશોધકોેને હવે વાયરસની દુનિયામાં પણ  અલગ પ્રકારની જૈવિક વિવિધતા દેખાઈ રહી છે.  

ઈઝરાયેલના સંશોધકોએ કોમ્પ્યુટર ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને,  ઓનલાઈન ઉપલબ્ધ વિવિધ પ્રકારના જિનેટિક ડેટા બેઝમાંથી, નૂતન વાયરસ ઓળખી કાઢયા છે. સંશોધકોએ  દરિયાઈ સજીવ,  માટી,  ગરમ પાણીના ઝરા, ધુ્રવ પ્રદેશના બરફ  વગેરે સ્થળોએથી લીધેલા સેમ્પલમાં રહેલા,  વિવિધ પ્રકારના સજીવ અને જૈવિક સામગ્રીમાં  નવા વાયરસ ઓળખી કાઢયા છે. જે પહેલેથીજ સજીવ અને જૈવિક સામગ્રીમાં છુપાયેલા હતા. વૈજ્ઞાનિકોએ ઓળખી કાઢેલા  નવા વાયરસ  આરએનએ વાયરસ પ્રકારના છે. ડીએનએ વાયરસની સરખામણીમાં,  સૂક્ષ્મ જૈવિક દુનિયા અને ઇકો સિસ્ટમમાં, આરએનએ વાયરસની ભૂમિકા યોગ્ય પરિપેક્ષ્યમાં હજી સમજી શકાઈ નથી. 

આરએનએ વાયરસ

તેલ અવીવ યુનિવર્સિટી અને અન્યત્રના વૈજ્ઞાનિકોએ વૈવિધ્યસભર રહેઠાણો અને યજમાનોના વૈશ્વિક પર્યાવરણીય ડેટામાં ૧૧૧,૦૦૦ નવા આરએનએ વાયરસનો જેનોમ શોધી કાઢયા છે. આ શોધ એન્ટી-માઈક્રોબાયલ દવાઓના વિકાસમાં અને કૃષિ માટે હાનિકારક ફૂગ અને પરોપજીવીઓ સામે રક્ષણ કરવામાં મદદ કરી શકે તેમ છે. ડોક્ટરલ વિદ્યાર્થી ઉરી નેરી અને તેલ અવીવ યુનિવર્સિટીના પ્રો. ઉરી ગોફના સહયોગમાં, વિવિધ વાયરસને ઓળખી કાઢવામાં આવ્યા છે. તેલ અવીવ યુનિવર્સિટીના જણાવ્યા અનુસાર, અભ્યાસને કારણે હવે, વિજ્ઞાન જગત માટે જાણીતા આરએનએ વાયરસની સંખ્યામાં નવગણો વધારો થયો છે. ડીએનએ વાયરસથી વિપરીત, આરએનએ વાયરસ યજમાન કોશિકાઓના સાયટોપ્લાઝમમાં આરએનએ દાખલ કરીને કોષોને ચેપ લગાડે છે.  તેનાં જીનેટિક મટીરીયલમાં મ્યુટેશન/ જૈવિક પરિવર્તનનો દર, ડીએનએ વાયરસ કરતા વધારે છે. આરએનએ વાયરસથી થતા કેટલાક નોંધપાત્ર માનવ રોગોમાં કોવિડ-૧૯, સામાન્ય શરદી, ઈન્ફલ્યુએન્ઝા, સાર્સ, એમઈઆરએસ, હેપેટાઈટીસ સી, હેપેટાઈટીસ-ઈ, વેસ્ટ નાઈલ ફીવર, ઈબોલા અને ઓરીનો સમાવેશ થાય છે. તેઓએ ઓળખેલા  નવા વાયરસ   સંભવતઃ કયા સજીવો પર હુમલો કરે તેવી શક્યતા છે? તેને  પણ   વૈજ્ઞાનિકોએ  ઓળખી કાઢી છે. 

આ પ્રોજેક્ટના પરિણામ, વિશ્વભરના સો કરતાં વધુ વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા એકત્રિત કરવામાં આવેલા ડેટા પર આધાર રાખે છે. અભ્યાસ લેખમાં સ્ટેનફોર્ડ, યુએસ નેશનલ ઇન્સ્ટિટયુટ્સ ઑફ હેલ્થ, યુએસ ડિપાર્ટમેન્ટ આફ એનર્જી ફ્રાન્સની ઇન્સ્ટિટયુટ ઓફ પાશ્ચર અને અન્યત્રના સંશોધનનો પણ સમાવેશ કરવામાં આવ્યો છે. તેલ અવીવના ડોક્ટરલ વિદ્યાર્થી,અને મુખ્ય સંશોધક ઉરી નેરીના જણાવ્યા અનુસાર, તારણો નવી કોમ્પ્યુટેશનલ ટેક્નોલોજીને કારણે શક્ય બન્યા છે. જે હજારો વિવિધ સેમ્પલિંગ પોઈન્ટ્સમાંથી એકત્રિત કરવામાં આવેલી આનુવંશિક માહિતીનો આધાર લઈને અલગ તારવી કાઢવામાં આવ્યા છે. આરએનએ વાયરસ ઉત્ક્રાંતિના લેન્ડસ્કેપમાં અસામાન્ય નથી. હકીકતમાં, કેટલાક પાસાઓમાં તે ડીએનએ વાયરસથી અલગ નથી. સામાન્ય માનવીને   અહીં એ સવાલ થાય કે 'ડીએનએ વાયરસ અને આરએનએ વાયરસમાં મુખ્ય  તફાવત શો છે?'

ડીએનએ વાયરસ અને આરએનએ વાયરસ : મુખ્ય  તફાવત

સરળ ભાષામાં વાત કરીએ તો વાયરસનું  બંધારણ એક કોષનું બનેલ  હોય છે. કેન્દ્રસ્થાને  ડીએનએ અથવા  આરએનએ  જેવા ન્યુક્લિક એસિડનો ટુકડો સચવાયેલો હોય છે.  જેના રક્ષણ માટે ગોળ ફરતે પ્રોટીનનું ખાસ આવરણ આવેલું હોય છે. વાયરસ એક એવો સૂક્ષ્મ રોગાણું છે,  જે  યજમાન સજીવના કોષમાં દાખલ થઈને,  પોતાના જેવા વાયરસની સેકડો નકલ તૈયાર કરે છે. જેના કારણે કોષીય લેવલે ચાલતી જૈવિક પ્રક્રિયાઓમાં  ગરબડ ઊભી થાય છે. મનુષ્યને રોગ લગાડનાર  કેટલાક જાણીતા વાયરસમાં  એઈડ્સ,  કોવિડ-૧૯, પોલીયો, ઓરી અને અછબડાનો  સમાવેશ થાય છે. વાયરસ માત્ર મોટા સજીવને જ નહીં,  ફૂગ અને બેક્ટેરિયા જેવા સૂક્ષ્મ સજીવને પણ  ચેપ ગ્રસ્ત કરી શકે છે. ફરી પાછા  મૂળ વાત પર પાછા ફરીએ તો,  જે વાયરસના કેન્દ્રસ્થાને ડીએનએ જિનેટિક મટીરીયલનો ટુકડો હોય, તેને ડીએનએ વાયરસ કહે છે. જેના કેન્દ્રસ્થાને આરએનએ પ્રકારના જિનેટિક મટીરીયલનો ટુકડો હોય,  તેને આરએનએ વાયરસ કહે છે.  આજ જીનેટીક મટીરીયલ,  એક અથવા બે તાંતણામાં  વહેંચેલું હોઈ શકે છે. 

ડીએનએ વાયરસના જેનોમનું કદ મોટું હોય છે. જ્યારે ડીએનએની સરખામણીમાં આરએનએ વાયરસના જેનોનનું કદ નાનું હોય છે.  ડીએનએ વાયરસના જીનેટીક મટીરીયલમાં,  બદલાવ થવાનું કે  ફેરફાર થવાનો દર ધીમો હોય છે.  જ્યારે આરએનએ પ્રકારના વાયરસના જિનેટિક મટીરીયલમાં મ્યુટેશન એટલે કે  જૈવિક વિકૃતિ ખૂબ જ ઝડપથી પેદા થાય છે. મોટાભાગના ડીએનએ વાયરસ,  કોષનાના નાભીકેન્દ્રમાં  પ્રવેશીને, પોતાના જેવા જ અન્ય વાઇરસ પેદા કરે છે. જ્યારે આરએનએ પ્રકારના વાયરસ,  કોષકેન્દ્રની બહાર આવેલ કોષ દ્રવ્યમાં રહીને,  પોતાની જૈવિક પ્રતિકૃતિ તૈયાર કરે છે. છેલ્લા ૬૦ લાખ વર્ષથી, માનવ શરીરમાં  કેટલાક  નિષ્ક્રિય વાયરસનો જેનોમ  સચવાઈ રહ્યો છે.  આવા નિષ્ક્રિય વાયરસને વિજ્ઞાન જગત,  વારસાગત રીતે ઉતરી આવતા  વાયરસ,  કે  વંશપરંપરાગત  રીતે સચવાતા વાયરસ તરીકે ઓળખે છે.  અંગ્રેજીમાં તેને “Endogenous Retroviruses”  કહે છે. જ્યારે વાયરસની જ વાત નીકળી છે ત્યારે, રીટ્રો-વાયરસની વૈજ્ઞાનિક પ્રકૃતિ પણ  સમજવા જેવી છે.

રીટ્રો-વાયરસ કેવી રીતે કામ કરે છે? 

રીટ્રો વાયરસ સ્વભાવે, આરએનએ પ્રકારના વાયરસ છે. જેનું જીનેટીક મટીરીયલ આરએનએ સ્વરૂપમાં હોય છે. એકવાર અન્ય યજમાન સજીવના કોષમાં દાખલ થયા પછી, કોષદ્રવ્યને તે પોતાનું રહેઠાણ બનાવે છે.  પોતાનાં આરએનએનો, તે બીબાં તરીકે ઉપયોગ કરે છે. આરએનએ બીબાંને વાઇરસ,ડીએનએનું સર્જન કરવા માટે  વાપરે છે.  ટૂંકમાં કહીએ તો,  કોઈપણ વસ્તુ બનાવવા માટે આપણે, જે એક પ્રકારનું મોલ્ડ કે બીબું વાપરીએ છીએ, તેવા મોલ્ડ તરીકે આરએનએ મટીરીયલનો ઉપયોગ થાય છે. તેના દ્વારા જે ડીએનએ તૈયાર કરવામાં આવે છે, તેને વૈજ્ઞાનિકો પ્રોવાયરસ તરીકે ઓળખે છે. આરએનએ વાયરસ, પેદા કરેલ ડીએનએને  યજમાન કોર્સના કોષકેન્દ્રમાં આવેલ ડીએનએ સાથે  જોડી દે છે. હવે યજમાન કોષ,  તેના કોષકેન્દ્રમાં રહેલ ડીએનએ/પ્રોવાયરસને  પોતાનો જ એક  એક ભાગ  કે એક અંગ ગણીને  નકારી કાઢતું નથી.  તેની સામે કોઈ પણ પ્રકારની રોગ પ્રતિરક્ષા પ્રણાલી દ્વારા  યુદ્ધ કરતું નથી.  

હવે બને છે એવું કે કોષ દ્વારા કોઈ જૈવિક પ્રતિકાર ન થતાં, કોષકેન્દ્રમાં રહેલ વાયરલ ડીએનએ એક્ટિવ બને છે. તે પોતાના જેવા પ્રોવાયરસની અનેક કોપીઓ તૈયાર કરી નાખે છે. સરળ ભાષામાં કહેવું હોય તો, રીટ્રો વાયરસ એવા પ્રકારનો વાયરસ છે.  જે પોતે  આરએનએ પ્રકારનો વાયરસ હોવા છતાં,  યજમાન કોષને સંક્રમિત કરવા માટે પોતાનાં દ્વારા પેદા થયેલ ડીએનએ વાપરે છે. છેવટે પોતાના જિનેટિક મટીરીયલ, ડીએનએની  સાંકડો કોપીઓ તૈયાર કરે છે. આ પ્રકારના વાયરસના કારણે  મનુષ્ય, અન્ય સ્તન્યવંશી પ્રાણીઓ  અને પક્ષીઓમાં,  જીવલેણ રોગ પેદા થાય છે.  મનુષ્યને  થતો એઇડ્સ રોગ, પણ એચઆઈવી પ્રકારના રીટ્રો વાયરસના કારણે  થાય છે. રીટ્રો વાયરસ કોષમાં પેદા કરેલ, જિનેટિક ડીએનએ મટીરીયલ,  જેને આપણે પ્રોવાયરસ કહીએ છીએ, તે  પેઢી દર પેઢી આગળ વધતું રહે છે. કરોડો વર્ષ બાદ પણ, સજીવનાં જેનોમમાં પ્રોવાયરસ ડીએનએ  વંશપરંપરાગત રીતે સચવાયેલું જોવા મળે છે.  વૈજ્ઞાનિકો અનુમાન લગાવે છેકે છેલ્લા ૪.૫ કરોડ વર્ષથી,  પૃથ્વી પર  ફરતા કરોડરજ્જુવાળા પ્રાણીઓમાં,  Endogenous Retrovirusesનું અસ્તિત્વ  જળવાતું આવ્યું છે. 

એન્ડોજેનસ રીટ્રોવાયરસ

કોઈપણ સજીવના  શરીરમાં રહેલા  સમગ્ર  સક્રિય અને કાર્યકારી  જનીનો અને જૈવિક રીતે નિષ્ક્રિય ગણાતા 'જંક ડીએનએના  સંયુક્ત સમૂહને  જેનોમ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. સરળ ભાષામાં કહીએ તો, એક સજીવની રચના માટે જરૂરી,  સમગ્ર જીનેટીક મટીરીયલને  સજીવનો જેનોમ કહેવાય. મનુષ્યના જેનોમનો  ૮% હિસ્સો,   Endogenous Retroviruses/ એન્ડોજેનસ રેટ્રોવાયરસનો બનેલો હોય છે.  અહીં સામાન્ય બુદ્ધિવાળો માણસ પણ એક સવાલ જરૂર કરે કે 'જો આપણા જેનોમમાં,  પ્રોવાયરસ સ્વરૂપે  જિનેટિક મટીરીયલ સચવાયેલું હોય તો,  ભવિષ્યમાં આ જીનેટિક મટીરીયલ દ્વારા રોગ થવાની શક્યતા કેટલી? ૨૦૧૭માં વૈજ્ઞાનિકોની જાણમાં એક નવો કિસ્સો સામે આવ્યો હતો. એક ગર્ભવતી મહિલાની  રક્તવાહિનીમાંથી લેવામાં આવેલ પ્રવાહી સેમ્પલમાં, અસામાન્ય પ્રકારનું પ્રોટીન જોવા મળ્યું હતું. વૈજ્ઞાનિકોએ આ પ્રોટીનને  'હેમો' નામ આપ્યું.  અહીં અસામાન્ય શબ્દ એટલા માટે વાપરવામાં આવ્યો છેકે  'ગર્ભવતી મહિલાના શરીરમાં હેમો પ્રોટીન,  મહિલાના કોષ દ્વારા પેદા થયુ ન હતું.  ગર્ભમાં વિકાસ પામતા સૂક્ષ્મજીવ એટલે કે ભુ્રણ દ્વારા પણ, હેમો પેદા થયું ન હતું.  મહિલાના ગર્ભાશયમાં ગર્ભને સાચવતી કોથળી પ્લેસેન્ટા (સ્તન્ય પ્રાણીઓમાં ગર્ભમાં રહેલા બચ્ચાની રક્ષા માટેનું આચ્છાદન) દ્વારા હેમો  પેદા થયું હતું. . 

૬૦ લાખ વર્ષ પહેલાં,  મનુષ્યના પૂર્વજોને  વાયરસ દ્વારા  સંક્રમણના કારણે,  પેઢી દર પેઢી એન્ડોજેનસ રેટ્રોવાયરસનું જિનેટિક મટીરીયલ  ઉતરી આવ્યું હતું,  તેમાં રહેલ એક જનીન દ્વારા, હેમો નામનું પ્રોટીન પેદા થયું હતું. ઓક્સફર્ડ યુનિવર્સિટીના વાઈરોલોજિસ્ટ એરિસ કેટઝોરાકિસ કહે છેકે વંશ પરંપરાગત રીતે મળતા,  પ્રાચીનકાલીન વાયરસના કારણે,  આપણને કેટલાક રોગ સામે રક્ષણ મળે છે.  પરંતુ વૈજ્ઞાનિકોને એવી શંકા છેકે  'કેટલાક પ્રકારના કેન્સર,  પેઢી દર પેઢી મળતા પરંપરાગત પ્રાચીન વાયરસના કારણે પેદા થાય છે.' જેમ આપણે મુક્ત રીતે જીવતા વાયરસ સામે,  રક્ષણ મેળવવા માટે,  ખાસ પ્રકારની રક્ષા પ્રણાલી વિકસાવવી છે. તે જ રીતે આપણી ઈમ્યુન સિસ્ટમ, પરંપરાગત રીતે મળતા એન્ડોજેનસ રેટ્રોવાયરસ સામે પણ રક્ષણ આપે છે. પરંતુ  જ્યારે એન્ડોજેનસ રેટ્રોવાયરસના  જીનેટીક મટીરીયલમાં મ્યુટેશન દ્વારા ફેરફાર થતાં, તે વાયરસ સક્રિય બને તો તેની સામે શરીરને રક્ષણ મેળવતા સમય લાગે છે.