මනුෂ්ය ඉතිහාසයේ ආරම්භයේ සිටම අපව නිරන්තරයෙන්ම මවිතයට පත්කළ සහ දාර්ශනික මෙන්ම විද්යාත්මක ගැටලු රාශියක් මතුකළ ප්රධානතම ප්රශ්නය වන්නේ “ජීවය යනු කුමක්ද?” යන්නයි. නිර්ජීවී රසායනික ද්රව්ය සජීවී ජීවියෙකු බවට පත්වන්නේ කෙසේද යන්න සොයා බැලීම විද්යාඥයන්ගේ අතිශය දැඩි සිහිනයක් විය. එම සිහිනය යථාර්ථයක් කරමින්, විද්යා ලෝකයේ නව යුගයක අරුණලු සටහන් කරමින් අජීවී සංරචක ඇසුරින් සජීවී කෘතිම බැක්ටීරියා සෛලය සාර්ථකව නිර්මාණය කිරීමට ජෛව තාක්ෂණික විද්යාඥයෝ සමත් වී සිටිති.
- රසායන විද්යාව සහ ජීව විද්යාව අතර මායිම් බිඳ වැටීම
- ජෝන් ක්රේග් වෙන්ටර් ආයතනය (JCVI) සිදු කළ අද්විතීය පර්යේෂණය
- ජාන බද්ධ කිරීම මගින් සෛලය පණගැන්වූ ආකාරය (Genome Transplantation)
- මෙම සොයාගැනීම පරමාණුව බෙදීමට සසඳන්නේ ඇයි?
- කෘතිම බැක්ටීරියා සෛලය මගින් අනාගත ලෝකයට ලැබෙන ප්රතිලාභ
- ජෛව ධර්මතාවය සහ එල්ල වන අභියෝග (Ethical Concerns)
- අනාගත අපේක්ෂා: ජීවිතය යනු පරිගණක මෘදුකාංගයක්ද?
මෙම සොයාගැනීම හුදෙක් තවත් එක් පර්යේෂණයක් පමණක් නොවේ. එය රසායන විද්යාව (Chemistry) සහ ජීව විද්යාව (Biology) අතර මෙතෙක් පැවති පැහැදිලි සීමා මායිම් සම්පූර්ණයෙන් ම බොඳ කර දැමූ දැවැන්ත සංධිස්ථානයකි. පරමාණුව බෙදීමෙන් භෞතික විද්යාවේ අලුත් පිටුවක් පෙරළුණා සේම, අජීවී ද්රව්ය වලින් සජීවී සෛලයක් නිර්මාණය කිරීම ජීව විද්යාවේ දැවැන්තම පිම්මක් ලෙස සැලකිය හැක.
රසායන විද්යාව සහ ජීව විද්යාව අතර මායිම් බිඳ වැටීම
මෙතෙක් කාලයක් අප විශ්වාස කළේ ජීවය බිහිවිය හැක්කේ තවත් ජීවියෙකුගෙන් පමණක් බවයි. ස්වභාවධර්මයේ පවතින කාබන්, හයිඩ්රජන්, නයිට්රජන්, ඔක්සිජන් සහ ෆොස්ෆරස් වැනි අජීවී රසායනික මුලද්රව්ය එක්වී සෛලීය මට්ටමේ සංකීර්ණ ක්රියාවලියක් මෙහෙයවිය හැක්කේ ස්වාභාවික පරිණාමය හරහා පමණක් බව පිළි ගැනුණි.
නමුත් අජීවී රසායනික සංයෝග එකිනෙක ගළපමින් කෘතිම ජාන එකලස් කර, එමගින් ජීවයේ සියලුම ජෛව විද්යාත්මක ක්රියාකාරකම් මෙහෙයවිය හැකි කෘතිම බැක්ටීරියා සෛලය බිහි කිරීමත් සමග මෙම සාම්ප්රදායික මතය මුළුමනින්ම වෙනස් විය. රසායනික බෝතල්වල තිබූ අජීවී සංරචක එකතු කර සජීවී, ස්වයං-ප්රතිගුණනය වන (Self-replicating) ජීවියෙකු නිර්මාණය කිරීම හරහා විද්යාඥයන් පෙන්වා දුන්නේ ජීවය යනු ඉතා සංකීර්ණ ලෙස එකලස් කරන ලද රසායනික “මෘදුකාංගයක” (Software of Life) ප්රතිඵලයක් බවයි.
ජෝන් ක්රේග් වෙන්ටර් ආයතනය (JCVI) සිදු කළ අද්විතීය පර්යේෂණය
මෙම විප්ලවීය ජයග්රහණය පිටුපස සිටින්නේ ජාන විද්යා ක්ෂේත්රයේ දැවැන්තයෙකු වන ආචාර්ය ජෝන් ක්රේග් වෙන්ටර් (J. Craig Venter) සහ ජෙනොමික්ස් ආයතනයේ (JCVI) ප්රමුඛ විද්යාඥයෙකු වන ආචාර්ය ජෝන් ග්ලාස් (John Glass) ඇතුළු ප්රවීණ පර්යේෂකයන් කණ්ඩායමකි. දශක ගණනාවක කැපවීමක ප්රතිඵලයක් ලෙස කෘතිම බැක්ටීරියා සෛලය බිහිකිරීමේ මෙම අදහාගත නොහැකි පරීක්ෂණය සාර්ථක කර ගැනීමට ඔවුන්ට හැකි විය.
මෙම පර්යේෂණයේ ප්රධාන පියවර මාලාව පහත පරිදි දක්වාලිය හැක:
- ජාන අනුක්රමය පරිගණක ගත කිරීම: බැක්ටීරියාවේ මුළු DNA කේතයම පරිගණකයක් තුළ අංකිත දත්ත බවට පරිවර්තනය කිරීම.
- රසායනිකව DNA සංස්ලේෂණය: රසායනාගාරයේ ඇති අජීවී රසායනික ද්රව්ය මගින් Synthetic DNA කැබලි එකිනෙක සම්බන්ධ කිරීම.
- යීස්ට් සෛල තුළ එකලස් කිරීම: යීස්ට් (Yeast) සෛල යොදා ගනිමින් සම්පූර්ණ කෘතිම ජාන පද්ධතියක් ගොඩනැගීම.
- සෛලයට ජාන බද්ධ කිරීම: සකස් කළ කෘතිම ජාන පද්ධතිය හිස් කළ වෙනත් බැක්ටීරියා සෛලයකට ඇතුළු කිරීම.
පරිගණක සූත්රයක සිට ජීවමාන සෛලයක් දක්වා
පරිගණක මෘදුකාංගයක අඩංගු ‘1’ සහ ‘0’ සංකේත මෙන්, ජීවයේ තොරතුරු ගබඩා වන්නේ DNA හි අඩංගු නියුක්ලියෝටයිඩ අනුක්රමයන් තුළයි. ජෝන් වෙන්ටර් සහ ජෝන් ග්ලාස් ප්රමුඛ පර්යේෂකයන් පරිගණකයේ තිබූ ඩිජිටල් ජාන කේතය, රසායනික අණුවක් බවට පරිවර්තනය කළහ.
මෙලෙස සකස් කළ කෘතිම බැක්ටීරියා සෛලය තුළ අඩංගු ජාන කේතය මුලින්ම පරිගණක මෘදුකාංගයක ගබඩා කරන ලදී. මේ සඳහා මිලියනයකට අධික DNA ක්ෂාර යුගල (Base pairs) රසායනිකව සංස්ලේෂණය කර, යීස්ට් සෛල භාවිතයෙන් ඒවා එකිනෙක සම්බන්ධ කරමින් සම්පූර්ණ කෘතිම ජාන එකතුවක් (Synthetic Genome) නිර්මාණය කර ගැනීමට ඔවුන්ට හැකි විය.
ජාන බද්ධ කිරීම මගින් සෛලය පණගැන්වූ ආකාරය (Genome Transplantation)
කෘතිමව සකස් කළ DNA අණුවක් පමණක් පැවතීමෙන් කෘතිම බැක්ටීරියා සෛලය සජීවී වන්නේ නැත. එය සජීවී කිරීම සඳහා ජාන බද්ධ කිරීමේ (Genome Transplantation) විශේෂිත තාක්ෂණය භාවිත කිරීමට පර්යේෂකයන්ට සිදු විය.
- ධාරක සෛලය සූදානම් කිරීම: පර්යේෂකයන් විසින් Mycoplasma capricolum නම් බැක්ටීරියා සෛලයක ස්වාභාවික DNA අණුව ඉවත් කර, එහි සෛල ප්ලාස්මය සහ සෛල පටලය පමණක් ඉතිරි කළහ.
- කෘතිම DNA බද්ධ කිරීම: මීට පෙර රසායනාගාරයේදී කෘතිමව නිපදවන ලද Synthetic DNA අණුව මෙම හිස් සෛල කවරය තුළට ඇතුළු කරන ලදී.
- සෛලීය උපදෙස් ක්රියාත්මක වීම: සෛලයට ඇතුළු කළ කෘතිම DNA අණුව මගින් සෛලයේ සියලුම පෝෂණ හා පරිවෘත්තීය ක්රියාකාරකම් පාලනය කිරීමට පටන් ගත්තේය.
මෙමගින් නිර්මාණය වූ කෘතිම බැක්ටීරියා සෛලය තමන්ටම ආවේණික ප්රෝටීන නිපදවමින්, නොනවත්වා බෙදෙමින් සහ ස්වයං-ප්රතිගුණනය වෙමින් සම්පූර්ණ ජීවමාන සෛලයක් ලෙස ක්රියා කිරීමට පටන් ගත්තේය. මෙය හරියටම පැරණි පරිගණකයක තිබූ මෙහෙයුම් පද්ධතිය (Operating System) සම්පූර්ණයෙන්ම ඉවත් කර, අලුත්ම මෘදුකාංගයක් ස්ථාපනය කර පරිගණකය පණගැන්වූවා වැනි ක්රියාවලියකි.
මෙම සොයාගැනීම පරමාණුව බෙදීමට සසඳන්නේ ඇයි?
20 වන සියවසේදී භෞතික විද්යාඥයන් විසින් පරමාණුව බෙදීමට (Nuclear Fission) සමත් වීමත් සමග ලෝකයේ ශක්ති ප්රභවයන් සහ තාක්ෂණික දිශානතිය මුළුමනින්ම වෙනස් විය. එමෙන්ම ජීව විද්යා ක්ෂේත්රය තුළ කෘතිම බැක්ටීරියා සෛලය බිහි කිරීමද එවැනිම අභියෝගාත්මක වෙනසක් ඇති කරන සිදුවීමක් ලෙස විද්යාඥයන් හඳුන්වයි.
- ස්වාභාවික සීමාවන් අභිබවා යාම: ස්වාභාවික පරිණාමයට වසර මිලියන ගණනක් ගතවන ජානමය වෙනස්කම්, රසායනාගාරයක් තුළ කෙටි කාලයකින් සිදුකිරීමට මින් මග පෑදේ.
- ජීවයේ ඩිජිටල්කරණය: ජීවයේ මූලික පදනම වන DNA යනු කියවිය හැකි මෙන්ම නැවත ලිවිය හැකි (Writable) කේතයක් බව මින් තහවුරු විය.
- ජල සලකුණු (Watermarks) ඇතුළත් කිරීම: තමන් නිර්මාණය කළ ජාන කේතය ස්වාභාවික එකක් නොව කෘතිම එකක් බව තහවුරු කිරීමට පර්යේෂකයන් විසින් ඒ තුළ විශේෂිත ජල සලකුණු (Watermarks) සහ විද්යාඥයන්ගේ නම් සංකේතාත්මකව ඇතුළත් කර ඇත.
කෘතිම බැක්ටීරියා සෛලය මගින් අනාගත ලෝකයට ලැබෙන ප්රතිලාභ
මෙම තාක්ෂණය හුදෙක් විද්යාගාර පරීක්ෂණයකට පමණක් සීමා නොවී, මානව වර්ගයා මුහුණ දෙන දැවැන්ත ගැටලු රැසකට විසඳුම් සපයනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ.
1. පරිසරයට හිතකාමී ජෛව ඉන්ධන (Biofuels)
වායුගෝලයේ ඇති කාබන්ඩයොක්සයිඩ් වායුව සෘජුවම අවශෝෂණය කර ඉන්ධන බවට පත්කළ හැකි කෘතිම බැක්ටීරියා සෛලය නිර්මාණය කිරීමේ හැකියාව පවතී. මින් පොසිල ඉන්ධන මත පැවැත්ම අවම කරගත හැක.
2. නව ඖෂධ සහ එන්නත් (Medicines & Vaccines)
ලෝකය පුරා පැතිර යන නව රෝග කාරක සඳහා ඉතා වේගයෙන් එන්නත් වර්ග සහ සංකීර්ණ ඖෂධ වර්ග නිපදවිය හැකි ජෛව කර්මාන්තශාලා ලෙස මෙම කෘතිම බැක්ටීරියා සෛලය භාවිත කළ හැක.
3. පරිසර පිරිසිදුකරණය (Bioremediation)
සාගරයට එකතු වන ප්ලාස්ටික්, තෙල් කාන්දුවීම් සහ විෂ සහිත රසායනික ද්රව්ය ක්ෂණිකව ජීර්ණය කර විනාශ කර දැමිය හැකි විශේෂිත ක්ෂුද්ර ජීවීන් නිපදවිය හැක.
4. අවම ජාන කට්ටල පිළිබඳ පර්යේෂණ (Minimal Genome Research)
ජීවයක් පවත්වා ගැනීමට අවශ්යම වන අවම ජාන ප්රමාණය කොපමණදැයි (උදා: ජාන 473ක් පමණක් ඇති Syn3.0 සෛලය) හඳුනා ගැනීම මගින් ජීවයේ මූලික රහස් තේරුම් ගැනීමට මග පෑදේ.
ජෛව ධර්මතාවය සහ එල්ල වන අභියෝග (Ethical Concerns)
ඕනෑම දැවැන්ත විද්යාත්මක සොයාගැනීමක් සමග යම් යම් අවදානම් සහ ආචාරධර්මීය ගැටලු (Ethical Concerns) මතු වීම ස්වාභාවිකය. නවතම කෘතිම බැක්ටීරියා සෛලය නිර්මාණය කිරීමත් සමග ලෝකය පුරා සංවාද රාශියක් ගොඩනැගී ඇත.
- ජෛව ආරක්ෂාව (Biosafety): මෙලෙස කෘතිමව නිපදවන සෛල නොසිතූ ලෙස පරිසරයට මුදා හැරුණහොත් ස්වාභාවික පරිසර පද්ධතිවලට සිදුවිය හැකි බලපෑම පිළිබඳ අවධානය යොමු විය යුතුය.
- ජෛව ආයුධ අවදානම (Biosecurity): මෙම තාක්ෂණය වැරදි හස්තයන්ට හසුවුවහොත් භයානක වෛරස හෝ බැක්ටීරියා කෘතිමව නිපදවීමේ අවදානමක් පවතී.
- ආචාරධර්මීය සහ දාර්ශනික ගැටලු: මිනිසා ස්වභාවධර්මයේ කාර්යය තමන් අතට ගන්නේද යන්න පිළිබඳව දාර්ශනික මෙන්ම ආගමික කෝණයන්ගෙන් මතු වන ප්රශ්න හමුවේ නිසි නියාමන රාමුවක් සකස් කිරීම අත්යවශ්ය වේ.
HIV වෛරසයේ පරිණාමීය ඉතිහාසය: වසර මිලියන ගණනක අභිරහස හෙළිවෙයි
අනාගත අපේක්ෂා: ජීවිතය යනු පරිගණක මෘදුකාංගයක්ද?
කෘතිම ජීව විද්යාවේ (Synthetic Biology) මෙම ජයග්රහණය අපට පසක් කරන්නේ අනාගතයේදී ජීව විද්යාව සහ තොරතුරු තාක්ෂණය එකිනෙක බද්ධ වී කටයුතු කරන ආකාරයයි. ජාන කේතකරණය යනු හුදෙක් සොබාදහමේ නිර්මාණයක් පමණක් නොව, මිනිසාට අවශ්ය පරිදි වෙනස් කළ හැකි එකක් බවට පත්වෙමින් තිබේ.
අනාගතයේදී මානව අවශ්යතා සඳහා වඩාත් කාර්යක්ෂම කෘතිම බැක්ටීරියා සෛලය නිර්මාණය කරගැනීමට මග පාදනු ඇත. අපට අවශ්ය ප්රතිජීවක, ආහාර, හෝ පිරිසිදු බලශක්තිය නිපදවා ගැනීමට අවශ්ය ජානමය මෘදුකාංගය පරිගණකයක ලියා, එය බැක්ටීරියා සෛලයකට ඇතුළත් කර නිෂ්පාදනය ලබා ගැනීමේ හැකියාව උදාවනු ඇත. ජෝන් වෙන්ටර් සහ ජෝන් ග්ලාස් ඇතුළු විද්යාඥයන් ආරම්භ කළ මෙම ගමන, මානව ඉතිහාසයේ දැවැන්තම විද්යාත්මක පරිවර්තනයක මුල පිරීමයි.
- මූලාශ්ර (References):
- Nature Journal: Research papers on synthetic biology and genome assembly techniques.
- Science Magazine: “Creation of a Bacterial Cell Controlled by a Chemically Synthesized Genome” – J. Craig Venter Institute (JCVI).
- J. Craig Venter Institute (JCVI): Official publications on Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0 and minimal genome JCVI-syn3.0.
- NASA Astrobiology Institute: Reports on artificial life constraints and the chemical origin of cellular life.
- ScienceDaily / ScienceAlert: Analytical reports on synthetic organisms, cell division, and genomic engineering.
