তথ্য সংগ্রহ করে রাখা যাবে ডিএনএ-তে (২০০৭)

তারিখ: ২৪ জুলাই ২০০৭

ডিএনএ কি

ডিএনএ হল আমাদের শরীরের তথ্য সংগ্রহ করে রাখার একটি ভান্ডার। বংশ পরম্পরায় পূর্বপ্রজন্মের শারীরিক গঠন চারিত্রিক গুণাবলী সহ অনেক তথ্য পরবর্তি প্রজন্মের কাছে বাহিত হয় এই ডিএনএ’র মাধ্যমে। আমরা অনেক সময় বলি যে, রক্তের বন্ধন; আসলে রক্তের বন্ধন না বলে বলা উচিত ডিএনএ’র বন্ধন। কারন বাবা-মা’র পরে যে সন্তান হয়, তার মধ্যে সম্পর্কটা তৈরি হয় ডিএনএ দিয়েই। ডিএনএ’র একটা বড় অংশই বাবা ও মার কাছ থেকে সন্তানের কাছে বাহিত হয়। প্রকৃতিতে ডিএনএ’র ভেতর তথ্যগুলি সংগৃহিত থাকে এবং সেই তথ্যগুলিকে বৈজ্ঞানিক যন্ত্রপাতি দিয়ে পড়া সম্ভব। এটা বিজ্ঞানীরা এখন হর হামেশাই করছেন এবং বিশেষ করে আমাদের ল্যাবেও আমরা কাজটি করে থাকি। আমরা সাধারণত একটা ডিএনএ কে কপি করি কিংবা সেটাকে আরো পরিবর্ধন করি। বাচ্চারা যেভাবে লেগো (Lego) দিয়ে ঘর-বাড়ি তৈরী করে আমরা তেমনি ভাবে ডিএনএ দিয়ে ইচ্ছেমত ব্লক বানাই। অবশ্য উল্লেখ করা প্রয়োজন যে আমরা সরাসরি মানুষের ডিএনএ ব্যবহার করি না, আমরা বিভিন্ন ব্যাকটেরিয়া থেকে তৈরী করা কৃত্রিম ডিএনএ ব্যবহার করি। কিছু কিছু ল্যাব আবার সরাসরি মানুষের ডিএনএ’কে ব্যবহার করে।

আজ থেকে অনেক বছর আগে জিনোম প্রজেক্ট (Genome Project) নামে একটি প্রোজেক্ট আমাদের বিজ্ঞানীদের জগতে খুব জনপ্রিয় ছিল। জিনোম প্রোজেক্টের লক্ষ্য ছিলো আমাদের মানুষের যে ডিএনএ আছে তার তথ্যগুলোকে সংগ্রহ করা। জিনোম প্রোজেক্ট সমাপ্ত হয়েছে এবং এখন আমরা জানি আমাদের ডিএনএ এর গঠন এবং এতে কি আছে।

ডিএনএ’র ভেতর কতখানি তথ্য থাকতে পারে?

ডিএনএ মূলত চারটি উপাদান দিয়ে গঠিত। সেগুলি হল এডিনিন (Adenine), থাইমিন (Thymine), সাইটোসিন (Cytosine), এবং গুয়ানিন (Guanine)। ডিএনএ’তে এই A,T,C ও G গুলি বিভিন্নভাবে সাজানো থাকতে পারে এবং এই সাজানোর ক্রমান্বয়ের মাধ্যমে কিংবা বিন্যাসের মাধ্যমেই তথ্যকে সংগ্রহ করে রাখা হয়। এখানে উল্লেখ করা প্রয়োজন যে ডিএনএ’তে শুধুমাত্র তথ্য থাকে, এটি নিজে কোন কিছু তৈরী করেনা। আমাদের কোষ এই ডিএনএ-এর তথ্যগুলিকে ব্যবহৃত করে বিভিন্ন রকমের প্রোটিন তৈরী করে যা দিয়ে আমাদের শরীর গঠিত হয়। আপনার ত্বক সাদা কিংবা কালো হবে কিনা তা নির্ধারণ করে এই ডিএনএ। এতোদিন পর্যন্ত ডিএনএ’তে তথ্য সংগ্রহ থাকত এবং ডিএনএ থেকে আমরা তথ্য এক্সট্রাক্ট করতাম বা সিক্যুয়েন্সটি বের করতাম। সব থেকে মজার ব্যাপার যে কিছুদিন আগে জাপানী এক গবেষক কেইও (Keio) বিশ্ববিদ্যালয়ের মাশারু তমিপা (Masaru Tomipa) একটা নতুন পদ্ধিত আবিষ্কার করেছেন। যেখানে ডিএনএ’র ভেতরের তথ্যকে সংগ্রহ করে রাখা যাবে। তারা তথ্য সংরক্ষণ বা ঢুকানোর জন্য “e=mc2” এবং “১৯০৫” কে বেছে নিয়েছিলেন। প্রথমটি আলবার্ট আইন্সটাইনের বিখ্যাত সূত্র ও ১৯০৫ সালে তিনি এই সূত্রটি আবিষ্কার করেছিলেন। ড. তমিপা এর গবষেকদল এই তথ্য দুটি একটি ব্যাকটেরিয়ার ভেতরে লিপিবদ্ধ করতে সক্ষম হয়েছিলেন। পরে সেই লিপিবদ্ধ তথ্য থেকে তথ্যদুটি আবার পড়তে সক্ষম হয়েছিলেন। আজ পর্যন্ত কেউ কোন কিছুর ভেতর ডিএনএ দিয়ে এভাবে তথ্যকে রাখার পদ্ধতি আবিষ্কার করতে পারেনি। এটিই প্রথম একটি আবিষ্কার যা থেকে প্রমাণিত হলো ডিএনএ’র ভেতরেও আমরা বিভিন্ন কোড সংগ্রহ করে রাখতে পারি।

জাপানী বৈজ্ঞানিক মাশারু তমিপা দেখাচ্ছেন কিভাবে ব্যাকটেরিয়াতে “e=mc2” এবং “১৯০৫” সংরক্ষণ করে রেখেছেন

কেন ডিএনএ’র ভেতরে তথ্য রাখা নিয়ে এত হৈচৈ? হৈচৈ এর মূল কারন হল কম্পিউটারের জগতে বিভিন্ন হার্ডডিস্কে যেভাবে তথ্য সংগ্রহ করে রাখা যায়, ঠিক একই ভাবে অন্য কোন মাধ্যমে, বায়োলোজিক্যাল জিনিষপত্রের মধ্যেও রাখা যায় কিনা, তা নিয়ে অনেক গবেষণা চলছিল। ডিএনএ’র ভেতরে এত তথ্য রাখার ধারণক্ষমতা আছে দেখে মানুষ সবথেকে আশ্চর্য হয়েছিল এবং তারা মনে করেছিল যে ডিএনএ-ই পারে মানুষের সেই ইচ্ছে পূরণ করতে। তথ্যসংগ্রহ করে রাখার এই পদ্ধতিটি যখন জাপানের বিজ্ঞানীরা আবিষ্কার করলেন; তখন অন্যান্য বিজ্ঞানীরা পরামর্শ দিচ্ছেন যে শুধুমাত্র ব্যাকটেরিয়াই না, প্রয়োজন হলে তেলাপোকাকেও ব্যবহার করতে। অর্থাৎ তেলাপোকার মধ্যে ডিএনএ সংগ্রহ করে রাখা যায় কিনা, সেটা নিয়ে ভাবছেন। কেন তেলাপোকা? এত কিছু থাকতে এই কুৎসিত পোকা কেন? তার কারন হলো তেলাপোকা চরম দূর্বিসহ পরিবেশেও বেঁচে থাকতে পারে। দেখা গেছে যে পৃথিবী যদি আকস্মিক তেজস্ক্রীয় বা পারমাণবিক বোমার বিষ্ফোরনে ধ্বংস হয়ে যায়, তারপরেও তেলাপোকা বেঁচে থাকবে। এছাড়া অনেক তাপমাত্রাতেও তেলাপোকা বেঁচে থাকতে পারে। এমনকি কোন রাসয়নিক বিষ্ফোরন হলেও তাতে তেলাপোকা বেঁচে থাকতে পারে। যে কারনে মনে করা হয় পরিবেশের সব থেকে দুর্বিসহ অবস্থাতেও তেলাপোকা টিকে থাকতে পারে। তেলাপোকার একটি ডিএনএ’র ভেতর থাকে প্রায় ২.৯ বিলিয়ন ক্রম। যা প্রায় ৭৫০ মেগাবাইট ডেটা হতে পারে। সবথেকে গুরুত্বপূর্ণ ব্যাপার হলো একটি তেলাপোকার ডিএনএ’র ভেতর যদি তথ্য সংগ্রহ করে রাখা যায়, তাহলে ভবিষ্যতে এই তথ্য থাকবে যুগ যুগ বছর পরেও!

এই তেলাপেকাতেও তথ্য সংগ্রহ করে রাখা সম্ভব! তবে ডিএনএ’র একটি মজার ব্যাপার হলো, ডিএনএ’তে যে সমস্ত তথ্য থাকে তার সবগুলোই যে খুব গুরুত্বপূর্ণ তা কিন্তু নয়। এর মাত্র তিন শতাংশ (৩%) এর ভেতরে থাকে সবথেকে গুরুত্বপূর্ণ তথ্য। যেমন তেলাপোকার ক্ষেত্রে ২.৯ বিলিয়নের ৩% অর্থাৎ প্রায় ২২ হাজার তথ্য সংগ্রহ থাকে। আর বাকি ৯৭% যে তথ্য থাকে সেগুলোকে সাধারনত বলা হয় বিভিন্ন ধরনের অজানা তথ্য, যেমন বিভিন্ন ধরনের খালি স্থান বা জাংক (অপ্রয়োজনীয়) তথ্য। ডিএনএ-এর ভিতর এইসব অজানা তথ্য কি তা আমরা এখনো কিছু জানি না। তবে এটা নিয়ে বেশ কিছু মজার গল্প আছে বিজ্ঞানীদের মধ্যে। যেমন, এই ডিএনএর ভেতরেই কোন অজানা তথ্য লুকানো আছে কিনা সেটাও বের করার চেষ্টা চলছে। ডিএনএ’র ডাবল হেলিক্সের যে গঠন আবিষ্কার করেছিলেন ফ্রান্সিস ক্রিক (Francis Crick), তিনি ১৯৭৩ সালে বলেছিলেন যে আমাদের পৃথিবীতে ডিএনএ’টা মূলত এসেছে বাইরের বিশ্বের কোন একটা গ্রহ থেকে। তাই অনেকে মনে করে থাকেন হয়তো ডিএনএ’র ভেতর এমন কোন গোপন তথ্য সংগ্রহ করা আছে যেটা আমরা জানিনা। আপনারা অনেকে জানেন SETI (Search for Extra-Terrestrial Intelligence) নামে একটা প্রোগ্রাম আছে। SETI আকাশের বিভিন্ন বেতার তরঙ্গকে পর্যবেক্ষণ করে দেখে সেই তরঙ্গের মধ্যে কোন তথ্য আছে কিনা। এই ধরনের বর্হিজগতে বা অন্য গ্রহে প্রাণের অস্তিত্বকে খোঁজাকে বলা হচ্ছে আউট ওয়ার্ল্ড। অর্থাৎ বাইরের বিশ্বের তথ্যগুলোর মধ্যে কোন গোপন তথ্য আছে কিনা সেটি খুঁজে বের করা। তবে ডিএনএ’র ভেতরে কোন তথ্য আছে কিনা সেটি খোঁজার প্রক্রিয়াকে বলে ইন ওয়ার্ল্ড; অর্থাৎ আমাদের ভেতরেই কোন তথ্য আছে কিনা। তবে এটা নিয়ে বিভিন্ন মতবাদ আছে। যেমন ইউনিভার্সিটি অব ক্যালিফোর্নিয়ার জিল বেজেরানো (Gill Bejereno) বলেন যে, ডিএনএ’র মধ্যে এখন অনেক তথ্য পাওয়া যাচ্ছে যেটিকে অনেকেই অনেক ভাবে ব্যাখ্যা করছেন। তবে এটা কাকতালীয় ব্যাপার মাত্র। আসল তথ্যের সাথে এটার কোন সম্পর্ক নেই। যেভাবে অনেকে বাইবেলের ভেতরে বিভিন্ন ধরনের গোপনীয় কোড খুঁজে পায়। হয়তোবা ওটার মূল লক্ষ্য সেটা নয়, কিন্তু অনেকেই জোর করে যোগসূত্র বের করার চেষ্টা করছেন। তবে ডিএনএ’কে তথ্য সংগ্রহের জন্য ব্যবহার করা যায় কিনা সেটাই হচ্ছে এখন আগ্রহের বিষয়। এবং সংরক্ষণ করে রাখা গেলেও তা কতদিন পর্যন্ত সংরক্ষীত থাকবে? ডিএনএ’র সব থেকে একটা বড় সমস্যা হলো যে, এখান থেকে খুব সহজে তথ্য পরিবর্তিত বা হারিয়ে যাওয়ার সম্ভাবনা রয়েছে। তবে জাপানীজ বৈজ্ঞানিক ড. তমিপা তথ্য সংগ্রহ করার যে পদ্ধতিটি উদ্ভাবন করেছেন, সেই পদ্ধতিতে ১৫% পর্যন্ত তথ্য যদি পরিবর্তীত হয়েও যায় সেটিকে পুনরূদ্ধার করা সম্ভব। অনেকের কাছে এই ১৫% অংকটি একটু কম বলে মনে হলেও ব্যাকটেরিয়ার ক্ষেত্রে ব্যাকটেরিয়ার ডিএনএ’তে এই ১৫% পরিবর্তন হতে সময় লাগবে ১ মিলিয়ন বছর। তাই সময় অনুযায়ী এটা হচ্ছে খুব কম পরিমানের পরিবর্তন, যা পুনরূদ্ধার করা সম্ভব। এই পদ্ধতির একটি বড় গুরুত্ব আছে এই কারনে যে, তথ্যটাকে আমরা সংরক্ষন করে রাখতে পারছি এবং সেই তথ্যকে আমরা বের করতে পারছি। অবশ্য অনেক বিজ্ঞানীর মতোই, ড: বেজরানো মনে করেন যে ডিএনএ’র ভেতর এভাবে তথ্য সংগ্রহ করে রাখাটা খুব ‘বোকার’ মতো উপায়। তার প্রধান কারন হলো যে, এটা খুব সহজে হারিয়ে যেতে পারে। আবার আমরা এটার মধ্যে তথ্য রাখলাম, অথচ এটাকে সংগ্রহ করে রাখার পর যদি কেউ না পড়তে পারে, তাহলে এর কোন মানেই হয়না। কিন্তু বিজ্ঞানীদের মধ্যে এই নিয়ে অনেক তর্ক-বিতর্ক চলছে। বর্তমানে যারা ডিএনএ নিয়ে গবেষনা করছেন তাদের জন্য এটা একটা আলোচনার বিষয়। তবে এটা সত্য যে, এতোদিন পর্যন্ত ডিএনএ কে আমরা শুধু তথ্য ভান্ডার হিসেবে জানতাম এবং এখান থেকে আমরা তথ্যকে বের করে আনতে পারতাম এবং সেই তথ্যগুলো কিভাবে প্রোটিন তৈরি করে সেটা নিয়ে আমরা এতোদিন গবেষনা করছিলাম। কিন্তু এখন বিষয়টাকে একটু অন্যভাবে দেখা হচ্ছে যে, এটার ভেতর কোন তথ্য রাখা যায় কিনা; যেভাবে জাপানীজ দল আলবার্ট আইন্সটাইনের বিখ্যাত সূত্র e=mc2 এবং তার বছরটা ১৯০৫ কে প্রবেশ করাতে সক্ষম হয়েছেন। শুধু তাই নয়, সেটা পড়তেও পারছেন। এই পদ্ধতিও আবিষ্কার করেছেন যে, এই তথ্য সংরক্ষনের পর যদি ১৫% নষ্টও হয়, সেটা পুনরূদ্ধার করা সম্ভব। এটাকে ডিএনএ গবেষনার ক্ষেত্রে একটা গুরুত্বপূর্ণ আবিষ্কার বলা যায়। ভবিষ্যতে কম্পিউটারকে আরও উন্নত করবার জন্য বিভিন্ন মিডিয়াতে তথ্য সংরক্ষন করে রাখার কথা ভাবা হচ্ছে যেমন, ত্রিমাত্রিক হলোগ্রামের মধ্যে কোন তথ্য রাখা যায় কিনা, আবার কিছু বিজ্ঞানী গবেষনা করছেন ক্রিস্টালের ভেতর তথ্য রাখা যায় কিনা। এই রকম অনেকেই অনেক পদ্ধতি নিয়ে গবেষনা করছেন। তবে এটা নতুন ভাবে আসছে যে, ডিএনএ’র ভেতরেও রাখা যায় কিনা এবং জাপানীজ বিজ্ঞানীরাও প্রমাণ করলেন যে, ডিএনএ’র ভেতরেও তথ্য রাখা যায়। এভাবেই চলছে, বিজ্ঞানীদের ডিএনএ নিয়ে গবেষনা। আউট ওয়ার্ল্ড এর জন্য SETI প্রোগ্রাম ব্যবহার করে বাইরের বিশ্ব থেকে কোন বার্তা আসছে কিনা সেটা খুঁজার চেষ্টা করা হচ্ছে; আবার তেমনি ইন ওয়ার্ল্ডে অন্যকেউ ডিএনএ’র ভেতর কিংবা অন্য কোথাও তথ্য সংগ্রহ করে রেখছে কিনা সেটার চেষ্টাও চলছে। এখানে ‘অন্য কেউ’ বলতে কেউ বলছেন বাইরের বিশ্বের এলিয়েন, আবার কেউ বলছেন প্রভু। এভাবেই ইন ওয়ার্ল্ড আউট ওয়ার্ল্ড নিয়ে আলোচনা চলছে। তবে সারমর্ম হল ডিএনএ নিয়ে গবেষনাগুলো খুবই আকর্ষনীয় এবং নতুন নতুন আবিষ্কার আরো আসছে।

মূল প্রবন্ধ (PDF ফাইল)

লেখক আমেরিকার মার্শাল বিশ্ববিদ্যালয়ে নানোবায়োটেকনলজি বৈজ্ঞানিক হিসাবে কর্মরত। লেখকের সম্পাদিত বাংলা ভাষায় বিজ্ঞান ও প্রযুক্তির প্রবন্ধের জন্য পড়ুন http://biggani.org

তথ্যসূত্র:

• The New York Times, 28 June 2007

• International Herald Tribune, June 26, 2007

• Masaru Tomita et. al. “E-CELL: software environment for whole-cell simulation”, Bioinformatics, Vol 15, 72-84, 1999