आधुनिक मानवको सफलताको रहस्य: पानी खोज्ने क्षमतामा अनौठो इन्जाइमको भूमिका

काठमाडौं । हामी आधुनिक मानवजाति पृथ्वीमा लामो समयदेखि अस्तित्वमा छौँ, जबकि हाम्रा प्राचीन आफन्तहरू लोप भए। अब, नयाँ अनुसन्धानले हाम्रो मस्तिष्क रसायनमा रहेको एक विशेष इन्जाइमले हामीलाई पानी खोज्ने कार्यमा हाम्रा निकटतम लोप भइसकेका आफन्तहरूभन्दा बढी सक्षम बनाएको हुन सक्ने देखाएको छ, जसले हाम्रो प्रतिस्पर्धात्मक क्षमतामा महत्वपूर्ण भूमिका खेलेको हुनसक्छ।

यो अनुसन्धानले सुझाव दिन्छ कि आधुनिक मानवको अनौठो जैविक संरचनाले उनीहरूलाई वातावरणीय चुनौतीहरूको सामना गर्न र स्रोतहरू प्राप्त गर्नमा महत्वपूर्ण फाइदा दिएको थियो, जुन अन्ततः उनीहरूको अस्तित्व र अन्य प्रजातिहरूको लोपको कारण बन्यो।

इन्जाइम ADSL मा अद्वितीय परिवर्तन

करीब ६ लाख वर्ष पहिले, आधुनिक मानव (होमो सेपियन्स) आनुवंशिक रूपमा निएन्डरथल र डेनिसोभान्सको वंशबाट भिन्न भएको थियो, जुन मानव प्रजातिहरूको परिवार वृक्षमा हाम्रा निकटतम चचेरा भाईहरू थिए। यो विभाजनपछि कुनै न कुनै बिन्दुमा, ‘एडेनिलोसक्सिनेट लाइज’ (adenylosuccinate lyase) वा ADSL नामक इन्जाइम आधुनिक मानवमा फरक तरिकाले विकसित भयो।

यो इन्जाइमको ४८४ एमिनो एसिडको श्रृङ्खलामा, ४२९ औं स्थानमा रहेको एलानिन (alanine) नामक एमिनो एसिड भ्यालिन (valine) ले प्रतिस्थापन भयो। यो सानो परिवर्तनले ADSL को एउटा यस्तो संस्करण उत्पादन गर्‍यो जुन केवल आधुनिक मानवमा मात्र पाइन्छ। यो इन्जाइम डीएनए (DNA) र आरएनए (RNA) को एक आधारभूत निर्माण खण्ड, प्यूरिन (purine) उत्पादनको लागि एक महत्त्वपूर्ण तत्व हो। आधुनिक मानवमा ADSL को अनुपस्थितिमा अतिसक्रियता र आक्रामकता जस्ता व्यवहारिक असामान्यताहरू हुन सक्छन्।

वैज्ञानिकहरूले एकल एमिनो एसिडमा भएको यो परिवर्तनले हाम्रो व्यवहारलाई कसरी आकार दियो भनेर अनुसन्धान गरे। उनीहरूको यो खोज ‘पीएनएएस’ (PNAS) नामक जर्नलमा अगस्ट ४ मा प्रकाशित भएको हो।

जापानको ओकिनावा इन्स्टिच्युट अफ साइन्स एन्ड टेक्नोलोजीको मानव विकासवादी जीनोमिक्स इकाईका प्रमुख अध्ययन लेखक डा. सियाङ-चुन जुले भने, “हाम्रो प्राचीन अतीतका ससाना आनुवंशिक परिवर्तनहरूले हाम्रो मस्तिष्कका विशेषताहरूलाई कसरी आकार दियो जसले हामीलाई मानव बनायो, त्यो पत्ता लगाउनु रोमाञ्चक छ।” उनले थपे, “हाम्रा प्राचीन उत्पत्तिहरूको अध्ययन गर्नु एक विशाल पजल (पहेली) जोड्नु जस्तै हो, जहाँ हाम्रा पुर्खाहरूमा भएको प्रत्येक आनुवंशिक परिवर्तनले हाम्रो मस्तिष्क र व्यवहार कसरी विकसित भयो भन्ने बारेमा सुराग दिन सक्छ।”

पानी खोज्ने क्षमता र व्यवहारिक प्रभाव

पहिलेको अनुसन्धानले देखाएको थियो कि आधुनिक मानवमा ADSL भिन्नताले इन्जाइमलाई कम स्थिर र प्यूरिन उत्पादनमा कम प्रभावकारी बनाउँछ। निएन्डरथल र डेनिसोभान्समा पाइने ADSL को मौलिक संस्करण भने निश्चित प्रोटीन अणुहरू संश्लेषण गर्न बढी प्रभावकारी हुन्छ। होमो सेपियन्समा, यी अणुहरू विभिन्न अंगहरू, विशेष गरी मस्तिष्कमा जम्मा हुन्छन्।

यो कसरी व्यवहारलाई असर गर्न सक्छ भनेर बुझ्न वैज्ञानिकहरूले मुसामा प्रयोग गरे। केही मुसालाई मानव ADSL को कम प्रभावकारी संस्करण बोक्ने गरी आनुवंशिक रूपमा परिमार्जन गरिएको थियो, जसले मानव ADSL लाई नक्कल गर्दछ। यी ‘मानवीकृत’ मुसा र नियन्त्रण समूहका सामान्य मुसाहरूलाई १२ दिनसम्म क्रमशः पानीमा पहुँच प्रतिबन्धित गरियो। त्यसपछि, आवाज र प्रकाशको सङ्केतका साथ पानी उपलब्ध गराइयो। वैज्ञानिकहरूले पत्ता लगाए कि मानव इन्जाइमको भिन्नता भएका पोथी मुसाहरू प्यासी हुँदा पानी वितरण क्षेत्रमा बढी पटक गए।

यस आधारमा वैज्ञानिकहरूले अनुमान लगाए कि ADSL को यो कम प्रभावकारी संस्करणले पानीमा पहुँच पाउन सकारात्मक प्रभाव पारेको हुन सक्छ, जसले होमो सेपियन्सको यस महत्त्वपूर्ण स्रोतको लागि प्रतिस्पर्धात्मकता बढाएको थियो।

विकासवादी लाभ र जीनोमको भूमिका

दोस्रो अनुसन्धानमा, वैज्ञानिकहरूले आधुनिक मानव जीनोममा ADSL जीनमा ध्यान केन्द्रित गरे, जसले हाम्रो अद्वितीय इन्जाइमको संस्करण उत्पादन गर्दछ। उनीहरूले वर्तमान समयका कम्तिमा ९७% मानिसमा पाइने आनुवंशिक भिन्नताहरूको एउटा समूह पत्ता लगाए, जसले ADSL लाई आरएनए (RNA) व्यक्त गर्न अझ कम प्रभावकारी बनाउँछ, सम्भावित रूपमा यसको व्यवहारमा प्रभाव बढाउँछ। अध्ययनका लेखकहरूले रिपोर्ट गरे अनुसार, यो जीनको स्थान जीनोमको यस्तो क्षेत्रमा थियो जुन मानवमा विकासवादी रूपमा रुचाइएको थियो, यसले ADSL अभिव्यक्तिमा भएको यो परिवर्तनले सम्भवतः मानिसलाई केही फाइदा पुर्‍याएकाले लगातार हस्तान्तरण हुँदै गयो भन्ने सङ्केत दिन्छ।

शिकागो विश्वविद्यालयका मानव आनुवंशिकीका सहायक प्राध्यापक डा. मनासा राघवन, जो यस अनुसन्धानमा संलग्न थिएनन्, ले भनिन्, “यो वास्तवमै रोमाञ्चक छ कि यस्ता अध्ययनहरू मार्फत, हामी आधुनिक मानवलाई अद्वितीय बनाउने आनुवंशिक परिवर्तनहरू पहिचान गर्नुभन्दा अगाडि बढेर यी परिवर्तनहरूले हाम्रो विशिष्टतालाई कसरी आकार दिए भन्ने बुझ्नतर्फ लागिरहेका छौँ।” उनले थपे, “यो अध्ययनले हाम्रा पुर्खाहरूले निएन्डरथल र डेनिसोभान्स जस्ता समकालीनहरूमाथि अस्थिर वातावरण र सीमित स्रोतहरूमा कसरी फाइदा पाउन सक्छन् भन्ने बारेमा रोचक सम्भावनाहरू खडा गर्दछ।”

आधुनिक मानव: एक मात्र जीवित होमिनिन प्रजाति

२०१० मा निएन्डरथलको पहिलो पूर्ण जीनोम (genome) अनुक्रमित गरियो, र दुई वर्ष पछि डेनिसोभान्सको जीनोम अनुक्रमित गरियो। अफ्रिका, एशिया र युरोपका आधुनिक मानवहरूको आनुवंशिक डेटासँग तिनीहरूको तुलना गरेर, वैज्ञानिकहरूले ती व्यवहारहरू पहिचान गर्दैछन् जसले आधुनिक मानवहरूलाई सफल हुन मद्दत गर्यो जबकि अन्य होमिनिन प्रजातिहरू लोप भए, शोधकर्ताहरूले रिपोर्ट गरे।

जुले भने, “यसले यो तथ्यलाई थप्छ कि आधुनिक मानवमा भएका धेरै परिवर्तनहरूले हाम्रो मस्तिष्क कसरी विकसित हुन्छ र कार्य गर्दछ भन्ने कुरालाई असर गर्छ। यो यी परिवर्तनहरू बुझ्न र अन्ततः तिनीहरूले कसरी सँगै काम गर्छन् भनेर बुझ्नतर्फको एक कदम हो।”

सीमितता र भविष्यका प्रश्नहरू

लिथुआनियाको भिलनियस विश्वविद्यालयको मानव र चिकित्सा आनुवंशिकी विभागकी वरिष्ठ शोधकर्ता डा. इन्ग्रिडा डोमार्कीनी, जो प्राचीन डीएनएको अध्ययन गर्छिन् तर यस अनुसन्धानमा संलग्न थिइनन्, ले भनिन्, “पक्कै पनि, मानव मुसा होइन, र नयाँ निष्कर्षहरूले मात्र मानव व्यवहारलाई सिधै व्याख्या गर्न सक्दैनन्।” उनले थपिन् कि ADSL बाहेक, होमो सेपियन्स र निएन्डरथलहरू बीच लगभग ८० एमिनो एसिड भिन्नताहरू छन्।

“यद्यपि, यसको मतलब यो होइन कि यी परिवर्तनहरूले मात्र हामी को हौं भनेर परिभाषित गर्यो,” डोमार्कीनीले भनिन्। “बरु, हाम्रो एमिनो एसिडमा भएका भिन्नताहरूले अन्य अवस्थाहरू — जस्तै वातावरण, बुद्धिमत्ता, रोग प्रतिरोधात्मक क्षमता र सामाजिक संरचना — सँग मिलेर हाम्रो विकासवादी सफलतालाई आकार दिन र आधुनिक मानवलाई एक मात्र जीवित होमिनिन प्रजातिको रूपमा छोड्ने अवसरहरू सिर्जना गरेको हुन सक्छ।”

उनले निष्कर्षमा भनिन्, “मेरो विश्वास छ कि आधुनिक मानवको ‘एकाकीपन’, एक मात्र जीवित वंशको रूपमा, कारकहरूको जटिल सेट — र केही हदसम्म, संयोग — द्वारा निर्धारित गरिएको थियो। यस अध्ययनका नतिजाहरूले हामी यहाँ कसरी पुग्यौं भन्ने बुझ्न हामीलाई नजिक ल्याउँछ।”

यो खोजले ADSL र व्यवहारबीचको सम्बन्धबारे अन्य रोचक प्रश्नहरू पनि खडा गरेको छ। वैज्ञानिकहरू ADSL को सटीक आणविक र सेलुलर संयन्त्रले मानव मस्तिष्कमा यसको प्रभावलाई कसरी आकार दिन्छ भन्ने बारे अझै निश्चित छैनन्, र ADSL मा प्रायोगिक परिवर्तनहरूले पोथी मुसाको व्यवहारलाई मात्र किन असर गर्यो भन्ने पनि अज्ञात छ।

डा. जुले प्रश्न गरे, “के यस अध्ययनमा परीक्षण नगरिएका अन्य व्यवहारहरू पनि यस एमिनो एसिड परिवर्तनबाट प्रभावित हुन सक्छन्? सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण कुरा, मानिसमा यसका कार्यात्मक परिणामहरू के हुन सक्छन्? यी त्यस्ता प्रश्नहरू हुन् जसलाई हामी र अरूले अब सम्बोधन गर्ने प्रयास गर्नेछौं।”(सिएनएन)