ત્સિયન, રોજર યૉંચિયન

ત્સિયન, રોજર યૉંચિયન (Tsien, Roger Yonchien) (જ. 1 ફેબ્રુઆરી 1952, ન્યૂયૉર્ક, યુ.એસ.) : અમેરિકન જૈવવૈજ્ઞાનિક અને લીલા પ્રસ્ફુરક પ્રૉટીન (green fluorescent protein, GFP) અંગેના સંશોધન બદલ 2008ના રસાયણશાસ્ત્ર માટેના નોબેલ પુરસ્કારના સહવિજેતા. ત્સિયનનાં કુટુંબીઓ વુયુ (Wuyue) રાજ્યના રાજવી પરિવારનાં સંતાનો હતાં. ઐતિહાસિક ર્દષ્ટિએ ત્સિયન એ રાજા કિયાન લૂ (Qian Lue) અથવા ત્સિયન લિયુ(Tsien Liu)ના 34મા પેઢીગત (generational) પૌત્ર હતા. તેમના પરિવારમાં પણ અનેક ઉચ્ચ કોટિના ઇજનેરો પાક્યા હતા. ત્સિયનના પિતા સ્યુ-ચુ ત્સિયન (Hsue-Chu Tsien) એક યાંત્રિક ઇજનેર હતા તો મામાઓ MIT ખાતે ઇજનેરીના પ્રાધ્યાપકો હતા. તેમનાં માતાપિતા ચીનના ઝેજિયાંગ (Zhejiang) પ્રાંતમાંથી આવ્યાં હતાં. પિતાના દૂરના ભાઈ એવા ત્સિયન સ્યુ-શેન (Tsien Hsue-Shen) એ કેલ્ટેકના JPLના સહસ્થાપક હતા. ત્સિયનના ભાઈ રિચાર્ડ ત્સિયન પણ સ્ટેન્ફર્ડ ખાતે જાણીતા વૈજ્ઞાનિક છે. આથી જ ત્સિયન પોતાના કાર્યને આણ્વિક ઇજનેરી(molecular engineering)નું ગણાવે છે. તેમણે કહેલું કે આનુવંશિકતા હેઠળ મારે આ પ્રકારના સંશોધનમાં જોડાવાનું થયું છે.

ત્સિયનનો ઉછેર ન્યૂજર્સીના લિવિંગ્સ્ટનમાં થયો હતો. ત્યાં તેમણે લિવિંગ્સ્ટન હાઈસ્કૂલમાં અભ્યાસ કર્યો હતો; પણ બાળપણથી જ તેઓ દમ(asthma)ના દર્દી હોવાથી ઘરમાં જ રહેવું પડતું અને તેઓ ભોંયરા(basement)માં આવેલી પ્રયોગશાળામાં રસાયણને લગતા પ્રયોગો કરતા. 16 વર્ષના હતા ત્યારે તેમણે ધાતુઓ થાયૉસાયનેટ સાથે કેવી રીતે આબંધિત થાય છે તે પ્રૉજેક્ટ માટે રાષ્ટ્રીય સ્તરે વેસ્ટિંગ-હાઉસ પ્રખરતા શોધ અભિયાન હેઠળ પ્રથમ ઇનામ પ્રાપ્ત કર્યું હતું.

શાળાકીય અભ્યાસ પછી નૅશનલ મેરિટ સ્કૉલરશિપ મળતાં તેમણે હાર્વર્ડ યુનિવર્સિટીમાં અભ્યાસ કર્યો અને 1972માં રસાયણ અને ભૌતિકવિજ્ઞાનમાં બી.એસસી.ની પદવી મેળવી. સ્નાતક થયા બાદ માર્શલ સ્કૉલરશિપ મેળવીને તેઓ ઇંગ્લૅન્ડની યુનિવર્સિટી ઑવ્ કેમ્બ્રિજની ફિઝિયૉલૉજિકલ લૅબોરેટરીમાં જોડાયા અને 1977માં કેમ્બ્રિજ યુનિવર્સિટીની પીએચ.ડી.ની પદવી પ્રાપ્ત કરી. 1977થી 1981 દરમિયાન તેઓ કેમ્બ્રિજ યુનિવર્સિટીની ગોન્વિલે (Gonville) અને કાયસ (Caius) કૉલેજમાં સંશોધક ફેલો હતા.

1982માં ત્સિયન યુનિવર્સિટી ઑવ્ કૅલિફૉર્નિયા, બર્કલીના અધ્યાપકગણમાં જોડાયા અને 1989 સુધી ત્યાં સેવાઓ આપી. 1989થી તેઓ યુનિવર્સિટી ઑવ્ કૅલિફૉર્નિયા, સાન ડિયેગો ખાતે પ્રોફેસર ઑવ્ ફાર્મેકૉલૉજી અને પ્રોફેસર ઑવ્ કેમિસ્ટ્રી ઍન્ડ બાયૉકેમિસ્ટ્રી તરીકે તેમજ હાર્વર્ડ હ્યુજીસ મેડિકલ ઇન્સ્ટિટ્યૂટના અન્વેષક (investigator) તરીકે કાર્ય કરી રહ્યા છે.

ત્સિયન તેમનાં કોષ-જીવવિજ્ઞાન (cell-biology) અને ચેતાજીવવિજ્ઞાન(neurobiology)નાં ક્ષેત્રોમાં ક્રાંતિ લાવવા માટે જાણીતા છે. તેમણે વૈજ્ઞાનિકો માટે જીવંત કોષોમાં ડોકિયું કરવાની અને વાસ્તવિક સમયમાં અણુઓની વર્તણૂક તપાસવાનું સરળ બનાવ્યું છે. ફુરા-2 (Fura-2) જેવા રંગકો વિકસાવી કોષમાં કૅલ્શિયમનું હલનચલન (movement) તપાસવા તેમજ આનુવંશિક રીતે સજીવોને રૂપાંતરિત કરી જેલીમત્સ્ય (Jellyfish) અને પરવાળાં(corals)ને ચમકતા બનાવે તેવા અણુઓ બનાવવા માટે તેઓ વધુ જાણીતા છે. આને લીધે આંજી નાખે તેવી ઝાંયવાળાં પ્રસ્ફુરક પ્રોટીનોનો ઉપયોગ કરી વૈજ્ઞાનિકો કોષોમાં કે સમગ્ર સજીવમાં કેટલાં જનીનો (genes) ક્યાં અને ક્યારે અભિવ્યક્ત થાય છે તેને જાણી શકે છે.

GFP એ Aequorea Victoria નામના જેલીમત્સ્ય (jelyfish) કુદરતી રીતે મળી આવતો 238 એમિનોઍસિડ ધરાવતો પદાર્થ છે. તે પૈકીના ત્રણ, 65મા સ્થાને આવેલ સીરાઇન (serine), 66મા સ્થાને ટાયરોસીન (tyrosine) અને 67મા સ્થાને આવેલ ગ્લાયસીન (glysine) વધુ રસપ્રદ છે. આ ઍમિનોઍસિડ ઑક્સિજન સાથે રાસાયણિક પ્રક્રિયા અનુભવી પોતાની ઓળખ (identity) ગુમાવી રંગજનક (રંગમૂલક, chromophore) નામનો પ્રકાશસંવેદી એમક બનાવે છે, તે એક પ્રકારનો પ્રસ્ફુરક છે અને એક તરંગલંબાઈના પ્રકાશ(દા.ત., વાદળી અથવા પારજાંબલી)નું શોષણ કરી અન્ય તરંગલંબાઈના પ્રકાશ (દા. ત., લીલા)નું ઉત્સર્જન કરે છે. GFPની સૌથી વધુ અગત્યની લાક્ષણિકતા એ છે કે તે અન્ય પ્રોટીનો સાથે તેમના કાર્ય (function)ને અસર કર્યા વિના જોડાઈ શકે છે. આને કારણે GFPનો સિગ્નલ ફ્લેગ (signal flag) તરીકે ઉપયોગ થઈ શકે છે. અન્ય અન્વેષકોએ GFPમા્ં સુધારાવધારા કરી તેના જેવા બીજા એવા પદાર્થો બનાવ્યા છે જે વાદળી (blue)થી ઘેરા લાલ રંગનું પ્રસ્ફુરણ કરી શકે.

GFP અને તેના જેવા ચિહનકો (markers)ને વાપરવાની એક શક્તિશાળી રીતે તેમને જોડકાં (pairs)માં વાપરવાની છે. આમાં એક માર્કર ધારા ઉત્સર્જિત વિશિષ્ટ તરંગલંબાઈવાળો પ્રકાશ બીજાને ઉત્તેજિત કરી તેને પ્રસ્ફુરણ આપતો બનાવે છે. આ વિધિને પ્રસ્ફુરણ અનુવાદ ઊર્જા સ્થાનાંતર (fluoresecence resonance energy trransfer, FRET) કહે છે. ઊર્જાના સ્થાનાંતર માટે બે ચિહનકો એકબીજાની નજીક હોવાં જરૂરી છે કે જેથી બીજા ચિહનક દ્વારા ઉત્સર્જિત થતા રંગીન પ્રકાશને પારખી શકાય આ અને આવી અન્ય પદ્ધતિઓ દ્વારા કોષમાં વિશિષ્ટ પ્રોટીનો કેવી રીતે ગતિ કરે છે તેનો અભ્યાસ કરી શકાય છે.

ત્સિયનને અનેક માન-અકરામો પ્રાપ્ત થયાં છે. તેમાંનાં કેટલાંક આ પ્રમાણે છે : ડબ્લ્યૂ. આલ્ડેન સ્પેન્સર ઍવૉર્ડ ઇન ન્યુરૉબાયૉલૉજી (1991), આર્તોઇસ-બેઇલેટ-લાતૂર હેલ્થ પ્રાઇઝ- બેલ્જિયમ (1995), ગાયર્ડનર ફાઉન્ડેશન ઇન્ટરનેશનલ ઍવૉર્ડ- કૅનેડા (1995), સોસાયટી ફૉર બાયૉમોલેક્યુલર સ્ક્રિનિંગનો ઍવૉર્ડ ફૉર ઇનૉવેશન ઇન હાઇ થ્રૂપુટ સ્ક્રિનિંગ (1998), રૉયલ માઇક્રોસ્કૉપિકલ સોસાયટીનું પિયર્સ (Pearse) ઇનામ (2000), અમેરિકન કેમિકલ સોસાયટીનો ACS ઍવૉર્ડ ફૉર ક્રિયેટિવ ઇન્વેન્શન (2002), પ્રોટીન સોસાયટીનો ક્રિશ્ર્ચિયન બી. એન્ફિન્સેન ઍવૉર્ડ (2002), રૉયલ નેધરલૅન્ડ્ઝ એકૅડેમી ઑવ્ સાયન્સીઝનું હાઇનિકેન પ્રાઇઝ ફૉર બાયૉકેમિસ્ટ્રી ઍન્ડ બાયૉફિઝિક્સ (2002), મૅક્સ ડેલ્બ્રુક (Delbruck) સેન્ટ્રમ ફૉર મૉલેક્યુલર મેડિસિન, બર્લિન (2002)નો મેક્સ ડેલ્બ્રુક ચંદ્રક, ઇઝરાયલનું વુલ્ફ પ્રાઇઝ ઇન મેડિસિન (2004).

ત્સિયન આ સંસ્થાઓના સભ્ય તરીકે પણ ચૂંટાયા છે : ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑવ્ મેડિસિન (1995), અમેરિકન એકૅડેમી ફૉર આર્ટ્સ ઍન્ડ સાયન્સીઝ (1998) અને નૅશનલ એકૅડેમી ઑવ્ સાયન્સીઝ (1998). 2006માં તેઓ રૉયલ સોસાયટી(યુ.કે.)ના ફેલો બન્યા હતા.

લીલા પ્રસ્ફુરક પ્રોટીન(green fluorescent protein, GFP)ની શોધ અને વિકાસ બદલ ત્સિયનને માર્ટિન ચલ્ફાઈ(Chalfie) અને ઓસામુ શિમોમુરા સાથે સંયુક્ત રીતે 2008ના વર્ષનો રસાયણશાસ્ત્ર માટેનો નોબેલ પુરસ્કાર એનાયત કરવામાં આવ્યો હતો.

GFP અંગેના આ ત્રણ વૈજ્ઞાનિકોના સંશોધનને લીધે આણ્વીય સ્તરે થતી જૈવિક પ્રવિધિઓના અભ્યાસ માટેની તકો અને સુવિધાઓ ખુલ્લી થઈ છે. આ પ્રોટીન ર્દશ્યમાન (visible) સિગ્નલ આપે છે કે જેથી પ્રોટીનની સક્રિયતાનો અભ્યાસ થઈ શકે. દા. ત., ક્યારે અને ક્યાં પ્રૉટીન ઉત્પન્ન થાય છે અને જુદા જુદા પ્રોટીન અથવા તેમના ભાગો કેવી રીતે ગતિ કરી કોષની અંદર એકબીજાની પાસે આવે છે. મગજમાં ચેતાકોષોનો વિકાસ અને કેન્સર કોષોના પ્રસરણની જાણકારી મળી શકે તેમ છે.

પ્રહલાદ બે. પટેલ