फ्रेडरिक सँगर
Frederick Sanger
ब्रिटिश जीवरसायनशास्त्रज्ञ
जन्म : 13 ऑगस्ट, 1918
मृत्यू : 19 नोव्हेंबर, 2013

आमूलाग्र बदल घडवणारा नोबेल विजेता

रसायनशास्त्रातील संशोधनामुळे दोन वेळा नोबेल पुरस्कार प्राप्त करणारे फ्रेडरिक सँगर यांचा जन्म इंग्लंडमधील ग्लॉस्टरशायर परगण्यात एका सुखवस्तू कुटुंबात झाला. शालेय शिक्षणात सर्वसाधारण विद्यार्थी असलेल्या फ्रेडरिक यांनी वयाच्या अठराव्या वर्षी केंब्रिज येथील सेंट जॉन कॉलेजमध्ये डॉक्टर होण्याच्या इच्छेने प्रवेश घेतला. त्यांचे वडीलदेखील याच कॉलेजमधून डॉक्टर झाले होते. कॉलेजमध्ये गेल्यावर मात्र त्यांना जीवरसायनशास्त्रात रूची उत्पन्न झाली. हे क्षेत्र त्या काळी तसे नवीनच मानले जात होते. सँगर यांच्या मते, ‘जीवशास्त्र हे रसायनशास्त्राच्या भाषेत समजावून सांगता येते ही कल्पनाच अत्यंत चित्तथरारारक होती.’ 1939 मध्ये त्यांनी या शास्त्रात प्रथम श्रेणीत पदवी प्राप्त करून 1943 मध्ये डॉक्टरेट मिळवली. त्या काळात पेशींमधील घटकांत असणाऱ्या अनेक रसायनांची उकल होऊन वितंचके (Enzymes) ही अमायनो आम्लांपासून बनलेली प्रथिनेच असतात हे नुकतेच समजले होते. अशा वितंचकांपैकी ‘कमी गुंतागुंतीची रचना असणारे वितंचक’ म्हणून इन्सुलिनवर केंब्रिजमधील डॉ.चिबनाल यांच्या प्रयोगशाळेत सखोल संशोधन चालू होते. फ्रेडरिक सँगरदेखील तेथे संशोधन करीत होते.
आपल्या शरीरात रक्तातील प्रमाण नियंत्रित करण्यासाठी इन्सुलिन अत्यावश्यक असते आणि त्याच्या अभावामुळे मधूमेह होतो, हे आता सर्वश्रुत आहे. या इन्सुलिनचा महत्वपूर्ण शोध 1922 मध्ये फ्रेडरिक बॅन्टिंग आणि चार्लस बेस्ट यांनी लावल्यानंतर पुढील दोन दशकांत डुकरांच्या प्लिहांपासून स्फटिक रूपातील इन्सुलिन वेगळे करण्यात वैज्ञानिकांना यश आले होते. तसेच इन्सुलिनची विविध अमायनो आम्लेदेखील ओळखण्यात आली होती. या अमायनो आम्लांची इन्सुलिनमध्ये नक्की रचना कशी आहे हे मात्र ज्ञात नव्हते. सँगर यांनी यावर आपले लक्ष केंद्रित केले. बारा वर्षे अथक प्रयत्न आणि विविध प्रयोग करून सँगर यांनी 1955 मध्ये इन्सुलिनच्या रेणूमध्ये कोणती अमायनो आम्ले असतात, त्यांची साखऴी कशी असते, विविध अमायनो आम्लांची जोड आणि क्रम कसे असतात, हे सर्व कोडे उलगडले.
सँगर यांच्या या शोधामुळे आज जनुकीय अभियांत्रिकीच्या साहाय्याने कृत्रिमरित्या इन्सुलिन बनवण्याचे प्रयत्न जोमाने चालू झाले आहेत. परंतु जीवरसायनशास्त्रीय दृष्टीने त्यावेळी प्रथमच निर्विवादपणे सिद्ध झाले की, अमायनो आम्लांच्या विशिष्ट जुळणी- जोडणीमुळेच विशिष्ट प्रथिने तयार होतात. सँगर यांना 1958 चे रसायनशास्त्राचे नोबेल पारितोषिक देण्यात आले. याच सुमारास फ्रान्सिस क्रीक यांनी मांडले की, डीएनए (D.N.A.) केंद्रक आम्ल आनुवंशिकतेचा पाया असते व त्याचे महत्वाचे कार्य म्हणजे विविध प्रकारचे प्रथिने बनवणे. आता जीवरसायन शास्त्रज्ञांपुढे D.N.A.चे हे कार्य नक्की कसे चालते, याचे कोडे उलगडण्याचे आव्हान उभे राहिले.
1961 पर्यंत केलेल्या प्रयोगांमुळे वैज्ञानिकांच्या लक्षात आले होते की, प्रथिने बनविण्याचे कार्य पेशींमध्ये D.N.A. मार्फत एक प्रकारच्या रासायनिक सांकेतिक संदेशामुळे होते. D.N.A. केंद्रक आम्ल 1) अॅडिनिन, 2)थायमिन, 3) ग्वानिन आणि 4) सायटोसिन या चार प्रकारच्या रासायनिक घटकांच्या साखळीमुळे बनलेले असते. (यांना न्युक्लिओटाईड म्हणतात). कोणत्याही तीन न्युक्लिओटाईडच्या एका गटाला ‘कोडॉन’ म्हटले जाते. या कोडॉनची विशिष्ट क्रमवारी म्हणजेच विशिष्ट प्रकारचे अमायनो आम्ल बनवण्याचा संदेश असतो. यालाच ‘जनुकीय संदेश’ (Genetic Code) म्हणतात. तसेच या संदेश वहनाचे कामी RNA नावाचे दुसरे आम्ल उपयोगी पडते.
1962 मध्ये सँगर यांनी केंब्रिज विद्यापीठातील वैद्यकीय संशोधन परिषद प्रयोगशाळेत DNA व RNA च्या न्युक्लिओटाईडच्या क्रमवारी आणि जनुकीय संदेशावरील संशोधनाला सुरूवात केली. त्यांनी न्युक्लिओटाईडची क्रमवारी जाणून घेण्याकरता विविध जीवरासायनिक विश्लेषण तंत्रज्ञाने विकसित केली व त्यायोगे DNA व RNA वरील कोडॉन व त्यांची क्रमवारी अथवा जनुकीय संदेश जाणण्याची पद्धत विकसित केली. यामध्ये DNA व RNA च्या साखळीचे छोटे छोटे हिस्से करून मग त्यांचे विश्लेषण करावे लागे. अशा प्रकारे सहा वर्षांत त्यांनी RNA च्या एका हिश्श्यांतील 120 न्युक्लिओटाईड्सची क्रमवारी 1968 मध्ये ओळखली. हा त्या काळातील जीवरसायनशास्त्रातील एक विक्रमच होता. तरीसुद्धा एकूणच हे काम संथपणे चालले होते. म्हणून 1970 मध्ये त्यांनी DNA चे तुकडे करून विश्लेषण करण्याऐवजी न्युक्लिओटाईडना किरणोत्सारी लेबल लावून त्यांना डीएनए पॉलिमरेझ नावाच्या वितंचकाद्वारे DNA च्या दुसऱ्या सुट्टया धाग्याला जोडले. अशा प्रकारे त्या धाग्यातील कोडॉन ओळखणे सोपे झाले आणि कमी वेळात जास्त लांबीच्या DNA ची साखळी तपासता येणे शक्य झाले. केवळ चार वर्षांतच एका विषाणूच्या DNA तील 5386 न्युक्लिओटाईडची क्रमवारी शोधता आली. त्यानंतर या पद्धतीचा वापर करून विविध संशोधकांना अनेक जीवांच्या DNA कोडॉनची क्रमवारी जाणण्यात यश आले. 1980 मध्ये सँगर यांना दुसऱ्यांदा नोबेल पुरस्कार मिळाला.
आज संपूर्ण ‘मानवी जनुक समूह’ (जीनोम) ओळखण्यासाठी जीवरसायन संशोधकांच्या अनेक गटांचे प्रयत्न चालले आहेत. हा जीनोम म्हणजे 5 फूट लांबीचा सुमारे 300 कोटी न्युक्लिओटाईडच्या जोड्यांचा DNA चा धागा आहे. सँगर यांच्या शोधामुळे आणि त्यांनी विकसित केलेल्या DNA कोडॉनच्या क्रमवारीच्या परीक्षण पद्धतीमुळे जीवतंत्रज्ञान आणि जनुकीय अभियांत्रिकी यांमध्ये अमूल्य भर पडली आहे.