नवा कोरा विषाणू!

षाणू म्हणजे ना धड सजीव ना धड निर्जीव! बहुतेक विषाणूंमध्ये बाहेर एक कवच, आवरण असते. ते प्रथिनांचे बनलेले असते आणि आतमध्ये त्यांचा जिनोम डीएनए किंवा आरएनए रेणूंच्या स्वरूपात बंदिस्त असतो. एवढ्या तुटपुंज्या जैवसामग्रीवर विषाणू पेशीबाहेर जगू शकत नाहीत. जगण्यासाठी त्यांना जिवंत पेशींची नितांत गरज असते. ती मिळाली नाही तर जळी, स्थळी, काष्ठी, पाषाणी ही निर्जीव मंडळी निपचितपणे पडून असतात. परंतु त्यांना त्यांची विशिष्ट यजमान पेशी मिळाली की मग त्या पेशीवर ते हल्ला चढवतात, पेशीच्या आत आपला डीएनए किंवा आरएनए घुसवतात, त्या त्या विषाणूंची प्रथिने आणि जिनोम बनवायला त्या पेशीला भाग पाडतात. जिनोमवर प्रथिनांचा अंगरखा चढवून पेशीच्या पोटात अनेक विषाणू तयार होतात आणि आपली प्रजा वाढवतात! पुरेशी प्रजा वाढली की त्या पेशीला फोडून बाहेर पडतात आणि मग प्रत्येक विषाणू पुन्हा दुसऱ्या पेशीवर हल्ला करायला सज्ज!

विशिष्ट विषाणूंच्या वाढीसाठी विशिष्ट प्रकारचीच पेशी आवश्यक असते. काही विषाणूंना प्राण्यांची पेशी लागते. या विषाणूंनी त्या प्राण्यांच्या पेशीवर हल्ला केला की त्या प्राण्याला रोग होतो. मनुष्य प्राण्याला सुद्धा. वनस्पती पेशींवर हल्ला केला तर त्यांना रोग होतो. जिवाणूंच्या पेशी अतिशय लहान आणि त्यांची रचनाही तुलनेनं साधी असते. विषाणूंनी या जिवाणूंनाही सोडलेले नाही. ते त्यांच्यावरही हल्ला करतात आणि त्यांना मारून टाकतात. अशा विषाणूंना जिवाणू-भक्षी विषाणू असे म्हणतात.

ऑगस्ट महिन्याच्या सुरुवातीला जीवशास्त्र हादरवून सोडणारी एक घटना घडली. अमेरिकेतील स्टॅन्फोर्ड विद्यापीठ आणि आर्क इन्स्टिट्यूट येथील ३१ वर्षीय तरुण शास्त्रज्ञ डॉ. ब्रायन हाई आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी एक नव्हे, दोन नव्हे तब्बल १६ नव्या कोऱ्या करकरीत जिवाणू-भक्षी विषाणूंची निर्मिती केली! ईश्चरश्चिया कोलाय नावाच्या जीवांणूंवर हे नवीन विषाणू पोसले जातात, वाढले जातात. ई. कोलाय या जिवाणूंवर हल्ला करणारे अनेक विषाणू निसर्गात अस्तित्वात आहेत. परंतु हे १६ विषाणू नवीन, अभूतपूर्व आहेत!

सर्व सजीव पेशींच्या आयुष्याची कार्यसूत्रे डीएनएकडून हलवली जातात. सजीव पेशीतील समग्र डीएनए संच म्हणजेच त्या पेशीचा तो जिनोम असतो. डीएनए हा महारेणू एडेनाईन, ग्वानाईन, सायटोसाईन, थायमाईन या केवळ चार रासायनिक मूळाक्षरांचा बनलेला असतो. हीच चार रासायनिक मुळाक्षरे आलटून-पालटून एकमेकांना जोडून प्रत्येक सजीव पेशीचा एकमेवाद्वितीय असा जिनोम बनत असतो. या रासायनिक मूळाक्षरांचा अनुक्रम वेगळा की सजीव पेशी वेगळी!

ई. कोलाय जिवाणूवर हल्ला करून, त्यांच्यावर वाढणारा एक विषाणू आहे. त्याचे नाव Phi X 174 आहे. माणसाच्या पेशीतील जिनोमवरील मूळाक्षरांची संख्या ३.२ अब्ज आहे. ई. कोलाय या जिवाणूच्या जिनोमवरील मूळाक्षरांची संख्या ४६ लाख आहे. ई. कोलाय या जिवाणूंवर जगणाऱ्या जिवाणू-भक्षी "Phi X 174" नावाच्या विषाणूच्या जिनोमवरील मूळाक्षरांची संख्या केवळ ५४०० आहे! तो अतिशय लहान जिनोम आहे. या जिनोमवर फक्त ११ जनुके आहेत.

कृत्रिम बुद्धिमत्ता तंत्रज्ञानाचे लार्ज लँग्वेज मॉडेल (एलएलएम) हे एक प्रारूप आहे. प्रचंड मोठ्या मजकुराच्या जोरावर या प्रणालींना प्रशिक्षित केले जाते. हे संगणकाला अनेक मानवी भाषा शिकण्यास, समजण्यास आणि नवीन मजकूर तयार करण्यास मदत करते. चॅट जीपीटी आणि गुगल जेमिनी यासारख्या प्रणाल्या ही या प्रारूपाची उत्तम उदाहरणे आहेत. या दोन्ही प्रणाल्या आपण दैनंदिन जीवनात रोज वापरतो. त्या प्रणाल्या भाषेतील शब्द, शब्द समुच्चय, वाक्ये, विविध आकृतीबंध ओळखू शकतात.

येथे मानवनिर्मित शब्दांच्या भाषेऐवजी निसर्गनिर्मित जिनोमवरील एडेनाईन, ग्वानाईन, सायटोसाईन, थायमाईन या चार मूळाक्षरांची, त्यांच्या क्रमवारींची सजीवांची भाषा शिकायची आहे! डॉ. ब्रायन हाई यांनी इवो-१ आणि इवो-२ अशी दोन कृत्रिम बुद्धिमत्तेतील लार्ज लँग्वेज मॉडेल्स घेतली. त्यांना जवळजवळ वीस लाख जिवाणू-भक्षी विषाणूंच्या जिनोम वरील या चार रासायनिक मूळाक्षरांची क्रमवारी पुरवली आणि त्यावर त्यांना प्रशिक्षित केले! ई. कोलाय या जीवाणूंवर हल्ला करून त्यांना निष्प्राण करणाऱ्या Phi X 174 या विषाणूंच्या जिनोमची क्रमवारी आपल्याला माहिती होतीच. ही क्रमवारी इवो-१ आणि इवो-२ यांना पुरवली. Phi X 174 या विषाणूच्या जिनोमवरील चार रासायनिक मूळाक्षरांच्या क्रमवारीचा अभ्यास करून आधी मिळालेल्या प्रशिक्षणातून ई. कोलाय वर हल्ला करू शकणाऱ्या जिनोमची वेगळी, पूर्णपणे नावीन क्रमवारी देऊ शकाल का असे विचारले! या प्रणालीने अशा अनेक नवीन क्रमवाऱ्या, अनुक्रम सुचवले!

पुढे, यापैकी शास्त्रज्ञांनी जवळजवळ ३०० जिनोमचे अनुक्रम निवडले. यापैकी प्रत्येक जिनोम त्या त्या अनुक्रमानुसार एडेनाईन, ग्वानाईन, सायटोसाईन, थायमाईन एकमेकांना कृत्रिम बुद्धिमत्ता प्रणालीने सुचवल्याप्रमाणे त्याच क्रमात प्रयोगशाळेत रासायनिक क्रिया करून जोडले. असे ३०० जिनोम रासायनिक पद्धतीने प्रयोगशाळेत तयार केले.

या कृत्रिम बुद्धिमत्तेच्या आदेशानुसार बनवलेले विषाणू प्रत्यक्षात ई. कोलाय जिवाणूंवर हल्ला चढवतील काय? त्यांना नष्ट करतील काय? याच्या पडताळणीसाठी त्यांनी प्रयोगशाळेत पेट्री-डिशमध्ये ई. कोलाय जिवाणूंना विविध अन्नपदार्थ घेऊन वाढवले. त्यावर एका वेळी एक असे विषाणू सोडले. पहिल्या काही प्रयोगात घोर निराशा पदरी आली. पेट्री-डिश मध्ये ई. कोलाय नष्ट झाल्या नव्हत्या तर अगदी टुणटूणीत होत्या. रोज नवनवीन विषाणू वापरून ई.कोलाय मरतात की नाही हे पाहणे सुरूच होते. अखेर तो दिवस उजाडला! सॅम्युअल किंग या विद्यार्थ्याने प्रयोगशाळेत सकाळी सकाळी जाऊन पेट्री-डिश पाहिली आणि काय आश्चर्य! कृत्रिमरीत्या तयार केलेल्या एका विषाणूने इ. कोलाय जिवाणूंना नष्ट केले होते! जगात पहिल्यांदाच नवा कोरा जिवाणू-भक्षक विषाणू जन्माला आला होता! पुढेही प्रयोग सुरूच राहिले. एक दोन नव्हे तर चक्क १६ विषाणूंनी आपली कर्तबगारी सिद्ध केली आणि ई. कोलाय जिवाणूंना यमसदनाला पाठवले! जगात अनेक रोगजंतू विविध अँटिबायोटिक्सना दाद देत नाहीत. अशा जिवाणूंना मारण्यासाठी या विषाणूंचा उपयोग होऊ शकतो. हे संशोधन जगप्रसिद्ध ‘सायन्स’ या संशोधन नियतकालिकात प्रसिद्ध झाले आहे. अशा संशोधनातील धोकेही जाणवत आहेत. येथे कृत्रिम बुद्धिमत्तेच्या मदतीने जिवाणूंना मारणारा विषाणू तयार केला आहे. याचाच अर्थ कृत्रिम बुद्धिमत्तेच्या मदतीने माणसात असाध्य, घातक रोग निर्माण करू शकणारे विषाणू सुद्धा निर्माण करता येतील. सर्व शास्त्रज्ञांनी एकमुखाने हा प्रश्न उपस्थित केला आहे. कृत्रिम बुद्धिमत्तेचा उपयोग कशासाठी करावा यावरही कडक निर्बंध आणले पाहिजेत आणि प्रयोगशाळेत असे प्रयोग करण्यासाठी सध्या प्रचलित असलेल्या निर्बंधांपेक्षा आणखी कडक आणि कठोर निर्बंध तातडीने घालणे आवश्यक आहेत असे म्हटले आहे. हे दुधारी अस्त्र आहे! जपून वापरायला हवे.

(लेखक जैवतंत्रज्ञान क्षेत्रातील तज्ज्ञ आहेत.)