जयंत भालचंद्र उदगावकर – पार्किन्सनवरील उपचाराच्या शोधात

प्रा. जयंत उदगावकर प्रथिन संरचनेतील बिघाडासंबंधात संशोधन करत आहेत. त्याची मदत अल्झायमर, पार्किन्सन अशा आजारांवरील उपचारात होणार आहे. प्रा. उदगावकर सध्या पुण्याच्या ‘आयसर’चे संचालक आहेत. जयंत भालचंद्र उदगावकर यांचा जन्म 22 मार्च 1960 या दिवशी मुंबईत झाला. त्यांचे शालेय शिक्षण मुंबईच्या सेंट मेरी हायस्कूल येथे झाले तर रसायनशास्त्रातील पदवीचे शिक्षण मुंबईतील सेंट झेवियर्स कॉलेजात झाले. त्यांनी रसायनशास्त्रात प्रथम क्रमांक मिळवल्याने त्यांना मुंबई विद्यापीठाचे सुवर्ण पदक मिळाले. त्यांनी चेन्नई आयआयटीमधून एम एससी मिळवल्यावर अमेरिकेतील कॉर्नेल विद्यापीठातून जीवरसायनशास्त्रात 1986 साली पीएच डी केली. त्यांनी स्टॅनफर्ड विद्यापीठात पोस्टडॉक्टरल फेलोशिप मिळवल्यावर प्रथिन आकार संरचना (Protein folding) या क्षेत्रात संशोधन केले. ते परदेशात न थांबता भारतात परत आले आणि ‘टाटा इन्स्टिट्यूट ऑफ फंडामेंटल रिसर्च’ (टीआयएफआर) च्या बंगलोर येथील ‘नॅशनल सेंटर फॉर बॉयालॉजिकल सायन्सेस’ येथे रीडर म्हणून रुजू झाले. तेथेच त्यांना सहप्राध्यापक, प्राध्यापक व विभागप्रमुख होण्याची संधी मिळाली. त्यांच्यावर त्या संशोधन केंद्र प्रमुखपदाची जबाबदारी 1997 साली सोपवण्यात आली. ते पुण्याच्या इंडियन इन्स्टिट्यूट ऑफ सायन्स एज्युकेशन अँड रिसर्च (आयसर) या संस्थेचे संचालक म्हणून 1 नोव्हेंबर 2017 पासून कार्यरत आहेत.

उदगावकर यांनी प्रोटिन फोल्डिंग या विषयावर संशोधन केले. जीवविज्ञानातील कुतूहलजन्य घटना म्हणजे हजारो प्रथिने प्रत्येक क्षणाला स्वत:च स्वत:चा विशिष्ट आकार धारण करतात. तो आकार म्हणजे त्यांच्या कार्याची गुरुकिल्ली ठरते. नवीन अमिनो आम्लांची साखळी वाकते, स्वत:भोवती गुंडाळली जाते तर वलयरूप घेऊन पिळवटते, स्वत:तच कोसळते आणि शेवटी, स्वत:चा अंतिम आकार साकारते. ती पुनर्रचना अमिनो आम्लातील रासायनिक आकर्षणामुळे होते. डीएनए ज्या तऱ्हेने अमिनो आम्लांची गणिती अचूकतेने क्रमवारी लावतो ती प्रक्रिया गुंतागुंतीची तर आहेच, परंतु त्या प्रक्रियेत अमिनो आम्लांच्या दुमडण्यास दिशा देण्याचे काम रासायनिक दाब करतो आणि त्याविषयी शास्त्रीय जगतात फारसे ज्ञान नाही. त्या विषयावरच उदगावकर आणि त्यांचा संशोधक गट यांनी लक्ष केंद्रित केले आहे.

प्रथिनांच्या रचनेचा अपेक्षित नमुना हा शास्त्रातील ‘होलिएस्ट ग्रेल’ समजला जातो. त्याच्यामुळे जीवआयुर्विज्ञानात अविश्वसनीय फायदे मिळण्याची अपेक्षा आहे आणि म्हणूनच, उदगावकर यांच्या प्रयोगशाळेत त्या विषयावर संशोधन करण्यात येत आहे. प्रथिनांच्या रचनेत घडणाऱ्या खरोखरीच्या घटनांच्या निरीक्षणावर आधारित प्रथिनांचे दुमडणे, उलगडणे, अर्धवट दुमडणे हे जे चक्षुर्वैसत्यम घडते, त्यानुसार गणनविधीवर आधारित पूरक प्रतिकृतीजवळ जाण्याचा खरा मार्ग संशोधन प्रयोगशाळेत शोधला जातो.

उदगावकर आणि त्यांचा गट अगदी लहान प्रथिने वापरून, जे तंत्रज्ञान नॅनो ते मायक्रोसेकंदात पृथ:करण मापू शकते ते वापरून प्रथिनांचे विशिष्ट आकार घेण्याचे कोडे सोडवण्यासंबंधी प्रश्नांची उकल साधण्याचे प्रयत्न करत आहेत.

जयंतरावांचे वडील प्रा. भा.मा.उदगावकर हे ‘टीआयएफआर’ संस्थेतील भौतिकीशास्त्राचे संशोधक तर आई इतिहासातील पीएच डी झालेल्या. त्या पाटणा आणि मुंबई विद्यापीठांत काही काळ विभागप्रमुख म्हणून कार्यरत होत्या. जयंतरावांच्या पत्नी संगीता या वकील म्हणून कार्यरत आहेत. त्यांचे वडील डॉ. मनोहर इंजिनीयर असून आई सुजाता मनोहर सर्वोच्च न्यायालयात न्यायाधीश होत्या. जयंतरावांना शालेय जीवनापासून टेनिस, फुटबॉल, प्रयोग करणे, संशोधन आणि वाचन यांची आवड आहे. त्यांना विज्ञानातील राज्य आणि केंद्र सरकारच्या अनेक शिष्यवृत्ती शालेय वयातच मिळाल्या. त्यांना स्वयंपाकातील विविध पदार्थ करून पाहण्यात रस आहे. जयंतरावाचा मुलगा बिटस पिलानी येथे तर मुलगी कार्नेजी इंडिया येथे कार्यरत आहेत.

जयंत उदगावकर यांनी केलेले प्रथिन आकार संरचना संशोधन समजण्यासाठी प्रथिन म्हणजे काय ते समजणे आवश्यक आहे. पेशीमध्ये प्रथिने निरोप्या ‘आरएनए’ने आणलेल्या क्रमानुसार रायबोसोममध्ये अमिनो आम्लांची गुंफण होते. एकापुढे एक अशा अमिनो आम्लांच्या साखळीस बहुपेप्टाइड म्हणतात. एका प्रथिनामध्ये एकाहून अधिक बहुपेप्टाइडे असतात. रायबोसोममध्ये जुळलेली बहुपेप्टाइडे बाहेर येतानाच अमिनो आम्लांच्या हायड्रोजन व आयन बंधामुळे बहुपेप्टाइडांची घडी होऊ लागते. पेशीमध्ये जेव्हा लांब अमिनो आम्लांच्या साखळीने बहुपेप्टाइड तयार होते ते यादृच्छिक आकार घेते. बहुपेप्टाइडाचा आकार स्थिर नसतो. पण प्रथिनाचा स्थिर त्रिमिती आकार ही भौतिक क्रिया आहे. बहुपेप्टाइडाची त्रिमिती रचना ही जन्मजात (Native) क्रिया आहे. ती रचना कशी होते हे आधी सांगता येते. प्रथिन आकार संरचना ही चार टप्प्यांत घडणारी क्रिया आहे. पहिला टप्पा म्हणजे रायबोसोममध्ये बहुपेप्टाइड तयार होणे. ती बहुपेप्टाइडे अमिनो आम्ले पेप्टाइड बंधाने परस्परांना जोडलेली असतात. दुसरा टप्पा बहुपेप्टाइडाची घडी होणे. बहुपेप्टाइडाची घडी दोन पद्धतींनी होते. बहुपेप्टाइड अमिनो आम्लाच्या हायड्रोजन बंधामुळे अल्फा आकारात (उजव्या बाजूचे वळण) वळते. त्याचे दुसरे बीटा वळण हे इंग्रजी ‘एस’च्या आकारात होते. त्यासाठी बहुपेप्टाइडाचे NH आणि CO हे बंध कारणीभूत असतात. प्रथिन नेमका त्रिमिती आकार तिसर्‍या टप्प्यात घेते. तो त्रिमिती आकार स्थिर होण्यात अमिनो आम्लांच्या साखळीबाहेर डोकावणार्‍या आयनी बंध, डायसल्फाइड सेतू, हायड्रोजन बंध आणि वॅन डर वॉल्स (van der waals) यांचा समावेश असतो. चौथ्या टप्प्यामध्ये काही किचकट प्रथिनांमध्ये एकाहून अधिक बहुपेप्टाइडे जोडलेली असतात. अशी दोन किंवा अधिक बहुपेप्टाइडे एकत्र येतात (उदाहरणार्थ, हिमोग्लोबिन प्रथिन).

प्रथिनाचे अचूक त्रिमिती स्वरूप त्याच्या कार्याच्या दृष्टीने महत्त्वाचे असते. काही कारणाने अर्धवट आकाराचे तयार झालेले प्रथिन निष्क्रिय असते किंवा त्याची कार्यक्षमता कमी होते. उदाहरणार्थ, सिकल सेल अॅनेमिया (दात्रपेशी रक्तदोष) विकारात बीटाहिमोग्लोबिन रेणूमध्ये उत्परिवर्तनामुळे ग्लुटामिक या अॅमिनो आम्लाऐवजी व्हॅलिन अमिनो आम्लाचा समावेश झालेला असतो. त्यामुळे हिमोग्लोबिन रेणूचा व पर्यायाने तांबड्या पेशीचा आकार कोयत्यासारखा होतो. तशा हिमोग्लोबिनमुळे ऑक्सिजन वाहून नेण्याच्या क्षमतेवर गंभीर परिणाम होतो. तशाच प्रकारचे दुसरे उदाहरण हे विकृत अमिलॉइड बीटा प्रथिनाच्या चेतापेशीभोवती साठत राहण्याने झालेल्या अल्झायमर विकाराचे आहे. शरीरातील बहुतेक अधिहर्षतेचे (अ‍ॅलर्जी) कारण प्रथिनाच्या नेहमीपेक्षा वेगळ्या प्रथिन संरचनेमध्ये आहे. तशा प्रथिनांना प्रतिक्षमता यंत्रणा ओळखू शकत नाही.

अमिनो आम्लांचा अचूक क्रम डीएनए ठरवतो. ती क्रिया गुंतागुंतीची आहे. त्या प्रक्रियेत अमिनो आम्लांच्या रचनेस दिशा देण्याचे कार्य रासायनिक बंधामुळे होते. जयंत उदगावकर नेमक्या त्या भागावर संशोधन करत आहेत. त्यांच्या संशोधनामुळे प्रथिन संरचना विकारावर यश मिळण्याची शक्यता आहे. प्रथिन संरचनेचे संगणक मॉडेल आणि प्रत्यक्ष पेशीमधील प्रथिन संरचना, अशा दोन्ही पद्धतींनी त्यांच्या प्रयोगशाळेत संशोधन चालू आहे.  उदगावकर आणि त्यांचे सहकारी अगदी लहान पेप्टाइडांच्या सहाय्याने प्रथिन संरचना नॅनो मायक्रोसेकंदात कशी होते त्याची उकल करण्याचे प्रयत्न करत आहेत.

उदगावकर यांचे लक्ष्य प्रथिनांच्या पूर्ण/अपूर्ण संरचनेवर असून, त्यांच्या संशोधनानुसार  अर्धवट संरचनेमुळे प्रथिने एकमेकांना चिकटून तंतुमय गुठळ्या तयार होतात. चेतातंतूच्या ऱ्हासामुळे होणारे अल्झायमर, पार्किन्सन यांसारखे रोग प्रथिनांच्या अपूर्ण संरचनेचा  परिणाम आहे. त्यातून  पार्किन्सन, अल्झायमर यासारखे रोग कसे  होतात हे शोधण्याचेही काम जयंत उदगावकर आणि त्यांचे सहकारी करत आहेत.

जयंत उदगावकर यांचे एकशेपन्नासहून अधिक शोधनिबंध राष्ट्रीय आणि आंतरराष्ट्रीय नियतकालिकांत प्रसिद्ध झाले आहेत. त्यांच्या मार्गदर्शनाखाली वीसहून अधिक विद्यार्थ्यांनी एम एससी आणि पीएच डी केले आहे.

जयंत उदगावकर यांना मिळालेल्या उल्लेखनीय पुरस्कारांमध्ये 1. बिर्ला बायोलॉजी पुरस्कार (1996), 2. शांतिस्वरूप भटनागर पुरस्कार (2000), 3. आयआयटीएम डिस्टिंग्विश्ड अॅलाम्नाय पुरस्कार (2011), 4. सीएसआयआर जी.एन. रामचंद्रन सुवर्णपदक (2011) यांचा समावेश आहे.

जयंत उदगावकर, jayant@iiserpune.ac.in, +912025908008

संदर्भ –
Profile on NCBS (PDF) National Centre for Biological Sciences 2016,Retrieved October 15, 2016
Jayant B.Udgaonkar on goggle scholar Author profile goggle scholar 2016,Retrieved October 16, 2016
Editorial office, Oxford Journals 2016,Retrieved October 16, 2016
Jayant Udgaonkar on Research gate Author profile Research gate, 2016, Retrieved October 16, 2016

– मृणालिनी साठे, deepak.sathe@gmail.com (022) 27712296

About Post Author

मृणालिनी साठे

मृणालिनी पुरुषोत्तम साठे या ‘क.जे. सोमय्या विज्ञान आणि वाणिज्य महाविद्यालया’त विज्ञान आणि गणित विषयाच्या शिक्षिका होत्या. त्या ‘मराठी विज्ञान परिषदे’च्या तीस वर्षापासून कार्यकर्त्या आहेत. त्यांनी विज्ञानविषयक लेखन विविध वृत्तपत्रांत, संकल्पनाकोश, विश्वकोश आणि शास्त्रज्ञकोश यांमध्ये केले आहे.
लेखकाचा दूरध्वनी
(022)27712296

See author's posts