കോശങ്ങളാണ് ജീവന്റെ അടിസ്ഥാനഘടകങ്ങളെന്ന് നാം പഠിച്ചിട്ടുണ്ട്. നമ്മുടെ ശരീരത്തിലെ ഓരോ കോശങ്ങള്‍ക്കും വ്യത്യസ്ത ധര്‍മമാണുള്ളത്. കോശത്തിലെ ന്യൂക്ലിയസിനുള്ളില്‍ എഴുതിച്ചേര്‍ത്ത പട്ടികയില്‍ ഓരോ കോശത്തിന്റേയും ധര്‍മത്തെക്കുറിച്ച് പ്രതിപാദിച്ചിട്ടുണ്ടാകും.

ഈ പട്ടികയെ നമുക്ക് ഡി.എന്‍.എ എന്നു വിളിക്കാം. അതായത് ജീവികളുടെ വളര്‍ച്ചയും ഘടനയും അടങ്ങിയ ജനിതക വിവരങ്ങള്‍ എഴുതപ്പെട്ട ന്യൂക്ലിക് അമ്ലമാണ് ഡി.എന്‍.എ.

ജനിതക വിവരങ്ങള്‍ ദീര്‍ഘകാലത്തേക്ക് സംരക്ഷിക്കുന്ന ദൗത്യം ഡി.എന്‍.എയ്ക്കാണ്. ജീവജാലങ്ങളുടെ സ്വഭാവരീതികള്‍ നിയന്ത്രണ നിര്‍ണയവിധേയമാക്കുന്ന ജീനുകള്‍ ഡി.എന്‍.എയിലാണ് സ്ഥിതിചെയ്യുന്നത്. 

ഡി.എന്‍.എയുടെ പ്രത്യേക ഭാഗങ്ങളാണ് ജീനുകളായി പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നത്. നമ്മുടെ ശരീരത്തിലെ ഡി.എന്‍.എയിലൂടെയാണ് തലമുറകളിലേക്ക് ജനിതകവിവരങ്ങള്‍ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നത്. 1953ല്‍ ജയിംസ് വാട്‌സനും ഫ്രാന്‍സിസ് ക്രിക്കും ചേര്‍ന്ന് നടത്തിയ പഠനങ്ങള്‍ക്കിടയിലാണ് ഡി.എന്‍.എ ഘടനയെക്കുറിച്ചുള്ള പ്രാഥമിക സൂചനകള്‍ ഉരുത്തിരിഞ്ഞു വന്നത്. 2006 ല്‍ മനുഷ്യ ഡി.എന്‍.എയുടെ സവിശേഷകള്‍ ശാസ്ത്ര ലോകത്തിന് പൂര്‍ണമായും ലഭ്യമായി. മനുഷ്യ ശരീരത്തിലെ ഓരോ കോശത്തിലും ജീനുകള്‍ അടങ്ങിയ 46 ക്രോമസോമുകള്‍ ഉണ്ടാകും. ഇവയില്‍ 23 എണ്ണം പിതാവില്‍ നിന്നും 23 എണ്ണം മാതാവില്‍ നിന്നും ലഭിക്കും. ജീനുകള്‍ ഓരോ വ്യക്തിയുടേയും പാരമ്പര്യസ്വഭാവങ്ങള്‍ നിയന്ത്രിക്കുകയും ഒരു തലമുറയില്‍നിന്നും മറ്റൊരു തലമുറയിലേക്ക് പാരമ്പര്യ സ്വഭാവങ്ങളെ കൈമാറ്റം ചെയ്യുന്ന ഭൗതിക വസ്തുക്കളായി പ്രവര്‍ത്തിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. 

നിരവധി ന്യൂക്ലിയോറ്റൈഡ് തന്മാത്രകള്‍ കൊണ്ടാണ് ഡി.എന്‍.എ. നിര്‍മിച്ചിട്ടുള്ളത്. ഓരോ ന്യൂക്ലിയോ ടൈഡിലും മൂന്നുതരം രാസപദാര്‍ഥങ്ങള്‍ അടങ്ങിയിരിക്കും. അവ ഡിഓക്‌സി റൈബോ എന്ന പേരിലാണ് അറിയപ്പെടുന്നത്.

 

 

നമ്മുടെ ശരീരത്തിലെ  ക്രോമസോമുകളുടെ എണ്ണം സാധാരണയായി ഇരുപത്തി മൂന്ന് ജോഡിയാണെന്ന് പറഞ്ഞല്ലോ. ഇവയെ ഡിപ്ലോയ്ഡ് എന്നു വിളിക്കാം. ഇരുപത്തി മൂന്ന് ജോഡികള്‍ക്ക് പകരം ക്രോമസോമുകളിലുണ്ടാകുന്ന ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകളെ അനുപ്ലോയിഡ് എന്നാണു വിളിക്കുക. ഇവ പലപ്പോഴും ഓട്ടോസോമിന്റേയോ ലിംഗ ക്രോമസോമിന്റേയോ കുറവു കൊണ്ടാണ് രൂപപ്പെടുന്നത്. ക്രോമസോം ജോഡികളിലുണ്ടാകുന്ന വ്യതിയാനമാണ് ജനിതക രോഗങ്ങള്‍ക്കു കാരണമാകുന്നത്. അതായത് ജീനുകളുടെ ഘടന, അനുപാതം എന്നിവയില്‍ മാറ്റമുണ്ടാകുകയോ സാഹചര്യങ്ങള്‍ക്കനുസൃതമായി ജീന്‍ ഉല്‍പ്പരിവര്‍ത്തനം സംഭവിക്കുമ്പോഴോ ആണ് ജനിതക രോഗങ്ങളുണ്ടാകുന്നത്. പാരമ്പര്യമായി തലമുറയില്‍ നിന്ന് തലമുറയിലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ഈ രോഗത്തിന് ചികിത്സയില്ലെന്നായിരുന്നു  ആദ്യകാലത്ത് കരുതിയിരുന്നത്. പാരമ്പര്യ രോഗങ്ങള്‍ വഹിക്കുന്ന ജീനുകളുടെ ജനിതകഘടനയില്‍നിന്ന് രോഗകാരിയായ ജീനുകളെ മാറ്റാനും അതോടൊപ്പം രോഗമാറ്റം വരുത്തപ്പെട്ട  ട്രാന്‍സ്ജീനുകളെ കൂട്ടിച്ചേര്‍ത്ത് രോഗത്തെ തടയാനും ഈ ചികിത്സാ രീതി കൊണ്ട് സാധിക്കും. 

ഒരു തലമുറയില്‍നിന്നു മറ്റൊരു തലമുറയിലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ജനിതകരോഗങ്ങളുടെ ചികിത്സയാണ് ജീന്‍ തെറാപ്പിയില്‍ നടത്തുന്നത്. രോഗകാരിയായ ജീന്‍ വേര്‍തിരിച്ച്  റിപ്പയര്‍ നടത്തുകയോ ജീന്‍ മാറ്റിവയ്ക്കുകയോ ചെയ്താണ് രോഗം ഭേദമാക്കുന്നത്. അമ്പതുകളില്‍  ഡി.എന്‍.എയുടെ ഘടന കണ്ടെത്തിയെങ്കിലും പിന്നീട് രണ്ട് ദശകങ്ങള്‍ക്കു ശേഷമാണ് മനുഷ്യരിലെ ജീന്‍ തെറാപ്പിയെക്കുറിച്ച് വ്യക്തമായ പഠനം നടത്തുന്നത്. ഡി.എന്‍.എ ഭാഗങ്ങളെ എന്‍സൈമുകളുപയോഗിച്ച് മുറിച്ചുമാറ്റുകയും കൂട്ടിച്ചേര്‍ക്കുകയും ചെയ്യാമെന്ന കണ്ടെത്തല്‍ ജനിതക ശാസ്ത്രത്തിന് പുതിയ അറിവായിരുന്നു. 

 

1990 സെപ്റ്റംബറില്‍ അമേരിക്കയിലെ നാഷണല്‍ ഇന്‍സ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ്  ഹെല്‍ത്തില്‍വച്ച്  വില്യം ഫ്രഞ്ച് ആന്‍ഡേഴ്‌സന്റെ നേതൃത്വത്തില്‍ ജനിതക രോഗം മൂലം ദുരിതമനുഭവിക്കുന്ന അഷാന്തി ഡിസില്‍വയെന്ന നാലു വയസുകാരിയില്‍ ജീന്‍ തെറാപ്പി വിജയകരമായി പരീക്ഷിച്ചതോടെയാണ് ജീന്‍ തെറാപ്പിയുടെ സാധ്യതകളെക്കുറിച്ച് ചിന്തിച്ച് തുടങ്ങിയത്.

ജീന്‍ തെറാപ്പി വിജയിക്കണമെങ്കില്‍ ജീന്‍ വിക്ഷേപണം വിജയകരമാകണം. രോഗബാധിതരുടെ കോശങ്ങളില്‍ പുതിയ ജീനിനെ വിക്ഷേപിക്കാന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന വസ്തുക്കളാണ് ജീന്‍ വാഹകര്‍. ചികിത്സയ്ക്കാവശ്യമായ ജീനിനെ ശരീരത്തില്‍ കടത്തി ചികിത്സാഭാഗത്തേക്കെത്തിക്കുന്ന വസ്തുക്കളാണിവ. ഉപദ്രവകാരിയല്ലാത്ത വൈറസുകളേയോ വൈറസിതര വസ്തുക്കളേയോ ജീന്‍ വാഹകരാക്കാം. 

 

ജീന്‍ തെറാപ്പിയിലെ ആദ്യത്തെ ജീന്‍ വാഹകരാണ് റിട്രോവൈറസുകള്‍. അഡിനോ വൈറസുകള്‍, ഹീമോഫീലിയ പോലുള്ള അസുഖങ്ങള്‍ക്ക് ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്ന അഡിനോ അസോസിയേറ്റ് വൈറസുകള്‍, ഹെര്‍പിസ് സിംപ്ലക്‌സ് വൈറസുകള്‍ തുടങ്ങിയവയും ജീന്‍ വാഹകരില്‍പ്പെടും.

 

 

ജനിതക രോഗങ്ങള്‍ ക്രോമസോമുകളിലെ വ്യതിയാനഫലമായാണുണ്ടാകുന്നതെന്ന് പഠിച്ചല്ലോ. ത്വക്കിലെ കാന്‍സറിന് കാരണമായി പറയുന്നത് ക്രോമസോം നമ്പര്‍ ഒമ്പതിലെ ജീനില്‍ സംഭവിക്കുന്ന വ്യതിയാനമാണ്. ക്രോമസോം നമ്പര്‍ പതിനൊന്നിലെ ജീനിനുണ്ടാകുന്ന വ്യതിയാനം സിക്കിള്‍ സെല്‍ അനീമിയക്കും ക്രോമസോം നമ്പര്‍ പതിനാലിലെ ജീനിനുണ്ടാകുന്ന വ്യതിയാനം അല്‍ഷിമേഴ്‌സിനും കാരണമാകുമെന്ന് ശാസ്ത്ര ലോകം കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്.

ജനിതക രോഗങ്ങളെ ചെറുക്കാനുള്ള ജീന്‍ തെറാപ്പിയില്‍ രോഗകാരികളായ ജീനുകളെ മുറിച്ചു മാറ്റി പുതിയ ജീനുകളെകൂട്ടിച്ചേര്‍ക്കുകയാണ്  ചെയ്യുന്നത്. ജീനുകളെ മുറിച്ചുമാറ്റാന്‍ റെസ്ട്രിക്ഷന്‍ എന്‍ഡോ ന്യൂക്ലിയേസ് എന്ന ജനിതക കത്രികയാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ഇങ്ങനെ മുറിച്ചു മാറ്റിയ ജീനുകള്‍ക്കു പകരം മറ്റൊരു ജീന്‍ കൂട്ടിച്ചേര്‍ക്കണമെങ്കില്‍ ലിഗേസ് എന്ന എന്‍സൈം ആവശ്യമായി വരും. ജനിതക പശ എന്നാണ് ഇവയെ വിളിക്കുന്നത്. ചൈനയില്‍ ജീന്‍ എഡിറ്റിങ്ങിലൂടെ എച്ച്.ഐ.വി പ്രതിരോധ ശേഷിയുള്ള കുട്ടികളെ വാര്‍ത്തെടുത്തതായുള്ള റിപ്പോര്‍ട്ടുകള്‍ ഇടം പിടിച്ചിരുന്നു.

 

ജീനുകളെ മുറിച്ചു മാറ്റുന്ന കത്രികയെക്കുറിച്ച് പറഞ്ഞല്ലോ. ഇവയിലെ ഏറ്റവും കാര്യക്ഷമതയുള്ള കത്രികയായാണ് ക്രിസ്പര്‍ കാസ് 9. ക്ലസ്റ്റേഡ് റഗുലേര്‍ലി ഇന്റര്‍ സ്‌പേസ്ഡ്  ഷോര്‍ട്ട് പാലിന്‍ഡ്രോമിക് റിപ്പീറ്റ്‌സ് (Clustered regul-arly interspaced short palindromic repeats) എന്നാണ് ക്രിസ്പറിന്റെ പൂര്‍ണരൂപം. ഒരു എന്‍സൈമും (കാസ് 9) ഗൈഡഡ് (എന്‍സൈമിനെ ലക്ഷ്യ സ്ഥാനത്തെത്തിക്കാന്‍ സഹായിക്കുന്ന വഴികാട്ടി) ആര്‍.എന്‍.എയും അടങ്ങിയതാണ് ഈ കത്രിക. 

സ്‌ട്രെപ്‌റ്റോകോക്കസ് പയോജന്‍സ് (tsreptococcus pyogenes)  ബാക്റ്റീരിയകളെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനത്തിനിടയിലാണ് ആ ബാക്ടീരിയകള്‍ വൈറസ് ബാധയേല്‍ക്കാതിരിക്കാന്‍ പ്രയോഗിക്കുന്ന വിദ്യ ഇമ്മാനുവെല്ലെ ഷാര്‍പെന്റിയര്‍ മനസിലാക്കിയത്. വൈറസുകളുടെ ഡി.എന്‍.എയെ തകര്‍ത്ത് നേടുന്ന ഈ പ്രതിരോധ സംവിധാനത്തെക്കുറിച്ച് പഠിച്ചപ്പോഴാണ് ക്രിസ്പര്‍ കാസ് 9 ലേക്ക് വഴി തുറന്നത്. ബാക്ടീരിയകളില്‍ പ്രവര്‍ത്തന ക്ഷമമായ ക്രിസ്പര്‍ കാസ് 9 എന്ന ജനിത കത്രികയ്ക്ക് വൈറസിന്റെ ഡി.എന്‍.എയെ  തിരിച്ചറിയാന്‍ സാധിക്കുന്നുണ്ട് എന്ന കണ്ടെത്തല്‍ വിവിധ പരീക്ഷങ്ങളിലൂടെ ജെന്നിഫര്‍ ഡൗഡ്‌നയുമായി ചേര്‍ന്ന് നടത്തിയതോടെ ശാസ്ത്ര ലോകത്തിന് ഒരു നവീന സാങ്കേതിക വിദ്യ സ്വന്തമായി.

ബാക്ടീരിയകള്‍ ഇങ്ങനെ തിരിച്ചറിയുന്ന വിവരങ്ങള്‍ സൂക്ഷിച്ചുവയ്ക്കുകയും പിന്നീട് ആ വൈറസുകളുടെ ആക്രമണമുണ്ടായാല്‍ അവയെ സ്വാഭാവികമായി നശിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ക്രിസ്പര്‍ ജീനുകള്‍ നിര്‍മിക്കുന്ന ആര്‍.എന്‍.എ, കാസ് 9 എന്‍സൈമിന്റെ വഴികാട്ടിയായി പ്രവര്‍ത്തിച്ചാണ് ഇത് നടപ്പിലാക്കുന്നത്.