ভাইরাসের মজার তথ্য ১: মাকড়সার জিন(ডিএনএ) চুরি করলো ভাইরাস

ভাইরাস বিচিত্র এবং বিস্তৃত। ভাইরাস প্রাণীজগতে সকল জীব-জীবাণুকে আক্রমণ করতে পারে। মোট কথা, যার প্রাণ আছে জানা গিয়েছে তার সবার মধ্যেই ভাইরাস আছে। মানুষ, পশু-পাখি, মাছ, অমেরুদণ্ডী, ছত্রাক, প্রোটোজোয়া এমনকি আণুবীক্ষণিক জীবাণু ব্যাকটেরিয়াকেও ভাইরাস আক্রমণ করে। ভাইরাস নিজে কি জীব নাকি জড় তা সহজে বোঝানো কঠিন। ভাইরাস হচ্ছে এমন এক অস্তিত্ব যা নির্দিষ্ট সংক্রমণক্ষম কোষে সংখ্যাবৃদ্ধি (জীবের মতো আচরণ) করে, কিন্তু কোষের বাইরে জড়ের মতো আচরণ করে। তাই বলে জীব আর জড়ের মাঝে ভাইরাসকে রাখাও সমীচিন নয়। এটা নিয়ে কথা না বাড়িয়ে আসল প্রসঙ্গে আসি।
২০১৬ এর অক্টোবরে বিখ্যাত এবং প্রসিদ্ধ বিজ্ঞান জার্নাল নেচারে এক চমৎকার এবং আলোড়ন সৃষ্টিকারী গবেষণা প্রকাশিত হয়। গবেষণার সারাংশ হচ্ছে ভাইরাসে মাকড়সার একটি জিনের ডোমেইন পাওয়া যায়। এটা যারা ভাইরাস নিয়ে পড়াশুনা বা গবেষণা করেন তাদের কাছে নতুন কিছু নয় এই জন্যে যে, অনেক ভাইরাসই আক্রান্ত প্রাণীর ডিএনএ চুরি করে। তবে এই গবেষণা গুরুত্বপূর্ণ এই জন্যে যে, এই ভাইরাস ঐ মাকড়সাকে আক্রমণ করে না বা অন্য অমেরুদণ্ডীকে আক্রমণ করে না (মাকড়সা অমেরুদণ্ডী)। বরং ঐ ভাইরাস ব্যাকটেরিয়াকে আক্রমণ করে। তাহলে, ভাইরাস কিভাবে মাকড়সার জিন চুরি করলো? বিজ্ঞানীরাও জানে না, তবে তারা কিছু সম্ভাবনা ধারণা করেছে। চলুন, শুনি তাহলে চুরির কাহিনী।
শুরুতে ভাইরাসের কিছু বৈশিষ্ট্য বলি। ভাইরাসের কথা বোঝার জন্য কোষ সম্পর্কে জানা জরুরি, কারণ ভাইরাস কোষ দেখে আক্রমণ করে। কোষের সংখ্যার উপর নির্ভর করে প্রাণীকে দুই ভাগে ভাগ করা যায়। ১. বহুকোষী (যেমন: মানুষ) ২. এককোষী (যেমন: ব্যাকটেরিয়া)
আবার কোষ ঝিল্লীবদ্ধ/আবরণীবদ্ধ অঙ্গাণুর উপস্হিতির ভিত্তিতে কোষ দুই প্রকার: ক. প্রকৃত কোষী (ইউক্যারিওটিক) খ. আদি-কোষী (প্রোক্যারিওটিক)
সকল বহুকোষীই প্রকৃত কোষী। কিছু এককোষী প্রাণী আছে যারা প্রকৃত কোষী (যেমন এমিবা/অ্যামিবা, প্যারামেসিয়াম)। অধিকাংশ এককোষী প্রাণীই আদিকোষী। এই আদি এককোষীগুলো প্রধানত ব্যাকটেরিয়া এবং আর্কিয়া। আর্কিয়া হচ্ছে সেই সব এককোষী যারা ব্যাকটেরিয়ার কাছাকাছি (কিন্তু ব্যাকটেরিয়া নয়) কিন্তু তাদের ডিএনএ থেকে প্রোটিন বা আরএনএ তৈরি প্রকৃতকোষীর কাছাকাছি।
ভাইরাস সকল জীবনের শাখায় আক্রমণ করে; অর্থাৎ, ১. প্রকৃত কোষী, ২. ব্যাকটেরিয়া, ৩. আর্কিয়া – সবগুলোতেই। কিন্তু ভাইরাস সাধারণত আক্রান্ত species specific হয়ে থাকে; অর্থাৎ, এক প্রজাতিতে যে ভাইরাস আক্রমণ করে, সেই ভাইরাস অন্য কোনো প্রজাতিতে আক্রমণ করে না। উদাহরণস্বরুপ, যে ভাইরাস মানুষকে আক্রমণ করে, তা গরুকে আক্রমণ করে না। অবশ্য কখনো কখনো ভাইরাস অন্য প্রাণী থেকে মানুষে আসে, তাকে জোনোসিস বলে। এ ব্যাপার পরে অন্য কোনো প্রবন্ধে আলোচনা করবো। তবে এখন পর্যন্ত যা বুঝলাম,  যে ভাইরাস ব্যাকটেরিয়াকে আক্রমণ করে তা প্রকৃত কোষীদের আক্রমণ করে না। আবার, যে ভাইরাস প্রকৃত কোষীদের আক্রমণ করে তা ব্যাকটেরিয়াকে আক্রমণ করে না।
ঘটনা শুরু হয়, যখন ব্যাকটেরিওফাজ ডাব্লিউও নামক ভাইরাসের জিনোম (জীবন রহস্য!) সিকুয়েন্সিং করা হয়; এই ভাইরাসটা ওলবাকিয়া নামের ব্যাকটেরিয়াকে আক্রমণ করে। জিনোম সিকুয়েন্সিং মানে একটি প্রাণীর ডিএনএতে কী কী আছে তা জানা। জিনোম সিকুয়েন্সিং থেকে ঐ প্রাণী অন্য কোনো প্রাণীর সাথে কতটুকু সম্পর্কিত জানা যায়। ব্যাক্টেরিওফাজ ডাব্লিউও এর জিনোম সিকুয়েন্সিং এ গবেষকরা দেখতে পান ভাইরাসের ডিএনএ একটি মাকড়সা এর বিষ/টক্সিন এর জিনের ডোমেইন রয়েছে।
ব্লাক উইডো মাকড়সা:

চিত্র ১: পশ্চিমীয় ব্লাক উইডো মাকড়সা (Western Black Widow (Latrodectus hesperus)). ছবি: উইকিপিডিয়া অবলম্বনে

মাকড়সাটির নাম ব্লাক উইডো বা কালো-বিধবা (চিত্র-১)। এর নামকরণ এমন, কারণ মিলনের পর স্ত্রী মাকড়সা পুরুষ মাকড়সাকে খেয়ে ফেলে। এদের কামড় ভয়ানক কারণ, এদের কামড়ে বিষ শরীরে ঢুকে। বিষের নাম ল্যাট্রোটক্সিন। এই বিষে বমি, ব্যাথা, পেশী শক্ত হয়ে যাওয়া, ঘাম হওয়া দেখা যায়। স্ত্রী মাকড়সা বেশি ভয়ংকর, কারণ এরা আকারে বড় এবং এদের দেহে বড় বিষের থলি থাকে (স্ত্রী মাকড়সা মানুষের জন্য ভয়ানক)। বিশ্বে প্রায় সব জায়গায় এদের দেখা যায়। এদের কালো বা গাঢ় বাদামী শরীরে সুন্দর গাঢ় লাল ছোপ থাকে। সাধারণত এরা আটকাতে গেলে চুপ থাকে বা মরার ভান ধরে তবে কিছু কিছু প্রজাতি অত্যন্ত আক্রমণপ্রবণ হয় (উইকিপিডিয়া অবলম্বনে-বিস্তারিত পড়তে এখানে ক্লিক করুন)। মাকড়সার গল্প আরেকদিন বলা যাবে। মোদ্দাকথা হলো, এই মাকড়সায় যে বিষ/টক্সিন থাকে তার জিনের ডোমেইন ঐ ভাইরাসে পাওয়া যায়।
ওলবাকিয়া ব্যাকটেরিয়া:

চিত্র ২ঃ ওলবাকিয়া ব্যাকটেরিয়া

এবার, আসি ব্যাকটেরিয়ার কথায়। কারণ, ওলবাকিয়া ব্যাকটেরিয়া সম্পর্কে একটু জানতে পারলে কীভাবে ভাইরাস জিন চুরি করলো তা বুঝতে পারবেন। ওলবাকিয়া হচ্ছে একটি ব্যাকটেরিয়া যা আর্থোপোডা পর্বের (যেমন মশা, মাকড়সা, তেলাপোকা, প্রজাপতি, মৌমাছি, কাকড়া-বিছা, চিংড়ি, কাকড়া ইত্যাদি) এবং কিছু নেমাটোড পর্বের (কিছু কৃমি এই পর্বের সদস্য) প্রজাতিকে সংক্রমণ করে। এই ব্যাকটেরিয়ার সাথে সংক্রমিত প্রাণী (হোস্ট) এর সম্পর্ক জটিল এবং অনেক ক্ষেত্রে মিথোজীবিতা/পাশাপাশি বন্ধুত্বপূর্ণ সহাবস্হান (সিমবায়োসিস) হতে পারে। কিছু কিছু প্রাণীর ক্ষেত্রে এই ব্যাকটেরিয়া প্রজনন এমনকি বেঁচে থাকাতেও সহায়তা করে।  (বিস্তারিত পড়তে উইকিপিডিয়া লিংক : এখানে ক্লিক করুন)
ব্যাকটেরিওফাজ ডাব্লিউও:

চিত্র ৩: একটি ব্যাকটেরিওফাজ। (ছবি: উইকিপিডিয়া অবলম্বনে)

ব্যাকটেরিওফাজ মানে যে ভাইরাস ব্যাকটেরিয়াকে সংক্রমণ করে এবং ব্যাকটেরিয়ার ভিতরে সংখ্যাবৃদ্ধি করে। এর সাধারণত একটি মাথা, লেজ ও বেসপ্লেট থাকে। মাঝে মাঝে কিছু স্পাইক বা কাটার মতো কিছু অংশ থাকে যা অনেক পায়ের মত দেয়ায়। কারো কারো কলার থাকে। আমার কাছে মাকড়সা মেশিনের মতো লাগে দেখতে। এদের মাথায় ডিএনএ থাকে। পুরো দেহই প্রোটিনের আবরণ দিয়ে তৈরি। ব্যাকটেরিওফাজ কখনো কোনো প্রকৃত কোষীকে আক্রমণ বা সংক্রমণ করতে পারে না। এর কারণ হচ্ছে, প্রকৃতকোষীকে আক্রমণ বা সংক্রমণ করার ব্যবস্হা এতে নেই। ব্যাকটেরিওফাজ ডাব্লিউও হচ্ছে ওলবাকিয়া ব্যাকটেরিয়াকে আক্রমণ/সংক্রমণকারী ভাইরাস। (উইকিপিডিয়া অবলম্বনে)
ব্যাক্টেরিওফাজে প্রকৃতকোষীর জিনের সিটিডি (কার্বোক্সি টার্মিনাল ডোমেইন) প্রাপ্তি:
ব্যাক্টেরিওফাজের পুরো জিনোম সিকুয়েন্সিং করে ইএএম(ইউক্যারিওটিক এসোসিয়েশান মডিউল) বের করা হয়। ইউক্যারিওটিক এসোসিয়েশান মডিউল হচ্ছে গবেষক দ্বারা নামকৃত জিনোমের ঐ অংশ যার মধ্যে তারা প্রকৃতকোষীদের জিনের সাথে মিল খুঁজে পেয়েছে। তারপর পুরো জিনোম উল্টো করে ওলাবাকিয়ার জিনোমে প্রবেশ করানো হয় (এটাকে প্রোফাজ বলে)। ব্যাকটেরিওফাজ যে ব্যাকটেরিয়ার জিনোমে নিজের জিনোম প্রবেশ করানোর ক্ষমতা রাখে কিনা তা প্রমাণ করা জন্য। এটা প্রমাণ করে যে, যে জিনোম ব্যাকটেরিয়াতে প্রবেশ করানো হয়েছে তা ব্যাকটেরিয়ার জিনোম থেকে বের হয়ে নিজে ভাইরাস(ব্যাকটেরিওফাজ) তৈরি ক্ষমতা রাখে।

চিত্র ৪: ব্যাকটেরিওফাজের ইউক্যারিয়োটিক এসোসিয়েশান মডিউলে, প্রকৃতকোষী বনাম ব্যাকটেরিয়ার সাথে মিলের তুলনা। (ছবি: গবেষণা পত্র থেকে সংগৃহীত)

তারপর, জিনোম বিশ্লেষণ করে দেখা যায় ব্যাক্টেরিওফাজের জিনোমে ১৭ টি প্রোটিন ডোমেইন এবং ব্যাকটেরিয়ার ক্রোমোজোমে মাত্র দুটি প্রোটিন ডোমেইন পাওয়া যায়- এই প্রোটিন ডোমেইনগুলো হচ্ছে প্রকৃতকোষীদের। খেয়াল করুন, এই খানে জিনোম বিশ্লেষণ করা হয়েছে শুধু ভাইরাস আর ব্যাকটেরিয়ার। এইখানে প্রকৃতকোষীদের সাথে মিল আসতে পারার সম্ভাবনা বেশি থাকার কথা ব্যাকটেরিয়ার জিনোমে। কারণ, ওলবাকিয়া ব্যাকটেরিয়া প্রকৃতকোষীদের আক্রমণ করে। চিত্রে(চিত্র ৪- উপরের অংশে) দেখতে পাচ্ছেন ব্যাকটেরিওফাজের জিনোমে ল্যাট্রোটক্সিন এর সিটিডি (আটটি) অবস্হিত। এই ল্যাট্রোটক্সিন হচ্ছে ব্লাক উইডো মাকড়ার তৈরি করা একটি বিষ যার জন্য সে ভয়ানক। কথা হলো, এই জিন ব্যাকটেরিওফাজে কী করছে? কারণ, ব্যাকটেরিওফাজ মাকড়সাকে আক্রমণ করে না। যারা ভাইরাস/ব্যাকটেরিয়া নিয়ে জানেন, তারা জানেন যে ব্যাকটেরিয়া বা ভাইরাস নিজেদের জিনোমে কোন অনর্থক কিছু রাখে না, অনর্থক কিছু রাখা তাদের নিজের অস্তিত্বের জন্য হুমকিস্বরূপ।

চিত্র ৫: ব্যাকটেরিওফাজের জিনোমে খুঁজে পাওয়া ল্যাট্রোটক্সিন এর সিটিডি এর ফাইলোজেনি বিশ্লেষণ। (ছবি: গবেষণা পত্র থেকে সংগৃহিত)

এখন, এই বিষের প্রোটিন সিকুয়েন্স দিয়ে যখন গবেষকরা বের করতে চাইলেন কোন প্রজাতির মাকড়সার বিষের সাথে বেশি মিল, তারা পেলেন যেসব ব্লাক উইডো মাকড়সা অমেরুদণ্ডীদের আক্রমণ করে, ঐসব মাকড়সার বিষের সাথে সবচেয়ে বেশি মিল। এখন ওলবাকিয়া ব্যাকটেরিয়ার অমেরুদনণ্ডী (আর্থ্রোপোডা ও নেমাটোড) এ সংক্রমণ করতে পারে। এর মানে বোঝায়, এই জিনের অংশ ব্যাকটেরিওফাজ পেয়েছে অমেরুদণ্ডী প্রাণীর কোনো এক ঘটনা থেকে যেখানে ডিএনএ বিনিময় এর ঘটনা ঘটেছে।

গবেষকরা ঐ ইউক্যারিওটিক এসোসিয়াশান ডোমেইনে আর কিছু প্রোটিনের সম্পর্ক বের করেন, একটি প্রোটিন মৌমাছির প্রোটিনের সাথে মিল পান। সহজ ভাষায় বলতে, গবেষকরা খুঁজে পান একটি ভাইরাস জীবনের দুটি ভিন্ন শাখায় নিজের অবস্হান সমন্বয় করেছে যা বিবর্তন এবং ভাইরাসের জীবনের বিভিন্ন শাখায় বিস্তৃতি বুঝতে সাহায্য করবে।

কিভাবে ব্যাকটেরিওফাজ জিন চুরি করলো?

গবেষকরা নিজেরাও একই প্রশ্নের উত্তর খোঁজছেন। তারা কিছু সম্ভাব্য উপায় বলেছেন, এক হতে পারে ব্যাকটেরিওফাজ থেকে জিন প্রকৃতকোষীদের কাছে গিয়েছে বা প্রকৃতকোষীদের কাছ থেকে ব্যাকটেরিওফাজ চুরি করেছে। দ্বিতীয় প্রস্তাবনায়, ওলবাকিয়া ও প্রকৃতকোষীদের মধ্যে জিনের আদান-প্রদান হয় এবং পরে ওলবাকিয়া কিছু ডিএনএ হারিয়ে ফেলে। ব্যাকটেরিওফাজ যখন ওলবাকিয়াকে আক্রমণ করে তখন সংখ্যাবৃদ্ধির সাধারণ নিয়মে ওলবাকিয়ার জিনোমে নিজের জিনোম সংযোজন করে বের হয়ে আসার সময় জিনের অংশটি নিয়ে আসে। অথবা এমন হতে পারে প্রকৃতকোষী ও মধ্যবর্তী অন্য কোন প্রজাতির(অজানা) মধ্যে ডিএনএ আদান-প্রদান হয় এবং তারপরে ওলবাকিয়ায়, এরপরে ব্যাকটেরিওফাজে বা সরাসরি ব্যাকটেরিওফাজে আসে।

চুরি করা জিনে ব্যাকটেরিওফাজে কী করছে বা ব্যাকটেরিওফাজের লাভ কী?

চিত্র ৬: গবেষকদের প্রস্তাবিত ব্যাকটেরিওফাজ কর্তৃক প্রকৃতকোষী জিন চুরির সম্ভাব্য উপায়। (ছবি: গবেষণা পত্র থেকে সংগৃহীত)

প্রকৃতকোষীদের সংক্রমণকারী ভাইরাস দ্বারা জিন চুরি নতুন কিছু নয়। ভাইরাসের এই জিন চুরিতে তাদের কিছু সুবিধা আছে। যেমন পালানোতে বা লুকিয়ে থাকা বা রোগ-প্রতিরক্ষার বিরুদ্ধে প্রতিঘাতে ভাইরাস সুবিধা পায়। কিছু কিছু আদি বড় ভাইরাস (যেমন মিমিভাইরাস) জীবনের সকল শাখা থেকে জিন নিবার তথ্য রয়েছে। ব্যাকটেরিওফাজ সাধারণত ব্যাকটেরিয়াতে বিভিন্ন বিষ বা সালোকসংশ্লেষণের বা রঙের জিন পাচার করে। কলেরা রোগের ব্যাকটেরিয়া এভাবে ব্যাকটেরিয়াওফাজ(ভিব্রিওফাজ) থেকে কলেরা টক্সিন নিয়ে কলেরা রোগ বাধায় (বাংলাদেশী বিজ্ঞানী এস. এম. ফারুকের গবেষণা-পড়তে চাইলে এখানে ক্লিক করুন)। গবেষকরা ধারণা করছেন, ব্যাকটেরিওফাজ ডাব্লিউ ও সম্ভবত ওলবাকিয়া প্রোফাজ অবস্হায় ব্যাকটেরিয়ায় প্রকৃতকোষীদের মতো নিয়ন্ত্রণ নিবার বাসনায় এই জিনগুলি রেখে দিয়েছে, তাতে ব্যাকটেরিওফাজের সংখ্যাবৃদ্ধি সহজ হয়। চেষ্টা করেছি যতটা সম্ভব সহজ ভাবে লিখার। বৈজ্ঞানিক গবেষণাপত্র সহজ ভাষায় লিখা সহজ নয় যেখানে বুঝাই কষ্ট। তারউপ্রে নেচার জার্নালে প্রকাশিত গবেষণাপত্র। আমি ব্যাকটেরিওফাজ নিয়ে অভিজ্ঞ নই। আমি মানুষের কয়েকটি ভাইরাস নিয়ে কাজ করেছি। যতদূর সম্ভব চেষ্টা করেছি ব্যাখ্যা করার। উইকিপিডিয়ার লিংক দিয়েছি সহজে বোঝার জন্য। তবে আসল গবেষণাপত্রে গেলে সকল বৈজ্ঞানিক রেফারেন্স পাবেন। সায়েন্স এলার্টে সহজে লিখা আছে।
সূত্রাবলী/লিংক/রেফারেন্স:
  • ১. আসল গবেষণা পত্র :http://www.nature.com/articles/ncomms13155 (or click here)
  • ২. সহজে লিখা সারাংশ (সায়ন্সে এলার্ট): http://www.sciencealert.com/scientists-have-identified-a-virus-with-dna-stolen-from-a-black-widow-spider (or click here)
  • ৩. ব্লাক উইডো মাকড়া। https://en.wikipedia.org/wiki/Latrodectus
  • ৪. ওলবাকিয়া ব্যাকটেরিয়া। https://en.wikipedia.org/wiki/Wolbachia
  • ৫. ব্যাকটেরিফাজ সম্পর্কে জানুন। https://en.wikipedia.org/wiki/Bacteriophage
  • ৬. বাংলাদেশী বিজ্ঞানী ড. ফারুকের গবেষণা পত্র। https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3545932/
  • ৭. ছবি উইকিপিডিয়া ও গবেষণাপত্র অবলম্বনে।
  • ৮. কাভার ফটো ইন্টারনেট ও নিজ-আইডিয়া সংশোষিত।
পুনশ্চ:
  • ১. সহজভাবে বোঝানোর জন্য সহজ ভাষায় লিখার চেষ্টা করেছি। অনেক সায়েন্টিফিক টার্ম বাদ দিয়েছি। যথাসম্ভব বাংলায় লিখার চেষ্টা করেছি।
  • ২. আরো প্রশ্ন থাকলে কমেন্ট সেকশনে করতে পারেন বা মেসেজ জানাতে পারেন। জানার জন্য কোন লজ্জা বা ভয় থাকা উচিত না।
  • ৩. বড় পোষ্টের জন্য দু:খিত।
  • ৪. ভুল-ত্রুটি কমেন্টে উল্লেখ করলে খুবই খুশি হবো।
  • ৫. ব্যকরণগত ত্রুটি এবং ভুল শব্দের প্রয়োগ থাকতে পারে।
ধন্যবাদ
মীর মুবাশ্বির খালিদ
গ্রাজুয়েট স্টুডেন্ট, দি জে. ডেভিড গ্লাডস্টোন ইন্সটিটিউট, সান-ফ্রান্সিসকো, ইউনাইটেড স্টেটস অব আমেরিকা।
পিএইচডি ক্যান্ডিডেট, ইরাসমাস মেডিকেল সেন্টার, দি নেদারল্যান্ডস।

Comments

mirmkhlaid

I am actively involved in molecular virology (HIV, Zika Virus, HCV & HBV) and cancer research (HCC). Another focus is 'disease modelling using organoid technology'. background: Genetic Engineering & Biotechnology(BS & MS, DU, Bangladesh); Infection & Immunity (MSc, EUR, Netherlands). Now I am doing my PhD research at Gladstone Institutes (UCSF, USA). If you contact me, I always try to reply as soon as possible, but my responsibilities have more priority.

আপনার আরো পছন্দ হতে পারে...

মন্তব্য বা প্রতিক্রিয়া জানান

সবার আগে মন্তব্য করুন!

জানান আমাকে যখন আসবে -
avatar
wpDiscuz