Mothers day and Virus

May 10th Mothers day അല്ലെ. പരിണാമചരിത്രത്തിൽ ഏറ്റവും വലിയ മുന്നേറ്റങ്ങളിൽ ഒന്നാണു മാതൃസ്നേഹം. മാതൃസ്നേഹത്തിന്റെ ഏറ്റവും വലിയ പ്രതീകം ആണു അമിഞ്ഞപ്പാൽ.

സസ്തനികളിൽ ഏറ്റവും വലിയ നേട്ടങ്ങളിൽ ഒന്നാണു അമ്മിഞ്ഞപ്പാൽ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ ഉള്ള കഴിവ്‌. വിയർപ്പ്‌ ഗ്രന്ഥികൾ ആണു പിന്നിട്‌ പാൽ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഗ്രന്ഥികൾ ആയത്‌ എന്ന് കാണിക്കുന്നു.

ആദ്യം മുട്ടകളിൽ ഈർപ്പം നിൽനിർത്താൻ ആണു വിയർപ്പിൽ മാറ്റം വന്നത്. സസ്തനികളുടെ പൂർവ്വികർ ഇട്ടിരുന്ന മുട്ടകൾക്ക്‌ സുഷിരങ്ങൾ ഉണ്ടായിരിന്നു. അവ‌ ചൂട്‌ തട്ടിയാൽ കേടായിപോകുമായിരിന്നു.
അത്‌ ഒഴിവാക്കാൻ ആദ്യം മുട്ടകളെ ഈ ദ്രാവകം ഉപകരിച്ചിരിന്നു. ഈ കഴിവു ഉണ്ടായിരുന്ന ജീവികളുടെ മുട്ടകൾക്ക്‌ ചൂട്‌ അതിജീവിക്കാൻ സാധിക്കുകയും അവ എണ്ണത്തിൽ കൂടുകയും ചെയ്തിരിന്നു.

എന്നാൽ ഈർപ്പം ഉള്ളിടത്ത്‌ ബേക്റ്റീരിയ ഉണ്ടാവാൻ സാധ്യത കൂടുതൽ ആണു. അത്‌ ഒഴിവാക്കാൻ ഈ വിയർപ്പിൽ Lysozyme എന്ന antibacterial പ്രോട്ടീൻ ഉണ്ടാകുവാൻ തുടങ്ങി.

[ഓർക്കുക ഒരു പ്രശനത്തിനു കൃത്യമായ ഉത്തരം കണ്ടെത്തുകയല്ല പ്രകൃതി പരിണാമത്തിലൂടെ നേടുന്നത്‌, മറിച്ച്‌ നിരവധി ഉത്തരങ്ങളിൽ നിന്ന് ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ ഉത്തരം ഉള്ള ജനിതകം പ്രകൃതിയിൽ അതിജീവിക്കുകയാണു ചെയ്യുന്നത്‌. ഇവിടെ Lysozyme എന്ന പ്രോട്ടീൻ ആണു നിരവധി ഉത്തരങ്ങളിൽ നിന്ന് പ്രകൃതിയിൽ മുട്ടകളെ അതിജീവിക്കാൻ സഹായിച്ചത്‌.]

എന്നാൽ lysozyme എന്ന പ്രോട്ടീനിൽ ഉണ്ടാകുന്ന ജീനിൽ നിന്ന് അൽപ്പം വ്യത്യാസം ഉണ്ടായാൽ ആണു alpha-lactalbumin എന്ന പ്രോട്ടീൻ ഉണ്ടാകുന്നത്‌. ഈ പ്രൊട്ടീൻ എല്ലാ breast milkൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന പോഷക അംശമാണു. അതായത്‌ ഈ anti bacterial ദ്രാവകം ഉണ്ടാകുന്ന ജനിതക ഭാഗത്തിലെ ചെറിയ ജനിതക വ്യതിയാനം ആണു ഈ അമിഞ്ഞപ്പാലിന്റെ തുടക്കം.

Reference:

https://link.springer.com/article/10.1007/BF02101195

ഈ വ്യതിയാനം സംഭവിച്ചത്‌ മില്ല്യൺസ്‌ വർഷങ്ങൽ മുൻപാണു. ഈ ജനിതക മാറ്റം ആ കഴിവു കിട്ടിയ ജീവികൾക്ക്‌ മുൻതൂക്കം നൽകി.

ഈ anti bacterial കഴിവിനോപ്പം പോഷകം നിറഞ്ഞ ഈ ദ്രാവകം ഒരുമിച്ച്‌ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ സാധിക്കുന്നതായിരിന്നു ഈ ജനിതക വ്യതിയാനം.
പിന്നീട്‌ നിരവധി ചെറിയ പരിണാമങ്ങള്‍ വഴി ഈ കഴിവുകൾ വീണ്ടും വീണ്ടും പരിണമിച്ച്‌ പാലിലെ contents and composition മെല്ലെ മെല്ലെ മാറുകയും കൂടുകയുംചെയ്തു. കൂടാതെ ഈ പാൽ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കെൽപ്പുള്ള പ്രത്യേക ഗ്രന്ഥികൾ പരിണമിച്ചുണ്ടായി എന്നാണ് ഇപ്പൊഴുള്ള hypothesis.

[Apocrine വിയർപ്പ്‌ ഗ്രന്ഥിയിൽ നിന്നും ആകാം എന്നൊരു hypothesis കൂടിയുണ്ട്‌]

ആദ്യം ഉണ്ടായ ഈ കഴിവിൽ പ്രത്യേകിച്ച്‌ ഒരു breast ഉണ്ടായിരുന്നില്ലാ. ഈ ഉദാഹരണം ഇന്നും കാണാം..

Echidna (എക്കിഡ്ണ) എന്ന ജീവികൾ, മുട്ട ഇടുകയും പാൽ ചുരത്തുകയും ചെയ്യും. ഇവ പാൽ ചുരത്തുക വിയർപ്പ്‌ പോലെ ആണു. അവക്ക്‌ പ്രത്യേകിച്ച്‌ nipples പോലുമില്ലാ.

അവയുടെ മുട്ട പോലും ഇവർ ഈ anti-bacterial പാലിൽ Echidna ശരീരത്തിലെ ഉറയിൽ പൊതിഞ്ഞു വെക്കും. മുട്ട വിരിഞ്ഞാൽ ഈ Echidna കുഞ്ഞ്‌ ഈ വിയർപ്പ് പോലെ വരുന്ന പാൽ കുടിക്കും അമ്മയുടെ സഞ്ചിയിൽ ഇരിന്ന്കൊണ്ട്‌. കുഞ്ഞുങ്ങളുടെ പുറത്ത്‌ മുള്ളുകൾ വരുന്നത്‌ വരെ Echidna തന്റെ സഞ്ചിയിൽ വളർത്തും. ബ്രൂഡ്‌ പൗച്ചുകളില്‍ നിന്നാണു മുലയൂട്ടുന്ന ആദ്യ രൂപം ഉണ്ടായത്‌. സസ്തനികളുടെ പൂർവ്വികർ ആയ Synapsids ഇത്‌ കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്.

അടുത്ത പരിണാമ ചരിത്രം അമ്മമാരും കുട്ടിയും ആയുള്ള placenta എന്ന ജീവന്റെ ബന്ധത്തെ കുറിച്ചാണു. അത്‌ നൽകിയതോ, വൈറസ്സുകൾ ആണു.

മിക്ക ജീവികളുടെയും ജനിതകത്തിൽ (മനുഷ്യരുടെ അടക്കം) പല ഭാഗങ്ങളും വൈറസ്സുകളിൽ നിന്നാണു വന്നിട്ടുള്ളത്‌. വൈറസ്സുകൾ ഒരു ഹോസ്റ്റിനെ ആക്രമിച്ചാൽ അത്‌ കോശങ്ങളുടെ അകത്ത്‌ കടന്ന് വൈറസ്സിന്റെ ജനിതകം പകർത്തുവാൻ കൊടുക്കും. ഒരോ പകർപ്പും ഒരോ വൈറസ്സായി കോശത്തിന്റെ പുറത്തേക്ക്‌ വരുന്നു. ചിലപ്പോൾ ഈ വൈറസ്സിന്റെ ജനിതകത്തിന്റെ ചില ഭാഗങ്ങൾ ആ ജീവിയുടെ ജനിതകത്തിൽ കടന്ന് അതിന്റെ ഭാഗമാകുന്നു.

[ എല്ലാ വൈറസ്സുകളും ഇങ്ങനെ അല്ലാ, retrovirus എന്നൊരു വിഭാഗം വൈറസ്സുകൾ ആണു പരിണാമപരമായി ജനിതകം സംഭാവന ചെയ്യുക. ഈ റെറ്റ്രോവൈറസ്സുകൾക്ക്‌ നേരിട്ട്‌ പ്രോട്ടീൻ ഉണ്ടാക്കുവാൻ കഴിവില്ലാ, ആയതിനാൽ DNA യിൽ നിന്ന് RNA ഉണ്ടാക്കി, അതിൽ നിന്ന് Protein ഉണ്ടാക്കുന്നു. അപ്പൊൾ ചില സന്ദർഭങ്ങളിൽ അവയുടെ ജനിതകം ഹോസ്റ്റ്‌ കോശങ്ങളിൽ അകപ്പെട്ട്‌ പോകുന്നു.]

അതിനു ഒരു ഉദാഹരണം ആണു Australiaയിൽ കാണുന്ന Koala (കൊഅല) ഇവയിൽ നാശം വിതച്ചത ഒരു retrovirus ആണു. കൊഅലയുടെ sperm അഥവാ eggൽ ഈ വൈറസ്സ്‌ അക്രമത്തിൽ അതിന്റെ ജനിതകം കൈമാറുന്നു. പിന്നിട്‌ ഈ sperm/egg ഒരു കൊഅല ആകുംബൊൾ അതിന്റെ ജനിതകത്തിൽ ഈ retroviruses ഭാഗങ്ങൽ വരുന്നു.

എന്നാൽ ഈ ജനിതക ഭാഗം activate ആകാത്തിടത്തോളം മാറ്റങ്ങൾ ഒന്നും ഇല്ല.
പക്ഷെ ജനിതകത്തിന്റെ ഈ ഭാഗം activate ആകുംബൊൾ മറ്റു പിൻഗാമികൾക്ക്‌ ഈ മാറ്റങ്ങൾ പ്രകടം ആകും.

ഈ മാറ്റങ്ങൾ ഗുണമാകാം ദോഷമാകാം ആ ജീവിക്ക്‌ ആ പരിതസ്ഥിതിക്ക്‌. കൊഅലയുടെ കാര്യത്തിൽ അത്‌ ദോഷമായി. ഈ ജനിതക ഭാഗം കാരണം കൊഅലകളിൽ AIDS പോലെ ഒരു അവസ്ഥ പിടിപെട്ടു

References:

https://www.scientificamerican.com/article/what-a-koala-virus-tells-us-about-the-human-genome/

https://www.nytimes.com/2017/10/04/science/ancient-viruses-dna-genome.amp.html

ഇനി വിഷയത്തിലേയ്ക്ക് വരാം..

മുട്ടയിട്ടിരുന്ന ജീവികൾ ആയിരിന്നു പണ്ട്‌ മിക്കതും.
എന്നാൽ അതിന്റെ ദോഷം എന്തെന്നാൽ മുട്ടകൾ മറ്റു predatorsനു എളുപ്പം ഭക്ഷിക്കാവുന്ന ഒരു സ്രോതസ്സ്‌ ആയിരിന്നു.
ഇങ്ങനെ ഒരു ജീവിയായിരിന്നു Juramaia (ജുറമയിയ , ചൈനയിൽ നിന്നുള്ള ജുറാസ്സിക്ക്‌ അമ്മ എന്നാണു ഈ വാക്കിന്റെ ഇതിനർത്ഥം)
ഈ ജീവിയുടെ പൂർവ്വികരെ ഒരു retrovirus അക്രമിച്ചിരിന്നു. ആ വൈറസ്സിന്റെ ജനിതകത്തിന്റെ ഒരു ഭാഗം ആയിരിന്നു PEG10 gene.

ഈ ജനിതകം ആ ജുറമയിയുടെ പ്രത്യുൽപ്പാദന കോശത്തിനെ അക്രമിക്കുകയും ആ ജീവിയുടെ ജനിതകത്തിന്‍റെ ഭാഗമാവുകയും ചെയ്തു. ഇത്‌ ആ വൈറസ്സ്‌ ആ ജീവിയുടെ ഏതെങ്കിലും പൂർവ്വികരുടെ പ്രത്യുൽപ്പാദന കോശത്തിനെ അക്രമിച്ചപ്പൊൾ ബാക്കി വെച്ച കാരണമാകാം. അങ്ങിനെ PEG10 gene ജുറമയിയുടെ അടുത്ത തലമുറകളിൽ കൈമാറുകയും ചെയ്തു.

Reference

https://www.sciencedaily.com/releases/2019/10/191010113231.htm

ഈ ജീൻ വൈറസ്സിൽ വലിയ ഒരു കാര്യം ചെയ്യുന്നുണ്ട്‌.ഈ വൈറസ്സ്‌‌ അക്രമിക്കുന്ന ഹോസ്റ്റിന്റെ പതിരോധ അക്രമങ്ങളിൽ ആ വൈറസ്സിനെ രക്ഷിക്കുന്ന പണിയാണു ഈ PEG10 ജീനിനുള്ളത്‌. ഒരു കവചം പോലെ.

എന്നാൽ ഈ ജനിതകം കൈവരിച്ച ജുറമയിയുടെ‌ പിന്നീട്‌ വന്ന ഒരു പിൻഗാമിയിൽ പ്രകടം ആയി. ആ PEG10 ജീൻ ആ ജീയിയുടെ മുട്ടയുണ്ടാകുന്ന കഴിവിനു പകരം അണ്ഡത്തിനോട്‌ ചേർന്ന് ഒരു പ്രതലം ഉണ്ടായി. ആ പ്രതലത്തിന് അമ്മയുടെ പ്രതിരോധ കോശങ്ങളിൽ നിന്ന് ആ കുട്ടിയെ രക്ഷിക്കുവാൻ സാധിച്ചു. PEG10 ജീൻ ഗർഭധാരണം സാധ്യമാക്കിയതിൽ വലിയ പങ്കുണ്ട്‌. കാരണം placentaയുടെ അമ്മയുമായിട്ടുള്ള ബന്ധത്തിന്റെ സങ്കീര്‍ണ്ണ ഭാഗം ആയ labyrinth ഉണ്ടാകുവാൻ ഈ ജീൻ വേണം.

Reference

http://atlasgeneticsoncology.org/Genes/GC_PEG10.html

ഈ ജീൻ ഇല്ലാതെ ഒരു എലിയെ ഗർഭം ധരിപ്പിച്ച്‌ നോക്കിയ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ ഇത്‌ വ്യക്തമായി.

ഈ കഴിവു നേടിയതോടെ ഉദരത്തിൽ കുട്ടിയെ വളർത്തുന്ന ആദ്യ കഴിവു കൈവരിച്ച ജീവിയായി ജുറമയിയ.

പിന്നിട്‌ വന്ന കുറേ ജനിതക മാറ്റങ്ങൾ വഴി ഈ കഴിവു വർദ്ധിക്കുകയും പരിപൂർണ്ണ ഗർഭം വഹിക്കുവാൻ ഉള്ള കഴിവു നേടുകയും ചെയ്തു മറ്റു പിന്മുറ സ്പീഷീസുകൾ, നമ്മുടെ ഹോമോ ജീനസ്‌ അടക്കം

ഈ ആദ്യ ഗർഭംധരിച്ച Juramaia എന്ന എലിയെ പോലെ ഇരിക്കുന്ന ജീവിയാണു നമ്മുടെ ഒക്കെ പൊതുവായ അമ്മ

Special Thanks to Ashish Jose Ambat for the review.