इमानुएल शार्पेंतिए: वह वैज्ञानिक जो आगे बढ़ती रही

ग्यारह या बारह साल की उम्र में उन्होंने अपनी माँ से कहा कि वह पाश्चर संस्थान में काम करेंगी। उन्होंने ऐसा किया। फिर वह वहाँ से चली गईं, और लगातार चलती रहीं: नौ शहरों और पाँच देशों में तेरह संस्थानों में काम किया, और उनका करियर कहीं भी आरामदेह स्थिति में न रुकने के संकल्प पर बना है। वह कहती हैं कि जिस अंतर्दृष्टि ने उन्हें रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार दिलाया, वह उन्हें विएना और स्वीडन में एक प्रयोगशाला के बीच यात्रा करते समय आई थी।

पेरिस का बचपन, और एक वादा

इमानुएल मैरी शार्पेंतिए का जन्म 11 दिसंबर 1968 को पेरिस के दक्षिण में जुविसी-सुर-ओर्गे में हुआ था। उनकी माँ मनोरोग विज्ञान में काम करती थीं, उनके पिता शहरी हरित स्थानों की योजना बनाते थे, और उनकी एक बड़ी बहन थीं। उनके दादा, जिनका जन्म सिनानियन नाम से हुआ था, अर्मेनियाई नरसंहार से बचकर मार्सिले में बस गए थे। वह अपनी बेचैनी का श्रेय अपनी एक मिशनरी आंटी को देती हैं, जिन्होंने इस गुण की भविष्यवाणी की थी।

स्कूल के साथ-साथ उन्होंने कई वर्षों तक पियानो, बैले और आधुनिक नृत्य को गंभीरता से लिया, और उन्होंने कभी इसे अनौपचारिक नहीं माना। वह कहती हैं, "कला का मेरे वैज्ञानिक करियर पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ा है। आपको कठोर होने की आवश्यकता है, लेकिन आपको खुद को छोड़ने में सक्षम होने की भी आवश्यकता है।" यह उस संयोजन का सटीक वर्णन है जिसकी उनके बाद के काम को आवश्यकता थी।

पाश्चर, और लंबी अमेरिकी यात्रा

उन्होंने पेरिस में पियरे और मैरी क्यूरी विश्वविद्यालय में जैव रसायन, सूक्ष्मजीव विज्ञान और आनुवंशिकी का अध्ययन किया, फिर बचपन के वादे को पूरा करते हुए, 1992 और 1995 के बीच पाश्चर संस्थान में पैट्रिस कौरवालिन के मार्गदर्शन में डॉक्टरेट की उपाधि प्राप्त की, जहाँ उन्होंने लिस्टेरिया में एंटीबायोटिक प्रतिरोध पर काम किया। उन्होंने पियरे और मैरी क्यूरी में पढ़ाया और पोस्टडॉक्टोरल फेलो के रूप में पाश्चर में रहीं।

1996 में वह संयुक्त राज्य अमेरिका गईं और छह साल रहीं, पहले न्यूयॉर्क में रॉकफेलर विश्वविद्यालय में ऐलेन तुओमानेन के साथ स्ट्रेप्टोकोकस न्यूमोनिया का अध्ययन किया, फिर एनवाईयू मेडिकल सेंटर में सहायक अनुसंधान वैज्ञानिक के रूप में, और फिर मेम्फिस में सेंट जूड चिल्ड्रेन्स रिसर्च अस्पताल और स्किरबॉल इंस्टीट्यूट में काम किया। बैक्टीरियल रोगजनक, और विशेष रूप से जिस तरह से बैक्टीरिया अपनी विषाक्तता को नियंत्रित करते हैं, उनका विषय बन गया।

विएना, फिर उत्तरी स्वीडन

वह 2002 में यूरोप लौटीं और विएना विश्वविद्यालय में अपनी प्रयोगशाला का नेतृत्व किया, बाद में वहाँ मैक्स एफ. पेरुत्ज़ प्रयोगशालाओं में एसोसिएट प्रोफेसर बनीं। 2004 में, उन्होंने एक छोटा नियामक आरएनए अणु पाया जो स्ट्रेप्टोकोकस पाइोजेन्स में विषाक्त कारकों के निर्माण को नियंत्रित करता है, जो गले में खराश का कारण बनने वाला बैक्टीरिया है, और अपने आक्रामक रूपों में, मांस खाने वाली बीमारी के लिए जिम्मेदार है। यह सब कुछ की शुरुआत थी: वह पहले से ही बैक्टीरियल व्यवहार की नियंत्रण प्रणाली के रूप में छोटे गैर-कोडिंग आरएनए के बारे में सोच रही थीं।

फिर, 2008 के आसपास, उन्होंने कुछ ऐसा किया जो उनके सहयोगियों को चौंकाने वाला लगा। वह विएना छोड़कर स्वीडन के सुदूर उत्तर में उमेओ विश्वविद्यालय चली गईं, जो यूरोपीय आणविक जीव विज्ञान के केंद्रों से बहुत दूर था। उन्होंने कहा, "उमेओ जाना निश्चित रूप से जोखिम भरा था। लेकिन अंततः यह बिल्कुल सही निर्णय था।" यह पैटर्न उनके पूरे करियर में सुसंगत है: जब वह सहज महसूस करती हैं तो वह आगे बढ़ जाती हैं, इस सिद्धांत पर कि असुविधा ही वह जगह है जहाँ विचार पैदा होते हैं।

tracrRNA

CRISPR अनुक्रमों को बैक्टीरियल जीनोम में देखा गया था और उन्हें मोटे तौर पर एक प्रकार की अनुकूली प्रतिरक्षा प्रणाली के रूप में समझा गया था: बैक्टीरिया वायरल डीएनए के टुकड़ों को संजोकर रखते थे ताकि वे अगली बार आक्रमणकारी को पहचान सकें। किसी ने भी मशीनरी का पता नहीं लगाया था। 2011 में, अपने छात्र एलिज़ा डेल्टचेवा के साथ नेचर में प्रकाशित एक शोध पत्र में, जिसने अधिकांश बेंच का काम किया था, शार्पेंतिए ने एक पहले अज्ञात अणु की पहचान की जिसे उन्होंने tracrRNA कहा, और दिखाया कि यह CRISPR आरएनए को उसके परिपक्व रूप में संसाधित करने के लिए आवश्यक था। यह प्रणाली दो घटकों की नहीं बल्कि तीन की थी: दो आरएनए अणु और Cas9 एंजाइम।

यह वह खोज है जो पूरी तरह से उनकी अपनी है, और यह वह है जिसके बिना कुछ भी काम नहीं करता।

दो के बजाय एक आरएनए

2011 में, प्यूर्टो रिको के सैन जुआन में एक सम्मेलन में, वह जेनिफर डौडना से मिलीं, जो एक स्ट्रक्चरल बायोलॉजिस्ट थीं और दूसरी दिशा से CRISPR का अध्ययन कर रही थीं। वे सहयोग करने के लिए सहमत हुईं: उमेओ में शार्पेंतिए का समूह जीव विज्ञान के साथ, और बर्कले में डौडना का समूह जैव रसायन और संरचना के साथ, और क्रिज़िस्तोफ़ चिलिंस्की और मार्टिन जिनेक प्रयोग कर रहे थे।

शार्पेंतिए का कट्टरपंथी सुझाव, जिसे विएना और उमेओ के बीच यात्रा के दौरान सोचा गया था, दो आरएनए को एक में मिलाना था। यदि crRNA और tracrRNA को एक एकल इंजीनियर काइमेरा में जोड़ा जा सकता है, तो एक शोधकर्ता को केवल उस गाइड अणु में एक अनुक्रम लिखने की आवश्यकता होगी और Cas9 जहाँ चाहे वहां काट देगा। 2012 में साइंस में संयुक्त शोध पत्र ने बिल्कुल वही प्रदर्शित किया, और एक बैक्टीरियल जिज्ञासा को एक प्रोग्राम योग्य उपकरण में बदल दिया। 2013 में शार्पेंतिए ने रॉजर नोवाक और शॉन फोय के साथ CRISPR थेरेप्यूटिक्स और ERS जीनोमिक्स की सह-स्थापना की ताकि इसे व्यावसायीकरण किया जा सके।

कलाकार का अनुशासन

शार्पेंतिए ने फिर से स्थानांतरण किया, 2013 में ब्राउनश्वेग में हेल्महोल्ट्ज़ सेंटर फॉर इन्फेक्शन रिसर्च और हनोवर मेडिकल स्कूल में, और अक्टूबर 2015 में बर्लिन में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर इन्फेक्शन बायोलॉजी की वैज्ञानिक निदेशक के रूप में। 2018 में उन्होंने मैक्स प्लैंक यूनिट फॉर द साइंस ऑफ पैथोजेन्स की स्थापना की और अब वह उसका निर्देशन करती हैं, और वह हम्बोल्ट विश्वविद्यालय में मानद प्रोफेसर हैं। वह एक बैक्टीरियोलॉजिस्ट बनी रहीं: उनकी रुचि अभी भी इस बात में है कि रोगजनक कैसे काम करते हैं, और उनके पक्ष से, CRISPR बैक्टीरिया की प्रतिरक्षा के बारे में एक सवाल था, जिसके परिणाम निकले।

इमानुएल को जीनियस क्यों कहा जाता है

शार्पेंतिए का विशेष गुण असामान्य छोटी चीजों के लिए एक सूक्ष्म कान है। 2004 में S. pyogenes में नियामक आरएनए और 2011 में tracrRNA की खोज दोनों एक ही कौशल के उदाहरण हैं: एक ऐसे अणु को नोटिस करना जिसे किसी ने सूचीबद्ध नहीं किया था, एक ऐसी प्रणाली में जिसे हर कोई समझता था, और सही ढंग से यह आंकना कि यह आकस्मिक नहीं बल्कि केंद्रीय है। tracrRNA के बिना Cas9 एक उपकरण नहीं है, और डाउनस्ट्रीम स्ट्रक्चरल बायोलॉजी की कोई भी राशि इसे नहीं ढूंढ पाती; यह एक सूक्ष्मजीवविज्ञानी से आया है जिसने स्ट्रेप्टोकोकस पर पूरा ध्यान दिया।

दूसरा गुण पेशेवर जोखिम के लिए एक सहिष्णुता है जो सनकी लगता है जब तक कि यह भुगतान नहीं करता। विएना से उमेओ जाना उन्हें निकटता, सहयोगियों और सुविधा की कीमत पर पड़ा, और यहीं पर CRISPR का काम हुआ। वह इसे वैज्ञानिक के बजाय कलात्मक शब्दों में फ्रेम करती हैं, जो असामान्य है और शायद सटीक है: कठोरता के साथ-साथ छोड़ने की इच्छा।

ईमानदार प्रति-तर्क यह है कि CRISPR-Cas9 एक भीड़ भरा अभिसरण था। फ्रांसिस्को मोजिका ने CRISPR अनुक्रमों की पहचान की; वर्जिनिजस शिक्सनीस स्वतंत्र रूप से संबंधित निष्कर्षों पर पहुंचे और शार्पेंतिए और डौडना के साथ कावली पुरस्कार साझा किया; फेंग झांग और जॉर्ज चर्च ने कुछ महीनों के भीतर मानव कोशिकाओं में प्रणाली को काम करने योग्य बना दिया। शार्पेंतिए ने उपकरण को अकेले नहीं बनाया, और डौडना के साथ जो नोबेल वह साझा करती हैं, वह संयुक्त रूप से लिखित शोध पत्र के लिए दिया गया था। उन्होंने स्वयं चिकित्सीय अनुप्रयोगों का पीछा भी नहीं किया, पसंद से एक बुनियादी वैज्ञानिक बनी रहीं। उनकी अपनी स्थिति यह है कि यही मुख्य बिंदु है: "बुनियादी अनुसंधान प्रगति के लिए आवश्यक है।" नैतिकता पर वह संक्षिप्त और स्पष्ट हैं: "CRISPR-Cas9 मानवता को भारी लाभ पहुँचा सकता है, लेकिन निश्चित रूप से हमें इसे जिम्मेदारी से संभालने की आवश्यकता है।"

विरासत

सम्मानों की बाढ़ आ गई: 2015 में लुई-जीनटेट पुरस्कार, ब्रेकथ्रू पुरस्कार, प्रिंसेस ऑफ अस्तुरियस पुरस्कार, अर्न्स्ट जुंग पुरस्कार और ग्रुबर जेनेटिक्स पुरस्कार; 2016 में टैंग पुरस्कार, गर्डनर, लीबनिज पुरस्कार, लोरियल-यूनेस्को पुरस्कार, ओटो वारबर्ग मेडल, वारेन अल्परट पुरस्कार और लीजन डी'होनूर में नाइटहुड; 2017 में जापान पुरस्कार, पोर ले मेरिट और बीबीवीए फ्रंटियर्स ऑफ नॉलेज पुरस्कार; 2018 में नैनोसाइंस में कावली पुरस्कार और हार्वे पुरस्कार; 2020 में चिकित्सा में वोल्फ पुरस्कार और रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार, जो दो महिलाओं को दिया जाने वाला पहला विज्ञान नोबेल था और किसी और को नहीं। उन्हें 2023 में नेशनल इन्वेंटर्स हॉल ऑफ फेम में शामिल किया गया और 2024 में रॉयल सोसाइटी का विदेशी सदस्य चुना गया, वह नौ अकादमियों की सदस्यता और एक दर्जन मानद डॉक्टरेट रखती हैं। CRISPR थेरेप्यूटिक्स, जिसकी उन्होंने सह-स्थापना की, ने सिकल सेल रोग वाले रोगियों के लिए पहला स्वीकृत CRISPR जीन थेरेपी लाने में मदद की। वह बर्लिन में ही हैं, अभी भी बैक्टीरिया पर काम कर रही हैं।