शिन्या यामानाका: वह सर्जन जिसने कोशिका की घड़ी को रीसेट किया

उन्होंने एक सर्जन के रूप में प्रशिक्षण लिया, रोगियों को उन बीमारियों से मरते देखा जिनका इलाज सर्जरी से संभव नहीं था, और इसके बजाय प्रयोगशाला में उपचार खोजने के लिए ऑपरेटिंग रूम छोड़ दिया। शिन्या यामानाका (Shinya Yamanaka) ने साबित कर दिया कि एक पूरी तरह से विशिष्ट वयस्क कोशिका को उसके विकासात्मक जीवन की शुरुआत में वापस धकेला जा सकता है, एक ऐसी खोज जिसने उन्हें दो दशकों के भीतर ओसाका के एक अस्पताल वार्ड से नोबेल पुरस्कार का हिस्सा बना दिया।

वार्ड से बेंच तक

यामानाका का जन्म 4 सितंबर 1962 को ओसाका, जापान में हुआ था। उन्होंने कोबे विश्वविद्यालय से अपनी मेडिकल डिग्री अर्जित की और 1987 से 1989 तक नेशनल ओसाका अस्पताल में रेजिडेंट के रूप में नैदानिक अभ्यास शुरू किया। उन्होंने कहा है कि सर्जरी छोड़कर अनुसंधान में जाने का निर्णय लेने वाला कारक उन रोगियों को देखना था जो उन बीमारियों से पीड़ित थे जिन्हें चिकित्सा छू भी नहीं सकती थी, जिसमें उनके अपने पिता भी शामिल थे: "एक युवा डॉक्टर के रूप में, मैंने अपने पिता सहित कई रोगियों को लाइलाज बीमारियों से पीड़ित देखा। मैं विज्ञान के साथ उन बीमारियों पर काबू पाना चाहता हूं।" उन्होंने ओसाका सिटी यूनिवर्सिटी से पीएचडी अर्जित की और स्कैल्पेल (सर्जरी के चाकू) के बजाय शोध को अपनाया।

कैलिफोर्निया का मोड़

1993 से 1995 तक सैन फ्रांसिस्को में ग्लैडस्टोन इंस्टीट्यूट (Gladstone Institutes) में पोस्टडॉक्टरल फैलोशिप ने यामानाका को चूहों पर जीन-आधारित अनुसंधान से परिचित कराया, जिसके बाद ओसाका सिटी यूनिवर्सिटी मेडिकल स्कूल में सहायक प्रोफेसर और नरा इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी में एसोसिएट प्रोफेसर के रूप में पद मिले, जहाँ वे 2003 में पूर्ण प्रोफेसर बने। वे 2004 में क्योटो विश्वविद्यालय चले गए — वह संस्थान जो उनके निर्णायक कार्य का आधार बनेगा — और 2007 में ग्लैडस्टोन इंस्टीट्यूट में वरिष्ठ अन्वेषक के रूप में लौट आए, जिससे दो महाद्वीपों पर एक साथ अनुसंधान संचालन बनाए रखा।

चौबीस जीनों से चार तक

इस परिकल्पना पर काम करते हुए कि भ्रूण स्टेम कोशिकाओं में सक्रिय जीनों की एक छोटी संख्या एक साधारण वयस्क कोशिका को प्लुरिपोटेंट अवस्था में वापस रीप्रोग्राम करने के लिए पर्याप्त हो सकती है, यामानाका की प्रयोगशाला ने भ्रूण स्टेम कोशिकाओं से निकाले गए चौबीस उम्मीदवार प्रतिलेखन कारकों के साथ शुरुआत की और उन्हें माउस त्वचा फाइब्रोब्लास्ट में पेश किया। व्यवस्थित उन्मूलन के माध्यम से — एक बार में एक कारक को हटाना और यह परीक्षण करना कि क्या बचा है — उनकी टीम ने सूची को चार तक सीमित कर दिया: Oct3/4, Sox2, Klf4 और Myc, जिन्हें अब यामानाका कारकों के रूप में जाना जाता है। 2006 में उन्होंने यह खोज प्रकाशित की कि ये चार जीन अकेले एक साधारण वयस्क माउस कोशिका को उस चीज़ में बदलने के लिए पर्याप्त थे जिसे उन्होंने प्रेरित प्लुरिपोटेंट स्टेम सेल, या iPS सेल कहा — एक कोशिका जो, एक भ्रूण स्टेम कोशिका की तरह, शरीर में लगभग किसी भी ऊतक प्रकार बनने में सक्षम है। 2007 में उनकी प्रयोगशाला मानव कोशिकाओं के साथ इस उपलब्धि को दोहराने वाली पहली प्रयोगशाला बनी, जिससे तकनीक सीधे चिकित्सा अनुप्रयोग के लिए खुल गई।

खोज महत्वपूर्ण क्यों थी

नोबेल समिति ने बाद में यामानाका के काम को एक प्रतिमान बदलाव के रूप में वर्णित किया, जिसने इस लंबे समय से चले आ रहे अनुमान को पलट दिया कि कोशिका भेदभाव — एक कोशिका का लचीली भ्रूण अवस्था से एक निश्चित, विशिष्ट वयस्क अवस्था में प्रगति — एकतरफा, अपरिवर्तनीय प्रक्रिया थी। यामानाका ने दिखाया कि परिपक्व अवस्था स्थायी रूप से बंद नहीं थी, बल्कि इसे चार जीनों और एक ऐसी शोध तकनीक से खोला जा सकता था जिसे कोई भी अच्छी तरह से सुसज्जित प्रयोगशाला पुन: पेश कर सकती थी। खोज ने भ्रूण स्टेम सेल अनुसंधान से जुड़ी नैतिक बहस को दरकिनार कर दिया, क्योंकि iPS कोशिकाओं को मानव भ्रूण के बजाय रोगी के अपने वयस्क ऊतक से प्राप्त किया जा सकता था, और इसने रोग मॉडलिंग, दवा स्क्रीनिंग और अंततः, रोगी की अपनी रीप्रोग्राम की गई कोशिकाओं से निर्मित प्रयोगात्मक कोशिका-प्रतिस्थापन उपचारों के लिए नए रास्ते खोले।

खोज के इर्द-गिर्द संस्थान का निर्माण

यामानाका 2008 में क्योटो विश्वविद्यालय के सेंटर फॉर iPS सेल रिसर्च एंड एप्लिकेशन (CiRA) के निदेशक बने, जब इसकी स्थापना हुई थी, उन्होंने अपनी प्रयोगशाला के निष्कर्ष को नैदानिक अनुप्रयोग में बदलने के लिए विशेष रूप से एक संस्थान का निर्माण किया; तब से उन्होंने वहां निदेशक एमेरिटस और प्रोफेसर की भूमिकाएं निभाई हैं। उन्होंने सैन फ्रांसिस्को में ग्लैडस्टोन इंस्टीट्यूट में भी एक समानांतर करियर बनाए रखा, जहां उनके पास स्टेम सेल बायोलॉजी में एल.के. व्हिटियर फाउंडेशन इन्वेस्टिगेटर का पद है, और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन फ्रांसिस्को में शरीर रचना विज्ञान के प्रोफेसर के रूप में भी काम किया — अपने कामकाजी जीवन को दो शोध संस्कृतियों, अमेरिकी और जापानी, के बीच विभाजित किया, जिन्होंने उनके वैज्ञानिक गठन को आकार दिया था। उस दोहरी नियुक्ति ने उन्हें CiRA को बुनियादी रीप्रोग्रामिंग अनुसंधान से लेकर नैदानिक-ग्रेड सेल उत्पादन तक चलने वाली एक समर्पित पाइपलाइन के रूप में बनाने की अनुमति दी, न कि खोज को बाहरी कंपनियों द्वारा टुकड़े-टुकड़े करके व्यावसायीकरण करने के लिए छोड़ दिया।

शिन्या को जीनियस क्यों कहा जाता है

यामानाका का जीनियस का मामला प्रयोगात्मक तर्क के एक विशिष्ट कार्य पर टिका है: यादृच्छिक रूप से यह खोजने के बजाय कि एक परिपक्व कोशिका को क्या रीप्रोग्राम कर सकता है, उन्होंने उम्मीदवार जीनों के एक सेट से तर्क किया कि न्यूनतम संयोजन क्या काम करता है, अनुशासित परिकल्पना-परीक्षण का एक टुकड़ा जिसने एक प्रशंसनीय लेकिन अप्रमाणित विचार लिया और इसे कुछ वर्षों के काम के भीतर चार जीनों तक कम कर दिया। फिजियोलॉजी या मेडिसिन में नोबेल पुरस्कार, जिसे 2012 में कोशिका रीप्रोग्रामिंग में संबंधित खोजों के लिए जॉन गर्डन (John Gurdon) के साथ साझा किया गया था, उस निर्णय का क्षेत्र का सबसे स्पष्ट संस्थागत समर्थन है, और उन्होंने तब से लास्कर अवार्ड, वुल्फ प्राइज, शॉ प्राइज, गर्डनर इंटरनेशनल अवार्ड और क्योटो प्राइज एकत्र किया है — विज्ञान के प्रमुख नोबेल-पूर्व सम्मानों में एक व्यापक सहमति जो एक अलग समिति की राय के बजाय व्यापक सहमति का संकेत देती है। ईमानदार जटिलता कई ऐसे मामलों की तुलना में संकीर्ण है: iPS सेल थेरेपी प्रारंभिक उत्साह के सुझाव की तुलना में नैदानिक अभ्यास में अधिक धीरे-धीरे आगे बढ़ी है, ट्यूमर गठन और दक्षता के बारे में सुरक्षा चिंताओं के साथ खोज के पंद्रह साल से अधिक समय बाद भी वास्तविक दुनिया के उपचारों को सीमित कर रही है। दूसरे शब्दों में, प्रतिभा वास्तविक थी और विवाद में नहीं है; इसका वादा किया गया चिकित्सा परिणाम अभी भी प्रगति पर है।

विरासत

यामानाका की चार-कारक रीप्रोग्रामिंग तकनीक अब दुनिया भर में मानक प्रयोगशाला अभ्यास है, जिसका उपयोग भ्रूण स्टेम कोशिकाओं की नैतिक या प्रतिरक्षा संबंधी जटिलताओं के बिना रोग अनुसंधान के लिए रोगी-विशिष्ट स्टेम सेल लाइन उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। क्योटो में उन्होंने जो संस्थान बनाया, CiRA, iPS-व्युत्पन्न उपचारों को पार्किंसंस रोग और मैकुलर डिजनरेशन सहित स्थितियों के लिए नैदानिक परीक्षणों की ओर धकेलना जारी रखता है, उसी प्रेरणा को आगे बढ़ाते हुए — उन बीमारियों पर एक डॉक्टर की निराशा जिन्हें चिकित्सा छू नहीं सकती थी — जिसने पहली बार उन्हें ऑपरेटिंग रूम से बाहर और प्रयोगशाला में धकेला था। खोज के पंद्रह साल बाद, उनके नाम के आसपास बनी सम्मान सूची — नोबेल, लास्कर, वुल्फ, शॉ, गर्डनर, क्योटो — अलग-अलग पुरस्कारों की सूची की तुलना में एक एकल वैज्ञानिक समुदाय के रूप में अधिक पढ़ती है जो बार-बार एक ही फैसले की पुष्टि करता है: कि एक डॉक्टर जिसने बेंच के लिए सर्जरी छोड़ दी थी, ने चार जीनों में, पुनर्योजी चिकित्सा (regenerative medicine) के लिए वास्तव में एक नया शुरुआती बिंदु पाया था।