મેના ન્યૂઝવાયર , વોશિંગ્ટન : મેસેચ્યુસેટ્સ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેકનોલોજીના વૈજ્ઞાનિકોએ વર્ટીસિલિન A નું સફળતાપૂર્વક સંશ્લેષણ કર્યું છે, જે એક જટિલ ફંગલ સંયોજન છે જે 50 વર્ષ પહેલાં પ્રથમ વખત ઓળખાયું હતું અને તેના કેન્સર વિરોધી ગુણધર્મો માટે લાંબા સમયથી ઓળખાય છે. આ સિદ્ધિ સંયોજનનું પ્રથમ પ્રયોગશાળા સંશ્લેષણ છે અને કાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્રમાં લાંબા સમયથી ચાલતા પડકારને ઉકેલે છે જેનો શોધ થઈ ત્યારથી પરમાણુનો મર્યાદિત વૈજ્ઞાનિક અભ્યાસ હતો.
વર્ટીસિલિન A ને મૂળ રૂપે 1960 ના દાયકાની શરૂઆતમાં ફૂગથી અલગ કરવામાં આવ્યું હતું અને તેની જૈવિક પ્રવૃત્તિને કારણે ધ્યાન ખેંચ્યું હતું, જેમાં કેન્સર કોષોના વિકાસમાં દખલ કરવાની ક્ષમતાનો સમાવેશ થાય છે. આ શરૂઆતના વચન છતાં, સંશોધકો તેના અત્યંત જટિલ પરમાણુ સ્થાપત્યને કારણે કૃત્રિમ રીતે સંયોજનનું પુનઃઉત્પાદન કરવામાં અસમર્થ હતા. આ રચના સંબંધિત ફૂગના સંયોજનોથી થોડી અલગ છે, છતાં તે સૂક્ષ્મ તફાવતોએ તેના જૈવિક કાર્ય માટે જરૂરી ચોક્કસ ત્રિ-પરિમાણીય ગોઠવણી સાથે પરમાણુને એકત્ર કરવામાં મુખ્ય અવરોધો ઉભા કર્યા.
નવા અહેવાલમાં જણાવવામાં આવેલ કાર્ય દર્શાવે છે કે કૃત્રિમ રસાયણશાસ્ત્રમાં પ્રગતિનો ઉપયોગ કરીને તે પડકારોને કેવી રીતે દૂર કરવામાં આવ્યા હતા. MIT ખાતે રસાયણશાસ્ત્રના પ્રોફેસર અને અભ્યાસના વરિષ્ઠ લેખકોમાંના એક, મોહમ્મદ મોવાસાગીએ જણાવ્યું હતું કે આ પ્રયાસથી સ્પષ્ટ સમજણ મળી છે કે નાના માળખાકીય ભિન્નતા કૃત્રિમ જટિલતાને કેવી રીતે નાટકીય રીતે વધારી શકે છે. સંશોધકોએ એવી પદ્ધતિઓ વિકસાવી છે જે તેમને રાસાયણિક બંધનો કયા ક્રમમાં રચાય છે તે નિયંત્રિત કરવાની મંજૂરી આપે છે, જેનાથી વૈજ્ઞાનિક સમુદાય દ્વારા દાયકાઓના અસફળ પ્રયાસો પછી સંયોજનનું નિર્માણ શક્ય બને છે.
વર્ટીસિલિન A ડેરિવેટિવના પ્રયોગશાળા પરીક્ષણમાં માનવ કેન્સર કોષોમાં પ્રવૃત્તિ જોવા મળી, જેમાં ડિફ્યુઝ મિડલાઇન ગ્લિઓમા સામે પણ સમાવેશ થાય છે, જે એક દુર્લભ અને આક્રમક બાળરોગ મગજ કેન્સર છે. ડિફ્યુઝ મિડલાઇન ગ્લિઓમા મર્યાદિત સારવાર વિકલ્પો અને નબળા પરિણામો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જે તેને ચાલુ સંશોધનનું કેન્દ્ર બનાવે છે. આ તારણો સંવર્ધિત માનવ કેન્સર કોષોનો ઉપયોગ કરીને મેળવવામાં આવ્યા હતા અને ક્લિનિકલ ડેટાને બદલે પ્રારંભિક તબક્કાના પ્રાયોગિક પરિણામો રજૂ કરે છે.
આ અભ્યાસ મોવાસાગી અને જુન ક્વિ દ્વારા સહ-નેતૃત્વ કરવામાં આવ્યો હતો, જે ડાના-ફાર્બર કેન્સર ઇન્સ્ટિટ્યૂટ , બોસ્ટન ચિલ્ડ્રન્સ કેન્સર એન્ડ બ્લડ ડિસઓર્ડર્સ સેન્ટર અને હાર્વર્ડ મેડિકલ સ્કૂલ સાથે જોડાયેલા મેડિસિનના એસોસિયેટ પ્રોફેસર છે. તેમના તારણો જર્નલ ઓફ ધ અમેરિકન કેમિકલ સોસાયટીમાં પ્રકાશિત થયા હતા, જે રસાયણશાસ્ત્રના ક્ષેત્રમાં અગ્રણી પીઅર-સમીક્ષા જર્નલોમાંનું એક છે.
ફંગલ સંયોજન સંશ્લેષણમાં દાયકાઓથી ચાલતો પડકાર ઉકેલાયો
પરમાણુ સ્તરે, વર્ટીસિલિન A બે સરખા ભાગો ધરાવે છે જેને ચોક્કસ અવકાશી રૂપરેખાંકન સાથે ડાઇમર બનાવવા માટે એકસાથે જોડવા આવશ્યક છે. આ ચોક્કસ ગોઠવણી પ્રાપ્ત કરવી એ દાયકાઓથી સંશ્લેષણને અટકાવતો મુખ્ય પડકાર હતો. સંશોધકોના મતે, એસેમ્બલી દરમિયાન ઓરિએન્ટેશનમાં નાના વિચલનો પણ સંયોજનના જૈવિક ગુણધર્મોને વિક્ષેપિત કરી શકે છે, જેના કારણે ત્રિ-પરિમાણીય રચના પર કડક નિયંત્રણ જરૂરી બને છે.
આનો ઉકેલ લાવવા માટે, ટીમે 16-પગલાંની કૃત્રિમ પ્રક્રિયા ડિઝાઇન કરી જે દરેક રાસાયણિક બંધન ક્યારે અને કેવી રીતે રચાય છે તેનું કાળજીપૂર્વક નિયંત્રણ કરતી હતી. સંશોધકોએ બંધન-રચના પ્રતિક્રિયાઓના પરંપરાગત ક્રમમાં ફેરફાર કર્યો અને મહત્વપૂર્ણ તબક્કા દરમિયાન નાજુક પરમાણુ પ્રદેશોને તૂટવાથી અસ્થાયી રૂપે સુરક્ષિત કર્યા. પરમાણુના બે ભાગ સફળતાપૂર્વક જોડાયા પછી ચોક્કસ કાર્યાત્મક જૂથોને ઇરાદાપૂર્વક ઢાંકી દેવામાં આવ્યા હતા, જેથી ખાતરી થાય કે અંતિમ સંયોજન જરૂરી ત્રિ-પરિમાણીય માળખું અપનાવે છે.
રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓનો સમય મહત્વપૂર્ણ સાબિત થયો
મોવાસાગીએ જણાવ્યું હતું કે આ કાર્ય રાસાયણિક સંશ્લેષણમાં સમયના મહત્વ પર પ્રકાશ પાડે છે. મુખ્ય પગલાંઓના ક્રમમાં ફેરફાર કરીને, સંશોધકો પરમાણુને તેના યોગ્ય રૂપરેખાંકનમાં માર્ગદર્શન આપવામાં સક્ષમ હતા, જે પરિણામ અગાઉ પ્રાપ્ત થયું ન હતું. આ અભિગમ વર્ટીસિલિન A ના સંબંધિત પ્રકારો બનાવવા માટે પણ પરવાનગી આપે છે, જેનો ઉપયોગ નાના રાસાયણિક ફેરફારો જૈવિક પ્રવૃત્તિને કેવી રીતે પ્રભાવિત કરે છે તેનો અભ્યાસ કરવા માટે થઈ શકે છે.
પ્રયોગશાળા સંશ્લેષણ હવે સ્થાપિત થઈ ગયું છે, તેથી વર્ટીસિલિન A વ્યાપક વૈજ્ઞાનિક તપાસ માટે પૂરતી માત્રામાં ઉત્પન્ન થઈ શકે છે. ક્વિએ જણાવ્યું હતું કે કુદરતી સંયોજનોએ ઐતિહાસિક રીતે દવાની શોધમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવી છે, અને કૃત્રિમ રીતે ઉત્પાદિત વર્ટીસિલિન A ની ઍક્સેસ કેન્સર કોષો સાથે પરમાણુ કેવી રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે તેનો વધુ વિગતવાર અભ્યાસ સક્ષમ બનાવે છે. સંશોધકો રસાયણશાસ્ત્ર, રાસાયણિક જીવવિજ્ઞાન, કેન્સર જીવવિજ્ઞાન અને દર્દી-કેન્દ્રિત સંશોધનને આવરી લેતા સંકલિત અભિગમોનો ઉપયોગ કરીને તેના ગુણધર્મોની તપાસ કરવાની યોજના ધરાવે છે, જેનો ઉદ્દેશ્ય કેન્સર વિજ્ઞાનમાં તેની સંભવિત ભૂમિકાની સમજને વિસ્તૃત કરવાનો છે.
એમઆઈટી સંશોધકો દ્વારા પ્રથમ વખત સંશ્લેષિત વર્ટીસિલિન એ પોસ્ટ પ્રથમ આરબ સ્પાર્ક પર દેખાઈ.