వీర్యం ఉత్పత్తికి కారణమయ్యే ‘వై క్రోమోజోమ్’ రహస్యాలను ఛేదించారు.. పురుషుడు నిర్వీర్యం అవుతాడా?

‘వై క్రోమోజోమ్‌’ ఎన్నో అంతుచిక్కని రహస్యాలకు నిలయం. శాస్త్రవేత్తల నుంచి సామాన్యుల వరకూ చాలా మందిలో ఇది ఆసక్తిని రేకిత్తిస్తూనే ఉంటుంది. ముఖ్యంగా పురుషుల్లో ఉత్సుకతను రేపుతుంటుంది. ఈ క్రోమోజోమ్‌లో వీర్యాన్ని ఉత్పత్తి చేసే, పురుషుల జెండర్‌ను నిర్ధరించే జన్యువులు ఉండటమే దీనికి కారణం.

మిగతా క్రోమోజోమ్‌లతో పోల్చినప్పుడు ఇది కాస్త చిన్నగా, చాలా వింతగా ఉంటుంది. అందుకే దీన్ని సీక్వెన్సింగ్ చేయడం చాలా కష్టం.

అయితే, తాజాగా అందుబాటులోకి వచ్చిన కొత్త ‘లాంగ్-రీడ్’ టెక్నిక్‌తో మొత్తానికి దీని సీక్వెన్సింగ్ పూర్తిచేయగలిగారు. అంటే దీనిలోని జన్యువుల వరుస క్రమాన్ని డీ-కోడ్ చేయగలిగారు.

అత్యంత క్లిష్టమైన ఈ ప్రక్రియపై నేచర్ జర్నల్‌లో ఒక కథనం ప్రచురితమైంది.

జెండర్‌ను నిర్ధరించే, వీర్యాన్ని ఉత్పత్తిచేసే జన్యువులు ఎలా పనిచేస్తాయో తెలుసుకునేందుకు కొంత వరకూ ఈ పరిశోధన తోడ్పడుతుంది.

పరిణామక్రమంలో భాగంగా ఈ క్రోమోజోమ్ ఎలా మారుతూ వచ్చింది? ముందుగా ఊహించినట్లే కొన్ని మిలియన్ ఏళ్లలో ఇది పూర్తిగా కనుమరుగు అవుతుందా? లాంటి విషయాలనూ దీని నుంచి తెలుసుకోవచ్చు.

జెండర్‌ను నిర్ధరించడంలో ప్రధాన పాత్ర

మనుషులతోపాటు, ఇతర క్షీరదాల్లో జెండర్‌ను నిర్ధరించడంలో ‘వై క్రోమోజోమ్’ ప్రధాన పాత్ర పోషిస్తుందని 60 ఏళ్ల క్రితమే వైద్య పరిశోధనల్లో తేలింది.

మహిళల కణాల్లో ఎక్స్ క్రోమోజోమ్‌ల జంట కనిపిస్తే, పురుషుల్లో ఒక ‘ఎక్స్‌ క్రోమోజోమ్’, దానికంటే చిన్నని ‘వై క్రోమోజోమ్’లు ఉంటాయి.

శిశువు జెండర్‌ను నిర్ణయించడంలో ‘ఎస్ఆర్‌వై’గా పిలిచే ‘వై క్రోమోజోమ్’ జన్యువు ప్రధాన పాత్ర పోషిస్తుంది. ఇదే పిండ దశలో తల్లి కడుపులో ఉన్నప్పుడే వృషణాలు రూపుదిద్దుకొనేలా కణాలను ప్రేరేపిస్తుంది.

అలా పిండ దశలో ఉన్నప్పుడు అభివృద్ధి చెందే వృషణాలు పురుష హార్మోన్లను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. ఆ తర్వాత ఈ హార్మోన్లే శిశువులో మగ లక్షణాలు, అవయవాలు వచ్చేందుకు కారణం అవుతాయి.

‘వై క్రోమోజోమ్’, ‘ఎస్ఆర్‌వై’ జన్యువు పిండంలో లేకపోతే ‘ఎక్స్‌ఎక్స్’ కణాలు అండాశయం రూపుదిద్దుకొనేలా కణాలను ప్రేరేపిస్తాయి. అలా శిశువులో స్త్రీ హార్మోన్లు ఉత్పత్తి అవుతాయి. ఇవే శిశువులో స్త్రీ లక్షణాలు, అవయవాల అభివృద్ధికి తోడ్పడతాయి.

జంక్ డీఎన్ఏ

మనుషుల జన్యువుల్లోని ఎక్స్‌తోపాటు మరో 22 క్రోమోజోమ్‌ల కంటే ‘వై’ చాలా భిన్నమైనది. ఇది చాలా చిన్నగా ఉంటుంది. జన్యువులు కూడా మిగతా క్రోమోజోమ్‌ల కంటే తక్కువే ఉంటాయి. ఉదాహరణకు ‘ఎక్స్‌ క్రోమోజోమ్‌’లో దాదాపు వెయ్యి జన్యువులు ఉంటాయి. కానీ, ‘వై’లో 27 జన్యువులు మాత్రమే ఉంటాయి.

ఈ జన్యువుల్లో ఎస్‌ఆర్‌వైతోపాటు వీర్యాన్ని ఉత్పత్తి చేయడం, మనుగడకు అవసరమైన కొన్ని కీలకమైన జన్యువులు ఉంటాయి. వీటిలో చాలా వరకూ ఎక్స్ క్రోమోజోమ్‌తో కలిసే ఉంటాయి.

చాలా ‘వై జన్యువులు’ (వీర్యానికి కారణమయ్యే ఆర్‌ఎంబీవై, డీఏజడ్) లాంటివి ఒక కణంలో చాలా కాపీలు ఉంటాయి. వీటిలో కొన్ని ఒకదానితో మరొకటి పెనవేసుకొని తికమకపెట్టే లూప్‌ల తరహాలో ఉంటాయి. వీటిలోనే జన్యువులు డిలీట్ కావడం, కొన్ని డూప్లికేట్‌ కావడం లాంటి జన్యుపరమైన లోపాలు కూడా కనిపిస్తాయి.

అదే సమయంలో పురుష లక్షణాలు లేదా కీలకమైన విధులతో సంబంధంలేని చాలా డీఎన్‌ఏ కూడా ‘వై క్రోమోజోమ్‌’లో కనిపిస్తుంది. ఈ జంక్ డీఎన్ఏలో పాత వైరస్‌లు, మరణించిన జన్యువుల అవశేషాలు కూడా ఉంటాయి. ఇవి ఆ డీఎన్‌ఏ సీక్వెన్సింగ్‌ను మరింత సంక్లిష్టం చేస్తాయి.

ఈ తరహా డీఎన్ఏ వైలో చాలా ఉంటుంది. దీని గురించి మనకు తెలిసిన సమాచారం తక్కువ.

వై ఎందుకు ఇంత వింతగా ఉంది?

ఇంత వింతగా వై ఎందుకుంది? దీనికి పరిణామ క్రమమే కారణమని చెప్పుకోవాలి.

150 మిలియన్ ఏళ్ల క్రితం ఎక్స్, వై క్రోమోజోమ్‌లు రెండు సాధారణ క్రోమోజోమ్‌లు మాత్రమే. కొన్ని పక్షులు, జంతువుల్లో కనిపించినట్టే మనుషుల్లోనూ ఇవి సాధారణంగానే ఉండేవి. వీటిలో ఒక క్రోమోజోమ్ తల్లి నుంచి మరొకటి తండ్రి నుంచి వచ్చేవి. అన్ని క్రోమోజోమ్‌ల జతలు ఇలానే ఉండేవి.

అయితే, నెమ్మదిగా పరిణామక్రమంలో ఎస్‌ఆర్‌వై జన్యువు వీటిలో కలిసింది. ఒక పురాతన జన్యువు నుంచి ఇది వచ్చింది. ఇదే ‘వై’కు కొత్త రూపాన్ని ఇచ్చింది.

ఈ కొత్త ‘వై’ అంటే ‘ప్రోటో వై’లో ఆ తర్వాత కాలంలో చాలా జన్యు పరివర్తనలు (జీన్ మ్యుటేషన్లు) జరిగాయి. కొన్ని మిలియన్ ఏళ్లకు పది వరకూ క్రియాశీల జన్యువులు (యాక్టివ్ జీన్)లను ‘ప్రోటో వై’ కోల్పోతూ వచ్చింది. అలా దీనిలో జన్యువులు వెయ్యి నుంచి 27కు పడిపోయాయి.

అయితే, భవిష్యత్తులోనూ ఇదే రీతిలో ఈ నిర్వీర్యం కొనసాగుతుందా, పూర్తిగా ఈ ‘వై క్రోమోజోమ్’ కనుమరుగూ అవుతుందా? అనే దానిపై ప్రస్తుతం చాలా చర్చ జరుగుతోంది.

చాలా క్లిష్టమైన సీక్వెన్సింగ్

హ్యూమన్ జీనోమ్ తొలి డ్రాఫ్ట్ (జన్యు పటం) 1999లో ప్రచురితమైంది. ఎక్స్‌తోపాటు దాదాపు అన్ని సాధారణ క్రోమోజోమ్‌ల సీక్వెన్స్‌లను శాస్త్రవేత్తలు డీ-కోడ్ చేయగలిగారు. అయితే, దీనిలో కొన్ని ఖాళీలు (గ్యాప్)లు ఉన్నాయి.

ఈ సీక్వెన్సింగ్ కోసం ‘షార్ట్-రీడ్’ టెక్నిక్‌ను ఉపయోగించారు. దీనిలో భాగంగా డీఎన్‌ఏను చిన్నచిన్న ముక్కలుగా కత్తిరిస్తారు. అనంతరం దీన్ని మళ్లీ పజిల్ తరహాలో ఒకటి చేస్తారు.

కొత్తగా అందుబాటులోకి వచ్చిన లాంగ్-రీడ్ టెక్నాలజీతో డీఎన్ఏలతోపాటు వీటిని కలిపే బేస్‌లను కూడా శాస్త్రవేత్తలు సీక్వెన్సింగ్ చేయగలిగారు. ఫలితంగా ‘వై క్రోమోజోమ్‌’లోని లూప్‌లు, రిపిటీషన్‌లను మెరుగ్గా గుర్తించడం, కత్తిరించి అతికించడం సాధ్యపడుతున్నాయి.

ఇలా పూర్తిగా సీక్వెన్సింగ్ సాధ్యమైన చివరి క్రోమోజోమ్ వై. అయితే, ఈ లాంగ్-రీడ్ టెక్నాలజీతో కూడా ఒక్కోసారి వై క్రోమోజోమ్‌ను సీక్వెన్స్ చేసే ప్రక్రియ చాలా క్లిష్టంగా ఉంటుంది. కొన్ని క్లిష్టమైన ప్రాంతాలను సీక్వెన్స్ చేసేందుకు శాస్త్రవేత్తలు మళ్లీ మళ్లీ ప్రయత్నించాల్సి ఉంటుంది.

వై నుంచి ఏం తెలిసింది?

దశాబ్దాల నుంచి మనం ఊహించినట్లే వై సంక్లిష్టమైన, తికమక పెట్టే క్రోమోజోమ్‌గా రుజువైంది.

దీనిలో కొత్త జన్యువులు ఈ క్రమంలో వెలుగులోకి వచ్చాయి. అంతేకాదు, అంతుచిక్కని సూడోఆటోసోమల్ లాంటి ప్రాంతాలనూ ప్రస్తుతం సీక్వెన్సింగ్ చేయగలిగారు.

అయితే, ఈ పరిశోధన ఫలితాలను ప్రపంచ వ్యాప్తంగా శాస్త్రవేత్తలు ఎలా ఉపయోగించుకుంటారు అనేది ఇక్కడ ముఖ్యమైన విషయం.

కొన్ని శాస్త్రవేత్తల బృందాలు ఈ వై జన్యువులను పరిశీలిస్తాయి.

ఎస్‌ఆర్‌వైతోపాటు వీర్యానికి కారణమయ్యే జన్యువుల సీక్వెన్స్‌లను శాస్త్రవేత్తలు పరిశీలిస్తారు. వీటితో అనుసంధానమైన ఎక్స్ జన్యువుల్లో ఎలాంటి మార్పులొచ్చాయి అనే దానిపైనా దృష్టిసారిస్తారు.

మరికొంతమంది రిపీటెడ్ సీక్వెన్స్‌లు ఎలా వచ్చాయి? వీటిలో ఎలాంటి మార్పులు చోటుచేసుకున్నాయి? లాంటి వాటిని పరిశీలిస్తారు.

ప్రపంచంలోని భిన్న ప్రాంతాలకు చెందిన మగవారి ‘వై క్రోమోజోమ్’లు ఎలా పరివర్తన చెందాయి? లేదా ఇవి ఎలా నిర్వీర్యం అవుతూ వస్తున్నాయి? లాంటి అంశాలనూ నిపుణులు పరిశీలించొచ్చు.

పాత వై క్రోమోజోమ్‌కు ఇది కొత్త శకం.

(జెన్సీ గ్రేవ్స్ ఆస్ట్రేలియాలోని లా ట్రోబ్ యూనివర్సిటీలో ప్రొఫెసర్)

ఇవి కూడా చదవండి

(బీబీసీ తెలుగును ఫేస్‌బుక్, ఇన్‌స్టాగ్రామ్‌, ట్విటర్‌లో ఫాలో అవ్వండి. యూట్యూబ్‌లో సబ్‌స్క్రైబ్ చేయండి.)