বাঘ, পঙ্গোলিন  আর  করোনা'র গল্প 

(করোনা বিজ্ঞানের খুচরো খবর -১)

আজকাল করোনা ছাড়া খবর নেই। এটা একটু বিরক্তিকর বোকাবোকা হলেও এ তো অনস্বীকার্য  যে এই আগ্রহের মুলে আছে আমাদের প্রাণের ভয়।  ২০২০তে এসে শরৎচন্দ্রের লেখা 'ওলাউঠো বসন্ত' র মত বিপদ সশরীরে এসে উপস্থিত হবে সেটা হাতে গোনা কয়েকজন বিজ্ঞানী ছাড়া আমরা কেউ কল্পনা করিনি।  তাই যে আমরা পরীক্ষার পড়া ছাড়া বিজ্ঞানের ধারেকাছে যাইনা, সেই আমরাও প্রতি ঘন্টা নতুন খবর খুঁজছি। আসলে মাপার চেষ্টা করছি বিপদ কতদূর। 

তাই,  আজ সকাল থেকে নেট দুনিয়ায় বড় খবর - আমেরিকার ব্রঙ্ক্স চিড়িয়াখানায় একটি বাঘিনীর শরীরে ধরা পড়েছে SARS-CoV-২ ভাইরাস। শুধু 'নাদিয়া' নামের এই বাঘিনী নয়, আরো কয়েকটি বাঘ ও সিংহ/সিংহী সম্ভবত সংক্রমিত (অসুস্থ নয় কিন্তু; কাশি জ্বর কিছু হয়নি, শুধু অরুচি)। কি করে হল?  চিড়িয়াখানার  যে কর্মী ওদের দেখভাল করেন তিনি বুঝতে পারেননি যে কোরোনাভাইরাস তাঁর শরীরে বাসা বেঁধেছে।  যতদিনে বুঝলেন ততদিনে তাঁর থেকে ভাইরাস ছড়িয়ে পড়েছে তাঁর পোষ-মানা বেড়ালের মাসির কাছে।  

মানুষ থেকে অন্য জন্তুতে কোরোনাভাইরাস যাচ্ছে এটা অবশ্য একদম নতুন খবর নয়।  মার্চ মাসেই হংকং আর জার্মানিতে দুটি বাড়ির কুকুর সংক্রমিত হয়ে পড়েছিল;   তাদের মালিকদের থেকে ভাইরাস ছড়িয়ে পড়ে । আর একটি গবেষণা পত্র দেখিয়েছে যে বেড়ালদের কোষে এই নতুন কোরোনাভাইরাস ঢুকতে পারে( নিজের পোষ্যকে নিয়ে আতঙ্কিত হবেন না।  যে সংক্রমণ হয়েছিল সেটা মানুষ থেকে, উল্টো দিক থেকে কোনো মতেই নয়। আর  কুকুর-বেড়াল-বাঘ থেকে করোনা ভাইরাস ছড়াচ্ছে না, ছড়াচ্ছে এক মানুষ থেকে অন্য মানুষে)।   যাই হোক, চিড়িয়াখানার ঘটনা কেন এতো শোরগোল ফেলল বুঝতেই পারছেন - হাজার হোক বাঘ তো।  অসুস্থ না হোক, পুচকু কোরোনাবাবাজি তো বাঘিনীর মধ্যে বাসা বেঁধেছে। কি অবাক কান্ড ! এই জন্যেই এতো খবর, এত শেয়ারিং।  

  সকালে যখন খবরটা দেখলাম তখন যতটা অবাক হবার কথা ততটা হলাম না।  তার main  কারণ দুদিন আগেই একটা গবেষণাপত্র পড়ছিলাম যেখানে বিজ্ঞানীরা দেখিয়েছেন যে  SARS-CoV-২ ভাইরাস'র সবচেয়ে নিকট আত্মীয় হল পঙ্গোলিন নামের সর্বাঙ্গে triangular বর্ম-লাগানো  বিচিত্রদর্শন জন্তুটি।  মানে, ঠিক প্যাঙ্গোলিন নয়, ওর শরীরে বাসা বাঁধা কিছু ভাইরাস।  এরাও কোরোনাভাইরাস পরিবারের সদস্য,। সবচেয়ে বড় কথা বাদুড়ের কোরোনাভাইরাসের সঙ্গে  SARS-CoV-২র যত মিল তার থেকে অনেক বেশি মিল SARS-CoV-২  আর পঙ্গোলিন কোরোনাভাইরাসদের মধ্যে।  বলতে পারেন - একদিকে বাদুড়ের  ভাইরাস, অন্যদিকে  SARS-CoV-২ ভাইরাস আর মাঝখানে যোগসূত্র হল প্যাঙ্গোলিনের ভাইরাস।  

 এই আবিষ্কার আবার প্রমান করলো যে  SARS-CoV-২ ভাইরাস কোনো আধুনিক ল্যাবে তৈরী নয়। জানুয়ারি মাসেই বিজ্ঞানীরা সন্দেহ করেছিলেন যে বাদুড় থেকে  SARS-CoV-২ সরাসরি মানুষে প্রবেশ করেনি।  কোন এক অজানা প্রাণী হচ্ছে intermediate host . এখন প্রমান মিলল যে সে হল প্যাঙ্গোলিন।  এটাও নতুন নয়।  ২০০৩র সার্স মহামারী র সময়েও SARS-classic ভাইরাস প্রথমে বাদুড় থেকে  সিভেট (ভামবেড়াল'র মত প্রাণী) ও তারপর সিভেট থেকে মানুষে লাফ মেরেছিলো; আর ২০১২ MERS ভাইরাস প্রথমে বাদুড় থেকে উটের শরীরে ঢোকে, আর তারপর উট থেকে মানুষে।  জীবন-বিজ্ঞানে এই ধরণের  ঘটনা বারবার দেখা যায়।  

গবেষণাপত্রটি পড়তে পড়তে উইকিপেডিয়া'র যে তথ্যটি আকৃষ্ট করেছিল সেটি হল পঙ্গোলিন এমন এক স্তন্যপায়ী যার নিকট আত্মীয়দের মধ্যে আছে বাঘ, সিংহ, বেড়াল ও অন্যান্য ক্যানিন প্রানীরা!  আপাতদৃষ্টিতে এটা মনে না হলেও এরকমও প্রায়ই দেখা যায় বিবর্তনে।  মানুষ, বাদুড় আর তিমি সবাই যে স্তন্যপায়ী তাতে কোনো সন্দেহ আছে কি ? বহু কোটি বছর আগে পৃথিবীর কোথাও এদের এক পূর্বপুরুষ ছিল যার এক বংশধর থেকে বিবর্তিত হয় পঙ্গোলিন, আরেক বংশধর থেকে আসে বাঘ, সিংহ, বেড়ালরা। মানিকবাবুর কথায় 'শাখা প্রশাখা'।

তাহলে এখন অবধি কি দাঁড়ালো ব্যাপারটা - পঙ্গোলিন থেকে মানুষে এলো নতুন ভাইরাস।  আর মানুষ থেকে (পঙ্গোলিনদের আত্মীয় )বাঘের শরীরে ঢুকলো একই ভাইরাস। ঠিক আছে ?

(ছবি ১: স্তন্যপায়ী বিবর্তনের শাখা প্রশাখা - উইকিপেডিয়া থেকে নেওয়া ছবি )

নেই কাজ তো খই ভাজ। লকডাউনের সকালবেলা বাবার হোটেলে খেয়েদেয়ে  ভাবলাম কৌতূহল যখন হচ্ছে, একটা ছোট্ট এক্সপেরিমেন্ট করা যাক। মানে কম্পিউটারে in silico বিশ্লেষণ।  কয়েকদিন আগে পড়া আরেকটা গবেষণাপত্র'র pdf বের করলাম।  পৃথিবীর অন্যতম নামকরা বিজ্ঞান পত্রিকা 'নেচার' এ প্রকাশিত।  সেখানে বিজ্ঞানীরা বিশ্লেষণ করেছেন ঠিক কি করে  SARS-CoV-২  আমাদের কোষে প্রবেশ করে।  আগে থেকেই জানা ছিল যে এটা অনেকটা চাবি দিয়ে তালা খোলার মত। SARS-CoV-২ র যে স্পাইক প্রোটিন আছে (ছবি এতদিনে সবাই দেখেছেন - ভাইরাসের গোল শরীর থেকে রডের মত বেরিয়ে আছে )সেটা একদম  খাপে খাপ লেগে যায় আমাদের কোষের মেমব্রেন (ঝিল্লি) তে বসে থাকা ACE২ প্রোটিনের গায়ে। ACE২ হল তালা আর স্পাইক হল চাবি।  ব্যাস! চিচিং ফাঁক (অন্য ভাইরাস যেমন সমগোত্রীয় SAR-classic  বা MERS র স্পাইক ও কাজ করে,কিন্তু  SARS-CoV-২ র স্পাইক তালা খোলে একদম নিখুঁত ভাবে, অত্যন্ত দ্রুত।  আর সেই জন্যেই এই ভাইরাস এতো ছোয়াঁচে। এসব জানা ছিল, তাহলে এই গবেষণাপত্রে নতুন কি জানা গেল? এখানে বিজ্ঞানীরা দেখিয়েছেন যে  SARS-CoV-২ র  স্পাইক প্রোটিন আর ACE২ ঠিক কি ভাবে একে ওপরের সঙ্গে আটকে যায়, আর তারপর এক সেকেন্ডর ভগ্নাংশে খুলে যায় কোষের দরজা।  বলতে পারেন, এই চাবি-তালার আণবিক নাটবল্টুর ছবি তুলতে সক্ষম হয়েছেন বিজ্ঞানীরা।     

ACE২ সম্মন্ধে  বলতেই হয়।পুরো নাম Angiotensin Converting Enzyme -২. আমাদের শরীরের রক্তচাপ নিয়ন্ত্রণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা আছে কিডনি থেকে নিঃসৃত Renin হরমোন ও লিভারে তৈরী Angiotensin প্রোটিনের।  এদেরই দলের খেলোয়াড় এই ACE২ প্রোটিন।  বহু কোষের ঝিল্লিতে এর অবস্থান , তবে  বেশিমাত্রায়  ফুসফুসে পাওয়া যায়  । প্রাগৈতিহাসিক প্রোটিনদের দল।  কত কোটি বছর আগে তাদের সৃষ্টি, তখন আধুনিক মানুষের পূর্বপুরুষরাও পৃথিবীতে আসেনি, সম্ভবত রাজ্যত্ব চলছে আদি ডাইনোসরদের।তাই আজ লতাপাতা বেয়ে বহু প্রাণীর শরীরে এদের পাওয়া যায়।  

প্রোটিন-সিকোয়েন্স (Protein sequence) ব্যাপারটাও  একটু না বললেই নয়।  Sequence হল অক্ষরমালা।  অনেকগুলি  অক্ষর ব্যাকরণ  মেনে ও অর্থপূর্ণ  ভাবে  পরপর সাজালে যেমন একটি বাক্য লেখা হয়, তেমনি অনেকগুলি অ্যামিনো অ্যাসিড নির্দিষ্ট নিয়ম মেনে পর পর জুড়ে দিলে একটি প্রোটিন তৈরী হয়।  প্রকৃতিতে মাত্র ২০টি অ্যামিনো অ্যাসিড আছে।  কিন্তু এদেরই বিভিন্ন ভাবে সাজিয়ে তৈরী হয়েছে হাজার হাজার ধরণের প্রোটিন - কারুর সাইজ হয়তো ৫১ অ্যামিনো অ্যাসিড, কারুর ১৭৮ অ্যামিনো অ্যাসিড, কারুর ১৫৬৭ অ্যামিনো অ্যাসিড। কটা  অ্যামিনো অ্যাসিড আছে আর কি অর্ডারে আছে সেইটা আলাদা। ব্লাড সুগার নিয়ন্ত্রণে রাখা ইনসুলিন বা রক্তের হিমোগ্লোবিন ও এলবুমিন , বা মাথার চুলের কেরাটিন, অথবা দুধের ল্যাক্টালবুমিন, মাংসপেশির এক্টিন মায়োসিন, কার্টিলেজের কোলাজেন, রোগ প্রতিরোধের আন্টিবডি বা ওই রেনিন, ACE২ এমনকি ওই 'শয়তান' স্পাইক প্রোটিন সবাই এইভাবেই তৈরী হয়।

প্রোটিন ১ : MRTYCAAGTKASD.....

প্রোটিন ২:  MAFCGHAGVISKLRRGVQ....

প্রোটিন ৩: AFGELIDDEQMSAPGILVRAGTK.....

আজকের দিনে কম্পিউটার-ভিত্তিক জীবন বিজ্ঞান'র গবেষণা (বা বিশ্লেষণের একটা বড় সুবিধে হল চট করে হাজার হাজার প্রোটিন'র সিকোয়েন্স পাওয়া যায়।  অনেক নামকরা ওয়েব সাইট আছে। সবচেয়ে নামকরা বোধহয় আমেরিকার NCBI (ন্যাশানাল সেন্টার ফর বায়োটেকনোলোজিকাল ইনফরমেশন). আমরা যারা মলিকিউলার বায়োলজি বা মাইক্রোবায়োলজি নিয়ে ঘাঁটাঘাঁটি করে থাকি তারা সবাই NCBIর কাছে কোনো না কোন ভাবে ঋণী; মোটামুটি খুঁজতে জানলেই হলো - যা সিকোয়েন্স চান তাই পাবেন। তাই কি-বোর্ডে একটু টেপাটেপি করে করে বের করে আনলাম পাঁচটা ACE২ প্রোটিন সিকোয়েন্স।  মানুষ, বাঘ, জাভার পঙ্গোলিন, বেড়াল, গবাদি পশু ও মুরগি। একই প্রোটিন পরিবারের সদস্য - বিজ্ঞানের ভাষায় homologs, সবাই লম্বায় ৮০০ অ্যামিনো এসিডের কাছাকাছি। কিছু বিশেষ কম্পিউটার প্রোগ্রাম দিয়ে এদের অল্প বিশ্লেষণ করে ফেললাম।  যাকে বলে sequence alignment - এক কোথায়, ৬টা প্রোটিনকে পাশাপাশি ফেলে দেখা কোন কোন অ্যামিনোঅ্যাসিড ওদের সবার মধ্যে একই রয়েছে, আর কোন কোন গুলো পাল্টে গেছে। একই বংশের লোকজনের মধ্যে যেমন  মিল থাকে, তেমনি মানুষের ACE ২, বাঘের ACE ২, পঙ্গোলিনের ACE ২র মধ্যেও মিল থাকা স্বাভাবিক। প্রশ্ন হচ্ছে কতটা মিল? আর কতটা অমিল ?  

বেশি detailed কথায় কাজ নেই।  যেটা নজরে এল সেটা হল  নেচার গবেষণাপত্রের বিজ্ঞানীরা যে যে অ্যামিনো অ্যাসিডগুলো ওই 'তালার'  নাটবল্টু বলে চিনিয়েছিলেন , সেগুলো কিন্তু সব homologর মধ্যে মোটামুটি অপরিবর্তিত রয়ে গেছে।  ৯-১০ অ্যামিনো অ্যাসিড আছে যারা এই ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ এবং  পাঁচটি স্তন্যপায়ীর ক্ষেত্রে এগুলি প্রায়ই সবই এক (সিকোয়েন্সগুলির অংশ বিশেষ'র ছবি দিলাম )। মুরগির ACE২ তে অল্প স্বল্প কিছু তফাৎ আছে, এবং সেটা স্বাভাবিক - ওই ছ'জনের মধ্যে ওটাই তো একমাত্র পাখি থেকে নেওয়া।  এসব মিল দেখে  অবাক হবার কিছু নেই।  ভুললে চলবে না যে এদের মূল কাজ হল রেনিন এনজিওটেনসিন সিস্টেম, এবং আগেই বলেছি সেটা এই সব প্রাণীতে কাজ করে চলেছে।  কোরোনাবাবাজি না হয় একটি 'চাবি' বাগিয়েছেন বলে তালাতে খুলে ঢুকে পড়ছেন।   

(ছবি ২: বিভিন্ন প্রাণীর ACE২ প্রোটিন সিকোয়েন্সের অংশবিশেষ।  মানুষ (H. sapiens), পঙ্গোলিন (M. javanica), বেড়াল (F. catus ), বাঘ (P. tigris) , গবাদি পশু (B. taurus ) আর মুরগি (G. gallus). স্পাইক প্রোটিনের সঙ্গে যে যে অ্যামিনো অ্যাসিড খাপে খাপ আটকে যায় সেগুলি লাল বাক্স দিয়ে দেখানো হয়েছে। )

তাহলে কি দাঁড়াল  - প্রোটিন সিকোয়েন্স থেকে একটা সহজ কারণ বোঝা গেলো কেন  আমেরিকান বাঘিনীর গলায় একদা হাড়, থুড়ি করোনা, ফুটিয়াছিল। ভাইরাস  বাবাজীবন কেমন করে   পঙ্গোলিন থেকে লাফ দিয়ে এলেন সেটাও কিছুটা আন্দাজ পাওয়া গেল।  আমাদের প্রচুর পোষা কুকুর বেড়াল আছে, সারা পৃথিবী জুড়ে খেত খামার ও ডেয়ারি শিল্পের হাজার হাজার গবাদি পশু আছে , কিন্তু  সুখের বিষয় হল যে  প্রকৃতির এমনি 'মিরাকেল' যে SARS-CoV-২ যদিও বা কোনোদিন তাদের শরীরে ঢুকে পড়ে তারা গুরুতর অসুস্থ হয়ে পড়ে না বা তাদের থেকে সংক্রমণ ছড়ায় না ('মিরাকেল' কথাটা অবশ্য বিজ্ঞানে খাটে না। আসলে বিভিন্ন প্রজাতির রোগ-প্রতিরোধ ক্ষমতাও আলাদা আলাদা।  তাছাড়া ভাইরাসদের ও একটা 'পছন্দ অপছন্দ' বলে ব্যাপার আছে।  যে যে hostএ থাকে সেখানেই থাকে (আর তাই নতুন ভাইরাস থেকে pandemicও কালেভদ্রে ঘটে)। যেমন  SARS-CoV-২ একটু বেশি শুধু মানুষের প্রেমে পড়ে গেছে।  আক্ষরিক অর্থেই, এতো ভালোবাসায় আমাদের প্রাণ ওষ্ঠাগত !

https://www.anandabazar.com/international/coronavirus-a-tigress-in-bronx-zoo-tested-corona-positive-1.1132849
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2180-5

https://en.wikipedia.org/wiki/Pangolin

https://www.bbc.com/news/science-environment-52048195

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2169-0