एक अकेली कोशिका कैसे जानती है कि आँख कहाँ बनानी है

निषेचित अंडे की न आँखें होती हैं, न हृदय, और न ही बाएँ-दाएँ। फिर भी कुछ ही हफ्तों में यह ऐसा शरीर बना देता है जिसमें हर अंग सही जगह पर होता है। जिस कोशिका ने कभी शरीर देखा ही नहीं, वह कैसे जानती है कि आँख कहाँ होनी चाहिए? चीनी प्रश्न-उत्तर मंच झिहू पर लोकप्रिय हुआ यह सवाल विकासात्मक जीवविज्ञानियों को एक सदी से अधिक समय से व्यस्त रखे हुए है।

पहला सुराग रंग के बारे में एक धोखे से सरल अवलोकन से मिला। दो रंगों वाले बाल या त्वचा वाले अधिकांश जानवर पीठ पर गहरे और पेट पर हल्के होते हैं। यह पैटर्न इतना सामान्य है — चूहे, हिरण, मछलियाँ, पक्षी — कि यह सीखा हुआ नहीं, बल्कि विकास के नियमों में लिखा होना चाहिए। कारण रसायन है। पीठ की कोशिकाएँ और पेट की कोशिकाएँ अलग-अलग वातावरण में होती हैं, और हर एक अलग संकेत अणु छोड़ती है। वे अणु फैलते हैं और प्रवणता बनाते हैं, और कोशिका यह तय करने के लिए स्थानीय सांद्रता पढ़ती है कि उसे क्या बनना है। रंग तो बस सबसे आसानी से दिखने वाली प्रवणता है।

इस विचार की एक प्रसिद्ध उत्पत्ति कहानी है। 1920 के दशक में जर्मन भ्रूणविज्ञानी हैंस स्पेमैन और उनकी छात्रा हिल्डे मैंगोल्ड ने एक उभयचर भ्रूण से ऊतक का एक छोटा टुकड़ा दूसरे में प्रत्यारोपित किया। प्रत्यारोपित ऊतक केवल जीवित नहीं रहा। उसने आसपास की कोशिकाओं को पूरा दूसरा शरीर अक्ष बनाने का निर्देश दिया, जिससे दो सिर वाला टैडपोल बना। यह टुकड़ा ऑर्गनाइज़र के नाम से जाना गया, और इस प्रयोग को नोबेल पुरस्कार मिला। इसने साबित किया कि भ्रूण किसी स्थिर खाके से नहीं, बल्कि कोशिकाओं के बीच बातचीत से बनते हैं।

आधुनिक आनुवंशिकी ने शब्दावली भर दी। जीन का एक छोटा समूह — जिन्हें Hox, Pax6 और Sonic hedgehog जैसे नाम दिए गए — शरीर के साथ निर्देशांक की तरह काम करता है। उदाहरण के लिए, Pax6 आँख के निर्माण को शुरू करने में मदद करता है। उल्लेखनीय रूप से, वही जीन फल मक्खियों, चूहों और इंसानों में यही काम करता है। किसी मक्खी में इसे गलत जगह चालू कर दें तो पैर पर आँख उग आती है। विकास उसी औज़ार-किट को बार-बार दोहराता है, केवल यह बदलता है कि हर जीन कब और कहाँ सक्रिय होता है।

प्रवणताएँ रंग से कहीं अधिक समझाती हैं। विकसित होती किसी अंग को यह जानना होता है कि कौन-सा सिरा कंधा है और कौन-सा उँगली का सिरा। किसी तंत्रिका नली को यह जानना होता है कि कौन-सा पक्ष मस्तिष्क बनेगा और कौन-सा मेरुदंड। हर मामले में कोशिकाओं का एक छोटा समूह संकेत छोड़ता है, संकेत फैलता है, और पड़ोसी इस आधार पर प्रतिक्रिया देते हैं कि उन तक कितना पहुँचता है। यह खाके जैसा कम और मौसम जैसा अधिक है — स्थानीय नियमों से उभरते पैटर्न।

चीन और अन्य जगहों के वैज्ञानिक अब इन संकेतों को कोशिका-दर-कोशिका मानचित्रित कर रहे हैं, फ्लोरोसेंट मार्करों और एकल-कोशिका अनुक्रमण का उपयोग करके भ्रूणों को वास्तविक समय में विकसित होते देख रहे हैं। इस काम का व्यावहारिक महत्व है। अंगों की स्थिति को समझना शोधकर्ताओं को स्टेम कोशिकाओं से प्रतिस्थापन ऊतक उगाने में मदद करता है, और यह समझाने में मदद करता है कि कुछ जन्म दोष तब क्यों होते हैं जब कोई प्रवणता बहुत कमज़ोर, बहुत तेज़ या खिसकी हुई हो।

पुराने सवाल का — कोशिका कैसे जानती है कि आँख कहाँ जाएगी — अब आंशिक उत्तर है। वह ठीक-ठीक नहीं जानती। वह अपने पड़ोसियों को भाँपती है, अपने आसपास की रसायन-व्यवस्था पढ़ती है, और उन नियमों का पालन करती है जिन्हें विकास करोड़ों वर्षों से निखारता आ रहा है। शरीर कोई योजना नहीं है। वह एक समझौता है।