रसायनशास्त्रातील नोबेल पुरस्कार २०२६ : रेणूंच्या आरशातील रहस्याचा उलगडा

(विज्ञानातील एका महत्त्वपूर्ण संशोधनाची सोप्या भाषेत ओळख...)

विज्ञानाच्या जगात काही शोध असे असतात, जे आपल्याला निसर्गाकडे पाहण्याची नवी दृष्टी देतात. रसायनशास्त्रातील २०२६ चा नोबेल पुरस्कार हा अशाच एका महत्त्वपूर्ण संशोधनाशी संबंधित आहे. फ्रान्सचे रसायनशास्त्रज्ञ हेन्री बी. कागन (Henri B. Kagan) आणि जपानचे रसायनशास्त्रज्ञ केन्सो सोई (Kenso Soai) यांच्या संशोधनाचा संबंध रेणूंच्या आरशातील प्रतिमांसारख्या दोन रचनांशी आणि रासायनिक अभिक्रियांमध्ये त्यांपैकी एका रचनेची निर्मिती अधिक प्रमाणात कशी घडवून आणता येते, याच्याशी आहे.

या संशोधनाचा विषय समजून घेण्यासाठी आपल्याला रेणूंच्या सूक्ष्म जगात डोकावावे लागेल. कारण आपल्या हातांप्रमाणेच काही रेणूंच्याही दोन रचना एकमेकांच्या आरशातील प्रतिमांसारख्या असतात. या रचनांमधील सूक्ष्म फरक अनेक रासायनिक आणि जैविक प्रक्रियांमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावू शकतो.

रेणूंच्या जगातील आरशाचे रहस्य

आपण आपल्या दोन्ही हातांकडे पाहिले, तर ते एकमेकांच्या आरशातील प्रतिमांसारखे दिसतात. मात्र, डावा हात आणि उजवा हात एकमेकांवर पूर्णपणे जुळवून ठेवता येत नाहीत. रसायनशास्त्रातही काही रेणूंच्या बाबतीत असेच घडते.

अशा रेणूंच्या दोन रचना एकमेकांच्या आरशातील प्रतिमांसारख्या असतात. या गुणधर्माला चिरॅलिटी (Chirality) असे म्हणतात.

आकृती १ : रेणूंच्या आरशातील प्रतिमांची संकल्पना समजून घेण्यासाठी हातांचे उदाहरण.

या दोन रचना दिसायला सारख्या वाटल्या, तरी सजीवांच्या शरीरात त्या वेगवेगळ्या प्रकारे कार्य करू शकतात. उदाहरणार्थ, प्रथिनांची निर्मिती करणाऱ्या अमिनो आम्लांमध्ये विशिष्ट प्रकारच्या रचनेचे प्राबल्य आढळते. सजीवांमध्ये एका विशिष्ट प्रकारच्या रेणूंचे प्राबल्य का दिसते आणि त्यामागे कोणत्या रासायनिक प्रक्रिया कार्यरत असतात, हा वैज्ञानिकांसाठी दीर्घकाळ अभ्यासाचा विषय राहिला आहे.

हेन्री कागन यांचे महत्त्वपूर्ण योगदान

हेन्री कागन यांनी असममित सेंद्रिय संश्लेषणाच्या क्षेत्रातील संशोधनातून रासायनिक अभिक्रियांमध्ये एका विशिष्ट प्रकारच्या रेणूची निर्मिती अधिक प्रमाणात कशी साधता येऊ शकते, हे समजून घेण्यास महत्त्वपूर्ण मदत केली.

सोप्या भाषेत सांगायचे, तर एखाद्या रासायनिक अभिक्रियेत दोन प्रकारच्या रेणूंची निर्मिती होण्याची शक्यता असताना, त्यांपैकी एका प्रकारच्या रेणूचे प्रमाण अधिक कसे वाढवता येईल, हा या संशोधनामागील महत्त्वाचा प्रश्न आहे. अभिक्रियेत एका प्रकारच्या रेणूला सुरुवातीला मिळालेली थोडीशी आघाडी योग्य परिस्थितीत आणखी वाढू शकते. यामुळे रेणूंच्या निर्मितीवर अधिक अचूक नियंत्रण मिळवण्याच्या दृष्टीने वैज्ञानिकांना महत्त्वपूर्ण दिशा मिळाली.

केन्सो सोई आणि स्वयंउत्प्रेरणाचा शोध

केन्सो सोई यांनी स्वयंउत्प्रेरणाच्या (Autocatalysis) अभ्यासात महत्त्वपूर्ण योगदान दिले.

सोप्या भाषेत सांगायचे, तर काही रासायनिक अभिक्रियांमध्ये तयार झालेला पदार्थ पुढील अभिक्रिया घडण्यास स्वतःच मदत करू शकतो. म्हणजेच, अभिक्रियेत तयार झालेला पदार्थच त्याच प्रकारचा आणखी पदार्थ तयार होण्याच्या प्रक्रियेला चालना देतो.

योग्य परिस्थितीत ही प्रक्रिया वारंवार घडल्यास एका विशिष्ट प्रकारच्या रेणूचे प्रमाण वाढू शकते. त्यामुळे रासायनिक अभिक्रियांमध्ये एखाद्या विशिष्ट रचनेचे प्राबल्य कसे निर्माण होऊ शकते, हे समजून घेण्यासाठी स्वयंउत्प्रेरणाचा अभ्यास महत्त्वाचा ठरतो. सोई यांच्या संशोधनामुळे या प्रक्रियेचे महत्त्व स्पष्ट होण्यास मदत झाली.

आकृती २ : स्वयंउत्प्रेरण कसे कार्य करते?

• सुरुवात : रासायनिक अभिक्रिया सुरू होते.
• मदत : तयार झालेला पदार्थ पुढील अभिक्रियेला मदत करतो.
• वाढ : योग्य परिस्थितीत त्याच प्रकारचा अधिक पदार्थ तयार होऊ शकतो.

ही आकृती स्वयंउत्प्रेरणाची संकल्पना सोप्या पद्धतीने समजावते. प्रत्यक्षात, रासायनिक अभिक्रियेचे स्वरूप आणि त्यावर परिणाम करणारे घटक यांनुसार ही प्रक्रिया अधिक गुंतागुंतीची असू शकते.

या संशोधनाचे महत्त्व काय?

या संशोधनाचे महत्त्व केवळ रसायनशास्त्रापुरते मर्यादित नाही. औषधनिर्मिती, जैविक प्रक्रिया आणि रेणूंच्या गुणधर्मांचा अभ्यास अशा अनेक क्षेत्रांमध्ये त्याचा उपयोग होऊ शकतो.

१. औषधनिर्मिती : अनेक औषधी रेणूंच्या आरशातील दोन रचनांचा शरीरावर वेगवेगळा परिणाम होऊ शकतो. त्यामुळे औषधनिर्मिती करताना अपेक्षित रचनेचा रेणू अधिक प्रमाणात तयार करणे महत्त्वाचे ठरते.

२. रासायनिक प्रक्रियांवर नियंत्रण : रासायनिक अभिक्रियांमधून कोणत्या प्रकारचे रेणू तयार होतील, यावर अधिक चांगले नियंत्रण मिळवण्यासाठी अशा संशोधनाचा उपयोग होतो. त्यामुळे विशिष्ट गुणधर्म असलेले पदार्थ तयार करण्याच्या प्रक्रियांना अधिक दिशा मिळू शकते.

३. जीवनाच्या उत्पत्तीचा अभ्यास : सजीवांमध्ये रेणूंच्या विशिष्ट रचनांचे प्राबल्य कसे निर्माण झाले असावे, हा विज्ञानातील महत्त्वाचा प्रश्न आहे. या प्रक्रियांचा अभ्यास केल्यामुळे जीवनाच्या रासायनिक उत्पत्तीविषयीच्या संशोधनाला नवी दिशा मिळू शकते.

४. भविष्यातील संशोधन : रेणूंची रचना, त्यांचे गुणधर्म आणि त्यांच्या निर्मितीच्या प्रक्रिया यांचा अधिक सखोल अभ्यास करण्यासाठी हे संशोधन महत्त्वाचा वैज्ञानिक आधार ठरते.

विद्यार्थ्यांसाठी सोपा निष्कर्ष

रेणूंच्या रचनेतील अगदी लहानसा फरकदेखील महत्त्वपूर्ण ठरू शकतो, ही या संशोधनातून समोर येणारी मुख्य बाब आहे. योग्य रासायनिक परिस्थितीत एका विशिष्ट प्रकारच्या रेणूची निर्मिती अधिक प्रमाणात कशी घडवून आणता येते, हे समजून घेणे औषधनिर्मितीपासून सजीवांमधील रासायनिक प्रक्रियांच्या अभ्यासापर्यंत अनेक क्षेत्रांसाठी उपयुक्त आहे.

रेणूंच्या आरशातील प्रतिमांचे रहस्य समजून घेण्याचा हा वैज्ञानिक प्रवास आपल्याला निसर्गातील सूक्ष्म गोष्टींकडे अधिक बारकाईने पाहण्यास शिकवतो. कारण विज्ञानात अनेकदा अगदी लहान वाटणाऱ्या फरकांमधूनच मोठ्या शोधांची सुरुवात होते. रेणूंच्या रचनेमागील रहस्यांचा शोध घेणे म्हणजे केवळ रसायनशास्त्र समजून घेणे नव्हे, तर सजीवसृष्टीच्या कार्यपद्धतीविषयी अधिक जाणून घेण्याच्या दिशेने टाकलेले एक महत्त्वाचे पाऊल आहे.

- रानमोती / Ranmoti 

(लेखिका ह्या कृषी रसायनशास्त्रातील पदव्युत्तर पदवीधर, कृषी तज्ज्ञ आणि संशोधक आहेत.)