एमआईटी के शोधकर्ताओं द्वारा पहली बार वर्टिसिलिन ए का संश्लेषण किया गया

MENA न्यूज़वायर , वाशिंगटन : मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के वैज्ञानिकों ने वर्टिसिलिन ए नामक एक जटिल कवक यौगिक का सफलतापूर्वक संश्लेषण किया है, जिसकी पहचान 50 वर्ष से भी अधिक समय पहले हुई थी और जो लंबे समय से अपने कैंसर-रोधी गुणों के लिए जाना जाता है। यह उपलब्धि इस यौगिक का पहला प्रयोगशाला संश्लेषण है और कार्बनिक रसायन विज्ञान में एक लंबे समय से चली आ रही चुनौती का समाधान करती है, जिसने इसकी खोज के बाद से इस अणु के वैज्ञानिक अध्ययन को सीमित कर रखा था।

वर्टिसिलिन ए को मूल रूप से 1960 के दशक की शुरुआत में कवक से अलग किया गया था और कैंसर कोशिकाओं की वृद्धि में बाधा डालने की क्षमता सहित इसकी जैविक सक्रियता के कारण इसने ध्यान आकर्षित किया। इस प्रारंभिक संभावना के बावजूद, शोधकर्ता इसकी अत्यधिक जटिल आणविक संरचना के कारण इस यौगिक को कृत्रिम रूप से पुन: उत्पन्न करने में असमर्थ रहे। इसकी संरचना संबंधित कवक यौगिकों से केवल थोड़ी भिन्न है, फिर भी इन सूक्ष्म अंतरों ने इसके जैविक कार्य के लिए आवश्यक सटीक त्रि-आयामी व्यवस्था के साथ अणु को संयोजित करने में बड़ी बाधाएँ उत्पन्न कीं।

हाल ही में प्रकाशित शोध से पता चलता है कि सिंथेटिक रसायन विज्ञान में हुई प्रगति का उपयोग करके इन चुनौतियों पर कैसे काबू पाया गया। एमआईटी में रसायन विज्ञान के प्रोफेसर और इस अध्ययन के वरिष्ठ लेखकों में से एक मोहम्मद मोवासाघी ने कहा कि इस प्रयास से यह बेहतर ढंग से समझने में मदद मिली कि संरचनात्मक बदलावों से संश्लेषण की जटिलता में कितना नाटकीय रूप से वृद्धि हो सकती है। शोधकर्ताओं ने ऐसी विधियाँ विकसित कीं जिनसे वे रासायनिक बंधों के निर्माण के क्रम को नियंत्रित कर सके, जिससे वैज्ञानिक समुदाय द्वारा दशकों के असफल प्रयासों के बाद इस यौगिक का निर्माण संभव हो सका।

वर्टिसिलिन ए के एक व्युत्पन्न के प्रयोगशाला परीक्षण में मानव कैंसर कोशिकाओं में सक्रियता देखी गई, जिसमें डिफ्यूज मिडलाइन ग्लियोमा भी शामिल है, जो बच्चों में होने वाला एक दुर्लभ और आक्रामक मस्तिष्क कैंसर है। डिफ्यूज मिडलाइन ग्लियोमा के उपचार के सीमित विकल्प और खराब परिणाम इसकी विशेषता हैं, जिसके कारण यह चल रहे शोध का केंद्र बिंदु बना हुआ है। ये निष्कर्ष संवर्धित मानव कैंसर कोशिकाओं का उपयोग करके प्राप्त किए गए थे और नैदानिक डेटा के बजाय प्रारंभिक चरण के प्रायोगिक परिणाम हैं।

इस अध्ययन का नेतृत्व मोवासाघी और जून क्यूई ने संयुक्त रूप से किया, जो दाना-फ़ार्बर कैंसर इंस्टीट्यूट , बोस्टन चिल्ड्रन्स कैंसर एंड ब्लड डिसऑर्डर्स सेंटर और हार्वर्ड मेडिकल स्कूल से संबद्ध चिकित्सा के एसोसिएट प्रोफेसर हैं। उनके निष्कर्ष रसायन विज्ञान के क्षेत्र में अग्रणी पीयर-रिव्यू पत्रिकाओं में से एक, जर्नल ऑफ़ द अमेरिकन केमिकल सोसाइटी में प्रकाशित हुए थे।

कवक यौगिक संश्लेषण में दशकों पुरानी चुनौती का समाधान हो गया है।

आणविक स्तर पर, वर्टिसिलिन ए दो समान भागों से मिलकर बना होता है जिन्हें एक सटीक स्थानिक विन्यास वाले डाइमर बनाने के लिए आपस में जोड़ना आवश्यक है। इस सटीक संरेखण को प्राप्त करना ही वह मुख्य चुनौती थी जिसने दशकों तक इसके संश्लेषण को बाधित किया था। शोधकर्ताओं के अनुसार, संयोजन के दौरान अभिविन्यास में मामूली विचलन भी यौगिक के जैविक गुणों को बाधित कर सकता है, इसलिए त्रि-आयामी संरचना पर कड़ा नियंत्रण रखना आवश्यक है।

इस समस्या को हल करने के लिए, टीम ने एक 16-चरणीय संश्लेषणात्मक प्रक्रिया तैयार की, जिसमें प्रत्येक रासायनिक बंधन के निर्माण के समय और तरीके को सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया गया। शोधकर्ताओं ने बंधन निर्माण प्रतिक्रियाओं के पारंपरिक क्रम में बदलाव किया और महत्वपूर्ण चरणों के दौरान नाजुक आणविक क्षेत्रों को टूटने से अस्थायी रूप से बचाया। कुछ कार्यात्मक समूहों को जानबूझकर तब तक छिपाकर रखा गया जब तक कि अणु के दोनों भाग सफलतापूर्वक जुड़ नहीं गए, जिससे यह सुनिश्चित हो सके कि अंतिम यौगिक आवश्यक त्रि-आयामी संरचना को अपना ले।

रासायनिक अभिक्रियाओं का समय निर्धारण अत्यंत महत्वपूर्ण सिद्ध हुआ।

मोवासाघी ने कहा कि इस शोध से रासायनिक संश्लेषण में समय के महत्व पर प्रकाश डाला गया है। प्रमुख चरणों के क्रम को बदलकर, शोधकर्ता अणु को उसके सही विन्यास में लाने में सक्षम हुए, जो पहले कभी हासिल नहीं किया गया था। यह विधि वर्टिसिलिन ए के संबंधित वेरिएंट बनाने की भी अनुमति देती है, जिनका उपयोग यह अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है कि छोटे रासायनिक संशोधन जैविक गतिविधि को कैसे प्रभावित करते हैं।

प्रयोगशाला में संश्लेषण स्थापित हो जाने के बाद, वर्टिसिलिन ए का उत्पादन व्यापक वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए पर्याप्त मात्रा में किया जा सकता है। क्यूई ने कहा कि प्राकृतिक यौगिकों ने ऐतिहासिक रूप से औषधि खोज में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है, और कृत्रिम रूप से उत्पादित वर्टिसिलिन ए तक पहुंच से यह संभव हो पाता है कि अणु कैंसर कोशिकाओं के साथ किस प्रकार परस्पर क्रिया करता है, इसका अधिक विस्तृत अध्ययन किया जा सके। शोधकर्ता रसायन विज्ञान, रासायनिक जीव विज्ञान, कैंसर जीव विज्ञान और रोगी-केंद्रित अनुसंधान को शामिल करते हुए एकीकृत दृष्टिकोणों का उपयोग करके इसके गुणों की जांच करने की योजना बना रहे हैं, जिसका उद्देश्य कैंसर विज्ञान में इसकी संभावित भूमिका की समझ को व्यापक बनाना है।