डेविड क्लैफम: ए लाइफ इन साइंस चेज़िंग आयन चैनल्स

वैज्ञानिक खोज के भविष्य के बारे में पूछे जाने पर डेविड क्लैफम संकोच नहीं करते। “कुछ लोग सोचते हैं कि हम लगभग विज्ञान के अंत में हैं – मुझे लगता है कि यह पागलपन है। सिर्फ इसलिए कि हम इन सभी जीनों को जानते हैं, इसका मतलब यह नहीं है कि हम उन्हें समझते हैं। सीखने और विकसित करने के लिए बहुत कुछ है, और मैंने हमेशा इसे अविश्वसनीय रूप से प्रेरक पाया है।”

उस प्रेरणा ने अनुसंधान विज्ञान में 50 साल के प्रतिष्ठित करियर को बढ़ावा दिया, जिसमें हार्वर्ड मेडिकल स्कूल में एल्डो आर. कास्टानेडा प्रोफेसर के रूप में नियुक्तियां, साथ ही एचएचएमआई में वैज्ञानिक और नेतृत्व भूमिकाएं शामिल थीं। विज्ञान के प्रति उनका जुनून – एक घुमंतू बचपन से पैदा हुआ और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, जीव विज्ञान और चिकित्सा में प्रशिक्षण के माध्यम से विकसित हुआ – उन्हें हृदय, मस्तिष्क, दांत और शुक्राणु सहित पूरे मानव शरीर में असामान्य कोशिकाओं के शरीर विज्ञान का पता लगाने के लिए प्रेरित किया।

जहां बिजली जीवविज्ञान से मिलती है

हालाँकि उनकी वैज्ञानिक रुचियाँ असमान लग सकती हैं, क्लैफम उन तरीकों से प्रेरित थे – और बने हुए हैं – जिनसे वे प्रतिच्छेद करते हैं। “हम इंसान सोचते हैं कि हमने कुछ सौ साल पहले बिजली के उपयोग का आविष्कार किया था, लेकिन वास्तव में, जीव विज्ञान ने चार अरब साल पहले बिजली का उपयोग करना शुरू कर दिया था,” वह बताते हैं।

“बैक्टीरिया ने अनिवार्य रूप से कोशिका की झिल्ली में आयनों को असममित रूप से पंप करके बैटरी का आविष्कार किया। यह सेल को ऊर्जा को वोल्टेज के रूप में संग्रहीत करने और बहुत तेज़ बदलावों के लिए आवश्यकतानुसार उपयोग करने की अनुमति देता है,” वह कहते हैं। “यहाँ तक कि मनुष्यों द्वारा आविष्कृत इलेक्ट्रिक मोटरें भी एककोशिकीय जीवों द्वारा पहली बार उपयोग की गई मोटरों से मिलती जुलती हैं।”

एमोरी विश्वविद्यालय में एमडी/पीएचडी कार्यक्रम पूरा करने के बाद, क्लैफम को जर्मनी के गोटिंगेन में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट में इरविन नेहर और बर्ट सकमैन के साथ काम करने का असाधारण अवसर मिला। नेहर और सकमैन ने हाल ही में पैच-क्लैंप तकनीक का आविष्कार किया था, एक ऐसी सफलता जिसने बाद में उन्हें नोबेल पुरस्कार दिलायाबाहरी लिंक, एक नए टैब में खुलता है.

उनके मार्गदर्शन में, क्लैफम ने मिलीसेकंड रिज़ॉल्यूशन पर व्यक्तिगत आयन चैनलों के खुलने और बंद होने को मापना सीखा। ये आयन चैनल नियंत्रित करते हैं कि न्यूरॉन्स मांसपेशियों और एक दूसरे के साथ कैसे संवाद करते हैं। पैच-क्लैंप तकनीक ने पूरे मानव शरीर को – आंत से मांसपेशियों तक – आंख तक – समझ के नए, गहरे स्तर तक खोल दिया।

कैरियर को परिभाषित करने वाली एक सफलता

क्लैफम ने इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी के लिए एक रोमांचक समय के दौरान अपना मेडिकल रेजीडेंसी पूरा किया। बर्टिल हिले और उनकी प्रयोगशाला ने एक महत्वपूर्ण हृदय संबंधी खोज करने के लिए पैच क्लैंप का उपयोग किया था। उन्होंने पाया कि हृदय को धीमा करने और गति बढ़ाने के लिए जिम्मेदार पोटेशियम चैनल अणु ग्वानोसिन ट्राइफॉस्फेट (जीटीपी) द्वारा सक्रिय किए जा सकते हैं। बोस्टन में ब्रिघम और महिला अस्पताल में अपनी नवजात प्रयोगशाला में, क्लैफम ने यह समझने की कोशिश की कि यह कैसे और क्यों हुआ।

पूरे हॉल में एक बायोकेमिस्ट ईवा नीर की मदद से, उन्होंने विभिन्न शुद्ध जी प्रोटीन घटकों को सीधे हृदय कोशिकाओं की आंतरिक सतह पर लागू करना शुरू कर दिया ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि कौन सा सक्रियण का कारण बना। क्लैफम को बहुत आश्चर्य हुआ, जी-अल्फा – जिसे अधिकांश सेलुलर गतिविधि के लिए जिम्मेदार माना जाता था – ने कुछ नहीं किया। लेकिन जी-बीटा गामा, जिसके लिए उम्मीदें कम थीं, ने तुरंत कार्डियक पोटेशियम चैनलों को सक्रिय कर दिया।

“यह एक विस्फोट की तरह था – विज्ञान में मेरे लिए अब तक के सबसे नाटकीय क्षणों में से एक,” वे कहते हैं।

नवीन आयन चैनलों की खोज में

कई मायनों में, इस खोज ने उनके पूरे करियर की दिशा तय की: पूरे शरीर में आयन चैनलों की पहचान करना। क्लैफम के सबसे महत्वपूर्ण निष्कर्षों में से एक कोशिका की आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली की विद्युत गतिविधि को सीधे रिकॉर्ड करने से आया है। इससे पता चला कि माइटोकॉन्ड्रिया अत्यधिक चयनात्मक आयन चैनल के माध्यम से कैल्शियम लेता है। कार्य ने एक लंबे समय से देखे गए शारीरिक तथ्य को बदल दिया – कि माइटोकॉन्ड्रिया कैल्शियम को अवशोषित करता है – एक परिभाषित, मापने योग्य व्यवहार में जिसे पैच क्लैंप का उपयोग करके अध्ययन किया जा सकता है।

बाद में, मेयो क्लिनिक में एक अनुसंधान प्रयोगशाला चलाने और बोस्टन चिल्ड्रेन हॉस्पिटल में कार्डियोवस्कुलर रिसर्च के प्रमुख के रूप में सेवा करने के लिए बोस्टन लौटने के बाद, एक और आकर्षक, और बेहद अप्रत्याशित खोज हुई: कैटस्पर,बाहरी लिंक, एक नए टैब में खुलता है शरीर के सबसे जटिल आयन चैनलों में से एक। यह चैनल परिपक्व मानव शुक्राणु को तैरने और अंडे तक पहुंचने और निषेचन के लिए इसकी सुरक्षात्मक परतों को तोड़ने की अनुमति देता है।

उनके कुछ तंत्रिका विज्ञान सहयोगियों ने मस्तिष्क कोशिकाओं के बजाय “नीच” शुक्राणु पर काम करने के लिए उन्हें चिढ़ाया, लेकिन क्लैफम इन असामान्य रूप से शक्तिशाली कोशिकाओं से मोहित हो गए, जो मानव प्रजनन के लिए आवश्यक हैं। वह गर्दन के नीचे सहित पूरे शरीर में अपनी निरंतर रुचि का श्रेय अपने चिकित्सा प्रशिक्षण को देते हैं।

एचएचएमआई नेतृत्व में शामिल होना

एचएचएमआई अन्वेषक के रूप में अपनी पहली नियुक्ति के लगभग बीस साल बाद, क्लैफम ने संस्थान में नेतृत्व की भूमिका निभाई, 2016 से 2022 तक मुख्य वैज्ञानिक अधिकारी के रूप में कार्य किया। उनके लिए, दोनों भूमिकाओं का मुख्य आकर्षण देश के शीर्ष वैज्ञानिकों को उनके काम के बारे में सुनना और समस्याओं को हल करने के तरीके पर चर्चा करना था।

वह बताते हैं, ”विज्ञान का मतलब भविष्यवाणी करना और फिर उस नतीजे पर पहुंचने की कोशिश करना नहीं है।” “जब आप प्रयोग करते हैं तो यह खुले दिमाग से रहने के बारे में है। एचएचएमआई के केंद्र में, हम सिस्टम को समझने और वैज्ञानिकों का समर्थन करने की परवाह करते हैं जहां भी उनका डेटा उन्हें ले जाता है – जो अक्सर आश्चर्यजनक रूप से अप्रत्याशित होता है।”

अभी भी प्रश्न पूछ रहे हैं

मुख्य वैज्ञानिक अधिकारी की भूमिका छोड़ने के बाद, क्लैफम ने अपना पूरा समय अपनी प्रयोगशाला में समर्पित कर दिया। एचएचएमआई के जेनेलिया रिसर्च कैंपस में एक वरिष्ठ समूह नेता के रूप मेंबाहरी लिंक, एक नए टैब में खुलता हैउन्होंने अप्रत्याशित खोज करना जारी रखा, जिसमें एक आयन चैनल ढूंढना भी शामिल था जो दांतों की कोशिकाओं में ठंड को महसूस करता है। हाल के वर्षों में, उनकी मुख्य रुचि माइटोकॉन्ड्रिया, लाइसोसोम और प्राथमिक सिलिया में आयन चैनलों पर चल रहे काम में थी।बाहरी लिंक, एक नए टैब में खुलता है सेलुलर फ़ंक्शन के लिए आवश्यक ऑर्गेनेल।

क्लैफम 2025 के पतन में सेवानिवृत्त हो गए और स्वीकार करते हैं कि जब अनुत्तरित वैज्ञानिक प्रश्न बने रहते हैं तो हटना मुश्किल होता है – लेकिन फिर, वे हमेशा रहेंगे। उन्होंने वैज्ञानिक प्रगति पर अद्यतन रहकर अपनी जिज्ञासा को जारी रखने की योजना बनाई है। साथ ही, वह एक तरफ हटने और वैज्ञानिकों की अगली पीढ़ी के लिए जगह बनाने के लिए उत्सुक हैं।

उनके लिए उनकी सलाह सरल है: “हर परियोजना ज्यादातर समय असफल होती है।” आपको समस्या-समाधान को मनोरंजन के रूप में देखना होगा। लेकिन केवल सत्य, जो वास्तविक है, विज्ञान में कायम रहता है।”