जर्मन जैवभौतिकविद Georg Nagel, जिन्हें लगता है कि ऑप्टोजेनेटिक्स का नोबेल जल्दी आया

Georg Nagel

जन्म	24 अगस्त 1953 Weingarten, Germany
पेशा	जैवभौतिकविद
पुरस्कार	द ब्रेन पुरस्कार · कार्ल हेंज बेकर्ट्स पुरस्कार · लुई-जीएंटे चिकित्सा पुरस्कार

जब स्टॉकहोम से जॉर्ज नागेल (Georg Nagel) को फोन आया, तब वे नेपल्स और रोम के बीच पहाड़ियों में एक छत पर बैठे थे। नीचे जैतून के पेड़ थे और बगल में नींबू का पेड़। उन्हें यकीन ही नहीं हुआ। उनके कुछ दोस्त हर पतझड़ में नोबेल पुरस्कारों की घोषणाएँ देखने का खास इंतज़ाम करते थे, और नागेल हमेशा उनसे कहते थे कि इतना उत्साहित न हों। उनकी जानकारी में ऑप्टोजेनेटिक्स से सिर्फ एक मरीज को फायदा पहुँचा था—वह तकनीक जिसे उनके प्रयोगों ने संभव बनाया। मलेरिया की दवाओं और कैंसर की इम्यूनोथेरेपी से तो असंख्य लोगों को मदद मिली थी। उनका मानना था कि मस्तिष्क की कोशिकाओं के लिए बना प्रकाश-स्विच चिकित्सा के नोबेल पुरस्कार के लिहाज़ से अभी बहुत नया है।

नोबेल असेंबली की राय इससे अलग थी। वुर्ज़बुर्ग विश्वविद्यालय के बायोफिज़िसिस्ट नागेल को प्रकाश से सक्रिय होने वाले आयन चैनलों और ऑप्टोजेनेटिक्स से जुड़ी खोजों के लिए पीटर हेगेमैन (Peter Hegemann) और कार्ल डाइज़रॉथ (Karl Deisseroth) के साथ शरीरक्रिया विज्ञान या चिकित्सा का नोबेल पुरस्कार साझा करना है। इस कहानी में नागेल की भूमिका उस दावे को प्रमाणित करने की थी। हेगेमैन लंबे समय से कहते आए थे कि हरी शैवाल Chlamydomonas के आईस्पॉट में मौजूद एक प्रोटीन प्रकाश को पकड़ने के साथ-साथ आवेशित कणों के लिए एक छिद्र भी खोलता है—ऐसा दावा जिस पर कई सहकर्मियों को संदेह था। फ्रैंकफर्ट स्थित Max Planck Institute of Biophysics में नागेल ने संभावित जीन मेंढक के अंडों में डाले और मापा कि रोशनी पड़ने पर क्या होता है। शुरुआत में काम आसान नहीं था। फिर, उनके मुताबिक, कम pH वाले गलत ढंग से तैयार घोलों के एक बैच से साफ संकेत मिला और वे समझ पाए कि वे क्या देख रहे हैं। यह एक उपयुक्त संयोग था: दोनों प्रोटीनों में से पहला प्रोटॉन के लिए चैनल निकला।

उनकी लगन की जड़ें इससे भी पुरानी थीं। नागेल का जन्म 24 अगस्त 1953 को अपर स्वाबिया के वाइंगार्टन में हुआ था। वे पाँच बच्चों में सबसे बड़े थे और पाँच साल की उम्र से ही गंभीर रूप से बीमार रहने लगे थे। जब उनके भाई-बहन पास के ऑस्ट्रिया में स्कीइंग करने जाते, तब वे माता-पिता की ओर से हर क्रिसमस पर मिले विज्ञान-किट से भाप का इंजन और रेडियो बनाते। गर्मियों की कई छुट्टियाँ वे वुर्ज़बुर्ग के विश्वविद्यालय अस्पताल में ऑपरेशनों के बीच बिताते—उसी शहर में जहाँ बाद में उन्होंने दो दशक तक पढ़ाया। उन्होंने यूनिवर्सिटी ऑफ कॉन्स्टांज़ में जीवविज्ञान और बायोफिज़िक्स की पढ़ाई की। वहाँ बायोफिज़िक्स के उनके पहले व्याख्याता अर्न्स्ट बैम्बर्ग (Ernst Bamberg) उनके मार्गदर्शक बने और छात्र रहते हुए उन्होंने एक कैफ़े शुरू करने में भी मदद की। डिप्लोमा पूरा करने के बाद उन्होंने स्विट्ज़रलैंड के एक निजी माध्यमिक विद्यालय में पढ़ाया। वुर्ज़बुर्ग में एक और ऑपरेशन के बाद उनकी हड्डियों का संक्रमण आखिरकार थम गया; उन्होंने हैंग ग्लाइडिंग शुरू की और पढ़ाना जारी रखा, जब तक कि बैम्बर्ग ने उन्हें फ्रैंकफर्ट नहीं बुलाया। वे वहाँ गए और Max Planck Institute में किए गए शोध के आधार पर 1988 में Goethe University से डॉक्टरेट पूरी की।

इसके बाद उन्होंने अमेरिका में पाँच साल पोस्टडॉक्टोरल शोध किया—Yale और Rockefeller University में। न्यूयॉर्क में उनकी मुलाकात नेपल्स की आणविक जीवविज्ञानी अन्ना मारिया मुस्ती (Anna Maria Musti) से हुई, जो Columbia में विज़िटिंग प्रोफेसर थीं; उन्होंने नागेल को विज्ञान के प्रति अपना बायोफिज़िकल नज़रिया व्यापक करने में मदद की। दोनों ने 1996 में डेनमार्क में शादी की और उनकी एक बेटी है। फ्रैंकफर्ट लौटकर Max Planck Institute में शोध समूह का नेतृत्व करते हुए नागेल और बैम्बर्ग ने 1995 में दिखाया कि सूक्ष्मजीव से मिलने वाला प्रकाश-संचालित पंप बैक्टीरियोरहोडॉप्सिन, मेंढक के अंडों में व्यक्त किए जाने पर भी काम करता है और इस तरह पशु कोशिकाएँ प्रकाश के प्रति संवेदनशील हो जाती हैं। इसके बाद के सभी प्रयोगों के लिए मेंढक का अंडा परीक्षण का आधार बन गया।

2002 में नागेल, हेगेमैन, बैम्बर्ग और उनके सहकर्मियों ने Science पत्रिका में चैनलरहोडॉप्सिन-1 को प्रकाश से सक्रिय होने वाले प्रोटॉन चैनल के रूप में वर्णित किया; मुस्ती भी सह-लेखकों में थीं। 2003 में Proceedings of the National Academy of Sciences में नागेल की टीम ने दिखाया कि चैनलरहोडॉप्सिन-2 सीधे प्रकाश पड़ते ही खुलता है और धनात्मक आयनों को भीतर जाने देता है। यह मानव गुर्दे की कोशिकाओं में भी काम करता था, जो नीली रोशनी में ध्रुवण-रहित हो जाती थीं। डाइज़रॉथ ने नागेल को जीन माँगने के लिए लिखा। स्टैनफोर्ड में उनके समूह ने 2005 में इसका इस्तेमाल संवर्धित न्यूरॉन्स को निर्देश मिलने पर सक्रिय करने के लिए किया; इस शोधपत्र के सह-लेखक नागेल और बैम्बर्ग भी थे। उसी साल अलेक्ज़ेंडर गॉट्सचाल्क (Alexander Gottschalk) के साथ काम करते हुए नागेल ने चैनलरहोडॉप्सिन की मदद से किसी जीवित, संपूर्ण पशु के व्यवहार को नियंत्रित करने के शुरुआती प्रयोगों में से एक प्रकाशित किया। इसके लिए उन्होंने गोलकृमि Caenorhabditis elegans का इस्तेमाल किया और ऐसा उत्परिवर्ती बनाया था जिससे विद्युत धारा का प्रवाह बढ़ जाए।

2004 में वे जूलियस फ़ॉन ज़ाक्स इंस्टीट्यूट में आणविक पादप शरीरक्रिया विज्ञान के प्रोफेसर बनकर वुर्ज़बुर्ग चले गए। यह एक अप्रत्याशित ठिकाना था, जहाँ से उन्होंने अगले दो दशकों में तंत्रिका-विज्ञान के एक औज़ार का दायरा बढ़ाया। शिचियांग गाओ (Shiqiang Gao) के साथ उनके समूह ने संकेत देने वाले अणुओं cAMP और cGMP के लिए प्रकाश-नियंत्रित एंज़ाइम बनाए; इनमें CyclOp भी शामिल था, जिसका वर्णन 2015 में किया गया। उन्होंने इस विधि का रुख वापस पौधों की ओर भी किया—पौधों को जीवित रहने के लिए प्रकाश चाहिए और उनमें वह रेटिनल नहीं होता जिसकी रोडॉप्सिन को ज़रूरत पड़ती है। Nature Plants में 2021 में प्रकाशित एक अध्ययन में, जिसके वरिष्ठ लेखक नागेल थे, शैवाल से लिया गया प्रकाश-सक्रिय चैनल इस्तेमाल करके तंबाकू के पौधों की वृद्धि नियंत्रित की गई। 2019 में वे Institute of Physiology चले गए और 2021 से वहीं वरिष्ठ प्रोफेसर के रूप में काम करते रहे।

यह पुरस्कार एक भरे हुए कमरे की ओर भी ध्यान खींचता है। नोबेल के नियमों के मुताबिक अधिकतम तीन लोगों को पुरस्कार दिया जा सकता है। इस सूची में बैम्बर्ग का नाम नहीं है—वे नागेल के मार्गदर्शक, बाद में फ्रैंकफर्ट संस्थान के निदेशक और चैनलरहोडॉप्सिन शोधपत्रों के सह-लेखक रहे। इसमें एडवर्ड बॉयडेन (Edward Boyden) भी नहीं हैं, जो 2005 के न्यूरॉन शोधपत्र के प्रथम लेखक थे, और गेरो मीसेनबॉक (Gero Miesenböck) भी नहीं, जिन्होंने इससे पहले एक अलग प्रणाली से न्यूरॉन्स को प्रकाश के प्रति प्रतिक्रिया करना सिखाया था। 2013 में इन सभी छह लोगों ने Brain Prize साझा किया था। नागेल साफ़गोई से बताते हैं कि जोखिम कहाँ था। डाइज़रॉथ ने समीक्षा-लेखों में लिखा है कि न्यूरॉन्स में चैनलरहोडॉप्सिन डालना बहुत जोखिम भरा प्रोजेक्ट था। घोषणा के बाद अपने पहले साक्षात्कार में नागेल ने कहा कि यह बात सुनकर उन्हें थोड़ा आश्चर्य हुआ, क्योंकि गुर्दे की कोशिकाओं में यह प्रोटीन बहुत अच्छी तरह व्यक्त होता था। साथ ही उन्होंने इस औज़ार को फैलाने और समझाने में डाइज़रॉथ के काम को बेहद अहम बताया। चिकित्सा संबंधी दावे को भी इसी सावधानी से देखना होगा। इंसानों में सबसे अच्छी तरह दर्ज मामला एक ऐसे व्यक्ति का है जिसकी रेटिनाइटिस पिगमेंटोसा से दृष्टि चली गई थी और 2021 में रिपोर्ट के मुताबिक शैवाल के चैनलरहोडॉप्सिन से जीन थेरेपी के बाद उसे सीमित दृष्टि वापस मिली। परीक्षण जारी हैं और ऑप्टोजेनेटिक्स अब भी मुख्यतः एक शोध-विधि है।

स्टॉकहोम में मिला सम्मान पुरस्कारों की लंबी कतार के बाद आया: 2010 में Wiley Prize और Karl Heinz Beckurts Prize—दोनों हेगेमैन और बैम्बर्ग के साथ; 2013 में Louis-Jeantet Prize for Medicine; 2019 में Rumford Prize; और 2020 में Hegemann तथा Miesenböck के साथ साझा किया गया Shaw Prize in Life Science and Medicine। जून 2026 के अंत में वे औपचारिक रूप से सेवानिवृत्त हुए। उनके मुताबिक, वे और मुस्ती सर्दियों के महीने नेपल्स के पास बिताते हैं, जहाँ औसत तापमान वुर्ज़बुर्ग से दस डिग्री अधिक है और कोहरा नहीं होता। उनके नाम से नए शोधपत्र आते रहे, जिनमें रक्त प्लेटलेट्स में कैल्शियम का प्रवाह कराने वाले चैनलरहोडॉप्सिन पर 2025 का एक अध्ययन भी था। 5 अक्टूबर 2026 की घोषणा ने उन्हें वुर्ज़बुर्ग विश्वविद्यालय का पंद्रहवाँ नोबेल पुरस्कार विजेता बना दिया।

उन्हें 10 दिसंबर को स्टॉकहोम में पदक मिलेगा। जिस प्रोटीन को उन्होंने पहली बार मेंढक के अंडे में काम करने के लिए तैयार किया था, वह अब दुनिया भर की प्रयोगशालाओं में संकेत मिलते ही खुल जाता है। क्या इससे दूसरे और फिर तीसरे मरीज को मदद मिलेगी—यही वह सवाल है जिसके जवाब का इंतज़ार नागेल के विचार से पुरस्कार को करना चाहिए था।

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