जर्मन जैवभौतिकविद Peter Hegemann, जिनकी एक शैवाल के प्रति जिज्ञासा नोबेल तक पहुँची

पीटर हेगेमान (Peter Hegemann) से पूछिए कि युवा शोधकर्ता ऑप्टोजेनेटिक्स को और बेहतर कैसे बना सकते हैं, तो हर पत्रकार को उनका जवाब एक ही मिलता है: उन्हें ऐसा नहीं करना चाहिए। उन्हें किसी नई चीज़ पर काम करना चाहिए। यह बात उस शख्स के मुंह से कुछ अजीब लगती है, जिसे नोबेल असेंबली ने अभी-अभी इस क्षेत्र की शुरुआत का श्रेय दिया है। लेकिन हेगेमान का तरीका ही रहा है कि कोई क्षेत्र उनके इर्द-गिर्द जमने लगे, उससे पहले वे आगे बढ़ जाएं। Humboldt University of Berlin में एक प्रेस कॉन्फ्रेंस के दौरान उन्होंने अपने रास्ते में आए मोड़ों का ज़िक्र किया: पहले केमिस्ट, फिर बायोकेमिस्ट, उसके बाद दस साल तक पादप शरीर-विज्ञान और फिर बायोकेमिस्ट्री व बायोफिज़िक्स में प्रोफेसर। उन्होंने कहा, “और अब मैं न्यूरोसाइंटिस्ट हूं, हालांकि मैंने अपनी ज़िंदगी में कभी न्यूरोसाइंस का कोई प्रयोग नहीं किया।”

यह पुरस्कार University of Würzburg के जॉर्ज नागेल (Georg Nagel) और Stanford University के कार्ल डाइसेरॉथ (Karl Deisseroth) के साथ साझा किया गया है। यह प्रकाश-सक्रिय आयन चैनलों और ऑप्टोजेनेटिक्स से जुड़ी खोजों के लिए दिया गया है। समिति की अपनी व्याख्या की शुरुआत हेगेमान से होती है। उसकी प्रेस विज्ञप्ति में कहा गया है, “यह सब पीटर हेगेमान की जिज्ञासा से शुरू हुआ”: वे जानना चाहते थे कि एक कोशिका वाला हरा शैवाल Chlamydomonas प्रकाश-स्रोत की ओर तैरने का रास्ता कैसे ढूंढ़ता है। इसका जवाब था चैनलरोडॉप्सिन—एक ऐसा प्रोटीन जो प्रकाश को पकड़ता है और एक ही चरण में कोशिका-झिल्ली में छिद्र खोल देता है। इसे किसी तंत्रिका कोशिका में डालने पर शोधकर्ता नीली रोशनी से उस कोशिका को सक्रिय कर सकते हैं। हेगेमान को इस खोज पर Science पत्रिका की पहली टिप्पणी आज भी याद है: “तालाब की गंदगी से मिला आयन चैनल।” वे कहते हैं कि Chlamydomonas पर काम करने वाला समुदाय इससे खुश नहीं हुआ था।

उनकी पढ़ाई-लिखाई में ऐसा कुछ नहीं था जो इस दिशा की ओर इशारा करता। हेगेमान का जन्म 11 दिसंबर 1954 को Münster में हुआ और डॉक्टरों के परिवार में Aachen में उनका बचपन बीता। एक मानवतावादी जिम्नेज़ियम में उन्होंने कई साल रोमन और यूनानी युद्धों के उन उबाऊ ब्योरों का अनुवाद करते हुए बिताए, जिन्हें वे आज भी याद करते हैं। उन्हें सिर्फ विज्ञान, कला और संगीत पसंद थे। वे स्कूल के ऑर्केस्ट्रा में बांसुरी बजाते, मोटरसाइकिल चलाते थे और स्कूल व विश्वविद्यालय—दोनों जगह अपने अंकों को बिल्कुल औसत बताते हैं। उन्होंने Münster में रसायन विज्ञान पढ़ा और फिर Munich में, जहां उनका रुझान बायोकेमिस्ट्री की ओर हुआ।

उनके करियर को आकार देने वाला फैसला Martinsried स्थित Max Planck Institute of Biochemistry में हुआ। वहीं उन्होंने 1984 में डाइटर ओएस्टरहेल्ट (Dieter Oesterhelt) के समूह में डॉक्टरेट पूरी की और हैलोरोडॉप्सिन पर काम किया—यह नमक पसंद करने वाले एक सूक्ष्मजीव का प्रकाश से चलने वाला क्लोराइड पंप है। हेगेमान के मुताबिक, ओएस्टरहेल्ट ने उनके सामने दो रास्ते रखे: जब तक चाहें, उनके साथ बने रहें—सेवानिवृत्ति तक भी—या अपना काम शुरू करें और पांच साल बाद वहां से चले जाएं। हेगेमान ने दूसरा रास्ता चुना। केनेथ फॉस्टर (Kenneth Foster) के एक शोधपत्र में यह प्रस्ताव रखा गया था कि शैवाल का प्रकाश-संवेदी तंत्र रोडॉप्सिन है—अणुओं का वही परिवार जो जानवरों की आंखों में भी काम करता है। हेगेमान ने फॉस्टर की Syracuse University स्थित प्रयोगशाला में पोस्टडॉक्टरल शोध का एक साल बिताया और फिर Martinsried लौटकर अपने समूह का नेतृत्व करने लगे।

1990 के दशक की शुरुआत में उन्हें वह पहेली मिली, जो अगले दस साल तक उनका ध्यान खींचती रही। शैवाल के नेत्र-बिंदु पर छोटी-छोटी इलेक्ट्रोड लगाकर उन्होंने प्रकाश पहुंचने के आधे मिलीसेकंड बाद एक विद्युत आवेग दर्ज किया। यह उस रासायनिक चरण-श्रृंखला से बीस गुने से भी अधिक तेज़ था, जो मानव आंख में प्रकाश को संकेत में बदलती है। हेगेमान ने निष्कर्ष निकाला कि प्रकाश को पकड़ने और आयन चैनल की तरह काम करने वाला प्रोटीन एक ही होना चाहिए। उनके साथियों को इस पर संदेह था और जब भी उनकी टीम उस प्रोटीन को अलग करने की कोशिश करती, वह टूट जाता। 1993 में वे University of Regensburg में बायोकेमिस्ट्री के प्रोफेसर बने। सहस्राब्दी के आसपास, जापानी शोधकर्ताओं द्वारा प्रकाशित Chlamydomonas के जीन अनुक्रमों में उनके समूह को दो संभावित उम्मीदवार दिखे। उन्होंने उन्हें Frankfurt स्थित Max Planck Institute of Biophysics के नागेल के पास भेजा। नागेल ने उन जीनों को मेंढक के अंडों में सक्रिय किया और देखा कि प्रकाश पड़ने पर वे खुल जाते हैं। नागेल और अर्न्स्ट बैम्बर्ग (Ernst Bamberg) के साथ हेगेमान ने 2002 में Science में चैनलरोडॉप्सिन-1 और 2003 में PNAS में चैनलरोडॉप्सिन-2 का वर्णन किया। यही दूसरा रूप न्यूरोसाइंस में अपनाया गया।

यह औज़ार तेज़ी से फैल गया। 2005 में डाइसेरॉथ की प्रयोगशाला ने चैनलरोडॉप्सिन-2 की मदद से कल्चर में पाले गए चूहे के न्यूरॉन्स को आदेश पर सक्रिय किया। उसी साल हेगेमान ने ऐसे अध्ययन का सह-लेखन किया जिसमें इस तकनीक से चूजे के भ्रूणों में तंत्रिका गतिविधि शुरू की गई। Humboldt University में, जहां वे प्रायोगिक बायोफिज़िक्स के प्रोफेसर बने, उनकी प्रयोगशाला नए रूप तैयार करने की कार्यशाला में बदल गई। 2014 में उनके समूह ने चैनलरोडॉप्सिन को प्रकाश-सक्रिय क्लोराइड चैनल में बदला, जो न्यूरॉन्स को सक्रिय करने के बजाय शांत करता है। 2016 में मिले European Research Council के अनुदान से प्रकाश-संवेदी एंज़ाइमों की खोज को वित्तपोषण मिला और इस खोज में पहला ज्ञात हेटेरोडाइमरिक रोडॉप्सिन सामने आया। 2015 से वे Berlin में न्यूरोसाइंस के Hertie वरिष्ठ प्रोफेसर हैं।

नोबेल पुरस्कार में तीन नामों की सीमा एक भीड़भरी कहानी को सरल बना देती है—और हेगेमान का करियर दिखाता है कि इस प्रक्रिया में क्या छूट जाता है। सूक्ष्मजीवी रोडॉप्सिन पर जिनके काम ने इस पूरी खोज की नींव रखी, वे उनके मार्गदर्शक डाइटर ओएस्टरहेल्ट थे। उन्होंने 2021 का Albert Lasker Basic Medical Research Award हेगेमान और डाइसेरॉथ के साथ साझा किया, लेकिन नवंबर 2022 में उनका निधन हो गया और नोबेल पुरस्कार मरणोपरांत नहीं दिया जाता। दोनों चैनलरोडॉप्सिन शोधपत्रों के सह-लेखक बैम्बर्ग ने इस साल के तीनों नोबेल विजेताओं के साथ 2013 का Brain Prize साझा किया था, लेकिन वे इस पुरस्कार में शामिल नहीं हैं। खोजों का भौगोलिक ठिकाना भी विवादित है। समिति पुरस्कार-विजेता खोजों का श्रेय Martinsried संस्थान को देती है, जबकि University of Regensburg का कहना है कि उसकी प्रयोगशालाओं में हुए काम ने इसकी नींव रखी। चिकित्सा के क्षेत्र में इसकी संभावनाएं भी सीमित हैं: सबसे स्पष्ट चिकित्सकीय नतीजा रेटिनाइटिस पिगमेंटोसा से पीड़ित एक ऐसे व्यक्ति का है, जिसकी कुछ हद तक दृष्टि लौट आई। हेगेमान इस बात के भी मुखर आलोचक हैं कि उनका पेशा वैज्ञानिकों को किस तरह पुरस्कृत करता है। 2023 के एक वीडियो में उन्होंने साथियों से कहा कि युवा शोधकर्ताओं का आकलन तीन या चार साल बाद उनके प्रकाशनों की गिनती से नहीं, बल्कि उनके काम की मौलिकता से किया जाना चाहिए—हालांकि, उनके मुताबिक, अफसोस कि ऐसा नहीं होता। उन्होंने प्रसारक rbb से यह भी कहा है कि Humboldt में बुनियादी शोध जारी रखने को लेकर उन्हें अक्सर संदेह होता था, क्योंकि समर्थन पर्याप्त नहीं था।

यह खबर लगभग उनके पास से निकल ही गई थी। Nobel Prize की वेबसाइट को उन्होंने बताया कि 5 अक्टूबर को किसी अनजान व्यक्ति का उन्हें वापस फोन करने के लिए आया ईमेल उन्होंने अनदेखा कर दिया था। बाद में उन्हें अपनी नौकायन यात्राओं से स्वीडन का डायलिंग कोड याद आया। Humboldt की प्रेस कॉन्फ्रेंस में उन्होंने कहा कि पुरस्कार जीतने के लिए शोध नहीं किया जा सकता और कम-से-कम दस राष्ट्रीयताओं वाले अपने समूह की तारीफ की। विश्वविद्यालय के नेतृत्व ने एक नई इमारत के लिए समर्थन दिया है, जिसके मई 2029 में पूरा होने की उम्मीद है और जो ऑप्टोबायोलॉजी को बढ़ावा देगी। वे अब भी Regensburg Center for Ultrafast Nanoscopy को सलाह देते हैं और 2022 से चल रही European Research Council Synergy परियोजना का हिस्सा हैं। इस परियोजना का लक्ष्य ऑप्टोजेनेटिक्स को जीवित प्रणालियों की और व्यापक विविधता तक पहुंचाना है।

Stockholm में पदक समारोह 10 दिसंबर को है—उनके 72वें जन्मदिन से एक दिन पहले—और वे अपने परिवार तथा प्रमुख सहकर्मियों को साथ ले जाने की योजना बना रहे हैं। नोबेल साक्षात्कार में उन्होंने बताया कि Chlamydomonas की प्रकाश के प्रति प्रतिक्रिया पर पहला अध्ययन 1866 में एक रूसी वैज्ञानिक ने प्रकाशित किया था। उन्होंने अपना शैवाल St Petersburg में Neva नदी से इकट्ठा किया था और बिजली के बिना काम किया था। आगे आने वाले शोधकर्ताओं के लिए हेगेमान की सलाह वही है जो वे ऑप्टोजेनेटिक्स के बारे में देते हैं: अध्ययन करने के लिए इतने सारे दिलचस्प जीव हैं।

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