ہماری سیلولر گھڑیوں میں، اسے زندگی بھر کی دریافتیں ملی ہیں۔ کوانٹا میگزین

آج صبح جب سورج طلوع ہوا تو اربوں انسانوں نے اپنی آنکھیں کھولیں اور اپنے جسم میں خلا سے روشنی کا ایک شافٹ داخل کیا۔ جب فوٹون کی ندی ریٹنا سے ٹکرائی تو نیوران فائر ہوگئے۔ اور ہر عضو میں، تقریباً ہر خلیے میں، وسیع مشینری نے ہلچل مچا دی۔ ہر سیل کی سرکیڈین کلاک، پروٹین کا ایک کمپلیکس جس کی سطح سورج کے ساتھ بڑھتی اور گرتی ہے، گیئر میں کلک کی جاتی ہے۔

وہ گھڑی ہمارے جینوم کے 40 فیصد سے زیادہ اظہار کو کنٹرول کر کے ہمارے جسم کو سیارے کے ہلکے تاریک چکر سے ہم آہنگ کرتی ہے۔ امیون سگنلز، دماغی میسنجرز اور جگر کے خامروں کے جینز، جن میں سے چند ایک کا نام ہے، سب کو پروٹین بنانے کے لیے نقل کیا جاتا ہے جب گھڑی کہتی ہے کہ وقت آگیا ہے۔

اس کا مطلب ہے کہ آپ بائیو کیمیکل طور پر رات 10 بجے وہی شخص نہیں ہیں جو آپ صبح 10 بجے ہوتے ہیں اس کا مطلب ہے کہ شام کا وقت زیادہ خطرناک وقت ہوتا ہے درد کش دوا کی بڑی خوراک لینے کے لیے: جگر کے انزائمز جو زیادہ مقدار سے حفاظت کرتے ہیں تب نایاب ہو جاتے ہیں۔ اس کا مطلب ہے کہ صبح اور شام کو دی جانے والی ویکسین مختلف طریقے سے کام کریںاور وہ رات کی شفٹ میں کام کرنے والے کارکن، جو اپنی گھڑیوں کی دائمی نافرمانی کرتے ہیں، ان میں دل کی بیماری اور ذیابیطس کی شرح زیادہ ہوتی ہے۔ جن لوگوں کی گھڑیاں تیز یا سست چلتی ہیں وہ مستقل جیٹ لیگ کی خوفناک حالت میں پھنس جاتے ہیں۔

بائیو کیمسٹ کیری پارچ نے مجھے بتایا کہ "ہم اس دن سے اس طرح سے جڑے ہوئے ہیں کہ مجھے لگتا ہے کہ لوگ صرف دھکیلتے ہیں۔" اگر ہم گھڑی کو بہتر طور پر سمجھتے ہیں، تو اس نے دلیل دی ہے، ہم اسے دوبارہ ترتیب دینے کے قابل ہو سکتے ہیں۔ اس معلومات کے ساتھ، ہم ذیابیطس سے کینسر تک بیماریوں کے علاج کو شکل دے سکتے ہیں۔

ایک چوتھائی صدی سے زیادہ عرصے سے، پارچ سرکیڈین کلاک کے آرکیسٹریٹرز کے درمیان رہتا ہے، وہ پروٹین جن کا عروج و زوال اس کے کام کو کنٹرول کرتا ہے۔ پوسٹ ڈاک کے طور پر، اس نے تیار کیا۔ پہلا تصور اس کے دل، CLOCK اور BMAL1 میں پروٹین کے پابند جوڑے کا۔ اس کے بعد سے، اس نے ان اور دیگر کلاک پروٹینز کے گھومنے اور موڑ کو دکھانا جاری رکھا ہے جبکہ یہ چارٹ کرتے ہوئے کہ ان کی ساخت میں تبدیلیاں دن سے وقت کو کس طرح شامل یا گھٹاتی ہیں۔ اس علم کے حصول میں اس کی کامیابیوں نے اسے سائنس کے اس شعبے میں اعلیٰ ترین اعزازات سے نوازا ہے۔ مارگریٹ اوکلے ڈے ہاف ایوارڈ بائیو فزیکل سوسائٹی سے 2018 میں، اور نیشنل اکیڈمی آف سائنسز ایوارڈ سالماتی حیاتیات میں 2022۔

جیسا کہ پارچ بولتا ہے، اس کا وقت کی بے لگامیت کا احساس — یہ حقیقت کہ یہ ہمیں بدل دیتی ہے، چاہے ہم چاہیں یا نہ چاہیں — اس کی آواز کو خاموشی کے ساتھ چھایا ہوا ہے۔ اس کے اپنے سفر نے ایک غیر متوقع موڑ لیا ہے۔ اپنے کیریئر کے عروج پر، اسے لیب بینچ سے پیچھے ہٹنا پڑا۔ 2020 میں، 47 سال کی عمر میں، اسے امیوٹروفک لیٹرل سکلیروسیس کی تشخیص ہوئی، جسے لو گیریگ کی بیماری بھی کہا جاتا ہے۔ اوسطاً، لوگ ALS کی تشخیص کے بعد تین سے پانچ سال زندہ رہتے ہیں۔

لیکن اس نے اسے گھڑی کے پروٹین کے بارے میں سوچنے سے نہیں روکا۔

جب ہم سانتا کروز، کیلیفورنیا کے قریب پہاڑیوں میں اس کے کمرے میں بیٹھتے ہیں تو وہ ان پر غور کرتی ہے، اس کا سر جھکا ہوا ہے، اس کے شیشوں سے روشنی چمک رہی ہے۔ دوپہر کا وقت ہے، تقریباً چھ گھنٹے جب سورج کے فوٹون نے CLOCK اور BMAL1 کو اس کے خلیات اور مغربی ساحل پر ہر انسان کے خلیوں میں حرکت میں لایا۔

اس کے دماغ کی آنکھ میں، وہ پروٹین کو دیکھ سکتی ہے، ہر ایک امینو ایسڈ کا ایک ربن اپنے چاروں طرف جوڑا ہوا ہے۔ BMAL1 میں ایک قسم کی کمر ہوتی ہے جو CLOCK رقاص کی طرح چپک جاتی ہے۔ ہر صبح، یہ جوڑا جینوم کے گھنے کنڈلی ماس پر بیٹھتا ہے اور ڈی این اے کو نقل کرنے والے خامروں کو طلب کرتا ہے۔ دن کے دوران، وہ دوسرے پروٹینوں کو سیل کی مشینری سے باہر گھومنے کا باعث بنتے ہیں، جن میں کئی ایسے ہیں جو بالآخر ان کی طاقت کو گرہن لگا دیتے ہیں۔ رات 1 بجے کے قریب تین پروٹینز CLOCK اور BMAL10 پر ہینڈ ہولڈز تلاش کرتے ہیں، انہیں خاموش کر دیتے ہیں اور انہیں جینوم سے الگ کر دیتے ہیں۔ ڈی این اے ٹرانسکرپشن کی لہر بدل جاتی ہے۔ آخر میں، رات کی گہرائیوں میں، ایک چوتھا پروٹین BMAL1 کے آخر میں ایک ٹیگ کو پکڑ لیتا ہے اور مزید ایکٹیویشن کو روکتا ہے۔

سیکنڈ منٹ میں، منٹ گھنٹوں میں بدل جاتے ہیں۔ وقت گزر جاتا ہے. دھیرے دھیرے، پروٹین کا جابرانہ حلقہ ختم ہو جاتا ہے۔ صبح کے چھوٹے گھنٹوں میں، CLOCK اور BMAL1 کو ایک بار پھر سائیکل کی تجدید کے لیے بنایا جا رہا ہے۔

آپ کی زندگی کا ہر دن، یہ نظام جسم کی بنیادی حیاتیات کو سیارے کی حرکت سے جوڑتا ہے۔ آپ کی زندگی کا ہر دن، جب تک یہ رہتا ہے۔ پارٹچ سے زیادہ اس کو کوئی نہیں سمجھ سکتا۔

کیمسٹری اور گھڑیاں

پانچویں جماعت سے پہلے کے موسم گرما میں، جب پارچ 10 سال کی تھی، اس کے والد، جو ایک بڑھئی تھے، نے فٹ بال کھیلتے ہوئے اس کی کلائی توڑ دی۔ جب وہ اس کے ٹھیک ہونے کا انتظار کر رہا تھا، اس نے مقامی کمیونٹی کالج میں کیمسٹری لی۔ اس نے اسے دکھایا کہ کس طرح سیئٹل کے باہر ان کے صحن میں ایک درخت کے ساتھ لگے چاک بورڈ پر کیمیائی مساوات کو متوازن کرنا ہے۔ یہ کیمسٹری سے اس کا تعارف تھا۔

"مجھے اب بھی یہ سوچنا یاد ہے کہ کیمسٹری کی ریاضی کی درستگی کتنی عمدہ تھی - اس عمر میں ہمیں اسکول میں پڑھائی جانے والی حیاتیات سے بہت مختلف،" اس نے کہا۔

جب وہ واشنگٹن یونیورسٹی میں اپنے کالج کے سالوں کو یاد کرتی ہے، تو اس نے قہقہے لگاتے ہوئے اعتراف کیا کہ کنسرٹس میں شرکت کی یادیں ہیں - سلیٹر کنی شوز کے لیے اولمپیا جانا، مدھونی اور نروانا کو دیکھنا - اور اس کا لطف Ursula Le Guin جیسے مصنفین کی کتابیں۔ لیکن وہ زندگی کے نظام کی کیمسٹری پر ایک کلاس کے ذریعہ بھی داخل ہوئی۔ گریجویشن کے بعد، وہ پورٹ لینڈ میں اوریگون ہیلتھ اینڈ سائنس یونیورسٹی میں ٹیکنیشن کے طور پر کام کرنے چلی گئی۔ ہر روز، وہ تحقیق کے ساتھ محبت میں گر گیا. 2000 میں، وہ اور اس کے بوائے فرینڈ، جیمز، ایک موسیقار اور گرافک ڈیزائنر، یونیورسٹی آف نارتھ کیرولائنا، چیپل ہل چلی گئیں تاکہ وہ اپنی ڈاکٹریٹ شروع کر سکیں۔

اس کے پہنچنے کے فوراً بعد اس کی ملاقات اس شخص سے ہوئی جو اسے گھڑی سے متعارف کرائے گا۔ اس نے مالیکیولر بائیولوجسٹ کے ساتھ کلاس لی عزيز سنسرڈی این اے کی مرمت پر اپنے کام کے لیے جانا جاتا ہے۔ اس نے کہا کہ "میں اس خوبصورت درستگی سے متاثر ہوئی جس کے ساتھ اس نے ہمیں بنیادی سائنسی تصورات سکھائے۔" "میں ایسا ہی تھا، 'یار، یہ لڑکا بہت ہوشیار ہے۔'" سنکار، کون کرے گا۔ نوبل انعام جیتنا 2015 میں، کرپٹو کروم نامی پروٹین کی ایک کلاس کا مطالعہ کر رہا تھا، جس میں کلاک پروٹین CRY1 اور CRY2 شامل ہیں۔ سیانو بیکٹیریا سے لے کر ریڈ ووڈ کے درختوں تک ہر جاندار کی ایک گھڑی ہوتی ہے، لیکن ہر نظام کو چلانے والے پروٹین مختلف ہوتے ہیں۔ ستنداریوں میں، CLOCK اور BMAL1 کے علاوہ سب سے اہم پروٹین PER اور CRY کی شکلیں ہیں۔

سانکار کی لیب میں ایک گریجویٹ طالب علم کے طور پر، پارچ نے دریافت کیا کہ CRY1 کی ایک پراسرار، غیر ساختہ دم ہے۔ کوئی نہیں جانتا تھا کہ پروٹین کے اس حصے نے کیا کیا، لیکن پھر، کوئی بھی واقعتاً یہ نہیں جانتا تھا کہ گھڑی کے پروٹین کی کوئی کنڈلی اور ربن ان کے غیر معمولی اثرات کا باعث بنے۔ اور پارچ کی حیرت کی بات یہ ہے کہ کسی کو بھی زیادہ پرواہ نہیں تھی۔ جوزف تاکاہاشی اور نارتھ ویسٹرن یونیورسٹی میں ان کے ساتھیوں نے صرف چند سال پہلے ہی CLOCK اور BMAL1 کے جینز کو بہت زیادہ پذیرائی کے لیے نشان زد کیا تھا۔ بہت سے سائنسدانوں کے درمیان غیر واضح مفروضہ یہ تھا کہ بھاری لفٹنگ کی گئی تھی۔

یہ بے ساختہ بھی نہیں رہا۔ 2002 میں ایک کانفرنس میں، پارچ نے کچھ ساتھیوں کے ساتھ اشتراک کیا کہ وہ پروٹین کی ساخت کو سمجھنا چاہتی ہیں۔ "کیوں؟" ان کا جواب تھا: ہم پہلے ہی سب کچھ جانتے ہیں۔ پارچ، شائستگی سے لیکن زور سے، متفق نہیں ہوا۔

جب اس نے گریجویشن کیا، تو وہ یونیورسٹی آف ٹیکساس ساؤتھ ویسٹرن میڈیکل سینٹر کی لیب میں پوسٹ ڈاک کے طور پر کام کرنے گئی۔ کیون گارڈنر, ایک بایو کیمسٹ اور سٹرکچرل بائیولوجسٹ اب سٹی یونیورسٹی آف نیو یارک گریجویٹ سینٹر کے ایڈوانسڈ سائنس ریسرچ سینٹر میں ہے۔ وہاں اسے امید تھی کہ وہ دو مشکل لیکن طاقتور تکنیکوں کا استعمال سیکھ کر گھڑی کے پروٹین کو زیادہ واضح طور پر دیکھ سکتی ہے۔

سائے کا شاعر

"سرکل پروٹین چھوتا ہے مربع پروٹین جادو کے برابر ہے": اس طرح گارڈنر نے مالیکیولر ڈھانچے کے بارے میں اس مبہم پن کا خلاصہ کیا ہے جسے، اپنے تجربے میں، بہت سے ماہر حیاتیات قبول کرنے پر راضی ہیں، کیونکہ کوئی بھی ہر نظام کے ہر پہلو پر توجہ نہیں دے سکتا۔ لیکن پارچ میں اس نے ایک رشتہ دار روح کو پہچانا، کوئی ایسا شخص تھا جو پروٹین کو الگ کرنے اور انہیں سمجھنے کے لیے چلا گیا، اور اسے سرکیڈین کلاک پر ادب کے لیے تقریباً انسائیکلوپیڈک میموری تحفے میں دی گئی۔

اس کے ساتھ کام کرتے ہوئے، پارچ نے پروٹین کرسٹالگرافی سیکھی: ایسے محلول کو کیسے ملایا جائے جس سے ایک پیوریفائیڈ پروٹین کرسٹالائز ہو جائے؛ اس کرسٹل لائن کے ذریعے ایکس رے کیسے چمکائیں؛ تفریق پیٹرن میں ٹھیک ٹھیک شیڈنگز سے پروٹین کی شکل کو کیسے نکالا جائے۔ ایک کرسٹل گرافر سائے کے شاعر کی طرح ہوتا ہے - روزالنڈ فرینکلن، جس کی تصاویر نے واٹسن اور کرک کو ڈی این اے کی ساخت کا اندازہ لگانے کے قابل بنایا، ایک کرسٹل گرافر تھا۔ پارچ کے لیے، کرسٹالوگرافی کی دھندلی گرے امیجز نے ان ڈھانچے کو جھانکنے کا وعدہ کیا جس کی اس نے ساری زندگی پیروی کرنے کا منصوبہ بنایا تھا۔

پھر بھی کرسٹالوگرافی کی حدود ہیں۔ یہ صرف پروٹین کی شکلوں کو ہی ظاہر کر سکتا ہے جو کرسٹلائز کرنے کے لیے کافی مستحکم ہیں، اور یہ ان منجمد ڈھانچے کا صرف ایک تصویر فراہم کرتا ہے۔ پارچ جانتا تھا کہ نصابی کتاب کے خاکوں میں پروٹین کی نمائندگی کرنے والی جامد شکلیں حقیقت کو دھندلا دیتی ہیں۔ ایک پروٹین اپنی ٹانگوں کو چاقو مار سکتا ہے، شافٹ کی طرح مڑ سکتا ہے، یا خود کو کھول کر ایک عجیب نئی شکل میں جوڑ سکتا ہے۔ امینو ایسڈ کے لمبے، فلاپی سپتیٹی اسٹرینڈز کے ساتھ کچھ پروٹین بھی انتہائی ناکارہ ہوتے ہیں جو ان کے زیادہ ترتیب والے خطوں کو جوڑتے ہیں۔

یہی وجہ ہے کہ جوہری مقناطیسی گونج سپیکٹروسکوپی، یا NMR، بھی پارچ کے منصوبے میں شامل ہے۔ NMR میں، پروٹین کے انتہائی صاف شدہ محلول کو مقناطیس کے اندر رکھا جاتا ہے اور ریڈیو لہروں سے ٹکرایا جاتا ہے۔ ان کے ایٹم نیوکلی کے نتیجے میں پیدا ہونے والی مقناطیسی خرابیاں، جو سافٹ ویئر کے ذریعے مرتب اور دکھائی جاتی ہیں، ایک سمجھدار آنکھ کو پروٹین کے ایٹموں کی ترتیب کو ظاہر کر سکتی ہیں۔ اگر پیمائش کے حالات درست ہیں، تو آپ اندازہ لگا سکتے ہیں کہ پروٹین کیسے حرکت کرتا ہے جب یہ کسی پارٹنر کو باندھتا ہے، اسے درجہ حرارت میں تبدیلی کیسے آتی ہے یا یہ ایک حالت سے دوسری حالت میں کیسے منتقل ہوتا ہے۔ جب پارچ ایک XY پلاٹ پر NMR ڈیٹا کے اندردخش کے اسپلیٹر کو دیکھتی ہے، تو وہ دھاتی بائنڈنگ گروپس کی تیز حرکت اور پروٹین کی سست فولڈنگ کو دیکھتی ہے۔

جب UT ساؤتھ ویسٹرن میڈیکل سنٹر میں اس کے شعبہ نے تاکاہاشی کو بھرتی کیا، ماہرِ جینیات جس نے CLOCK اور BMAL1 کے لیے جینز کی نشاندہی کی تھی، "آپ کو بہتر یقین ہے کہ میں نے خود کو متاثر کیا،" اس نے خوشی سے کہا۔ جب وہ یونیورسٹی سے نکلی تو اس نے، تاکاہاشی اور ان کے ساتھیوں نے کرسٹالگرافی کے ذریعے CLOCK-BMAL1 کمپلیکس کی تصویر تیار کر لی تھی۔

2011 میں، جب پارچ جیمز اور ان کے نوجوان بیٹے کے ساتھ شروع کرنے کے لیے منتقل ہوا۔ اس کی لیبارٹری کیلیفورنیا یونیورسٹی، سانتا کروز میں، وہ شروع سے شروع کر رہی تھی۔ جاری رکھنے کے لیے اس کے پاس پوسٹ ڈاک سے کوئی پروجیکٹ نہیں تھا۔ گھڑی کو سمجھنے کے لیے اس کے پاس صرف اپنے وژن کی انفرادیت تھی اور آخر کار اسے سمجھنے کے اوزار۔

پروٹین کلاک ورک

پارچ کے UCSC دفتر کی کھڑکی کے باہر، سرخ لکڑی کے جھنڈوں کے باوجود ہلکے فلٹر کی شافٹ۔ فزیکل سائنس کی عمارت ایک جنگل میں بنی ہوئی ہے، جہاں کیچڑ کے سانچے کھلتے ہیں اور درخت اپنی سرکیڈین گھڑیوں کی اطاعت میں اپنے پتے جھکاتے ہیں۔ طالب علموں اور ہائیکرز کے اندر جنگل کے کچے فرش کو عبور کرتے ہوئے، CLOCK، BMAL1 اور ان کے ساتھی مالیکیولز جسم کے دوپہر کے پروٹین کی کاک ٹیل بنانے میں مصروف ہیں۔ یہیں پر پارچ کو وقت کی بائیو مکینکس کو مزید گہرائی سے دیکھنے کا موقع ملا۔

شروع سے ہی وہ نامعلوم علاقے میں جا رہی تھی۔ "کیری انتہائی منفرد ہے،" نے کہا برائن زولٹووسکی سدرن میتھوڈسٹ یونیورسٹی کی، جو اس کے ساتھ گارڈنر کی لیب میں پوسٹ ڈاک تھی۔ وہ ایک طرف ان لیبارٹریوں پر بھروسہ کر سکتا ہے جو ممالیہ کی گھڑی کی نفیس ساختی حیاتیات پر توجہ مرکوز کرتی ہیں۔ مطلوبہ مہارتیں باطنی ہیں، اور تھوڑی سی پیشرفت کے لیے برسوں کی محنت خرچ کرنے کا خطرہ بہت زیادہ ہے۔

اس کے باوجود، پارچ نامعلوم میں چلا گیا اور واپس بھیجنا شروع کر دیا۔ اپنی طالبہ کے ساتھ چیلسی گسٹافسن اور ہیان سو یونیورسٹی آف میمفس کی، اس نے پایا کہ CRY1 BMAL1 کو مسابقتی طور پر پابند کر کے خاموش کر دیتا ہے۔ لڑکھڑاتی ہوئی، بے ترتیب دم; اگر دم تبدیل ہو جائے تو گھڑی رفتار سے ہٹ جاتی ہے یا یہاں تک کہ مکمل طور پر بکھر جاتی ہے۔ اپنی طالبہ کے ساتھ ایلیسیا مائیکل، اس نے پایا کہ CLOCK تھریڈنگ کے ذریعے CRY1 کے خلاف گھونسلا ہے۔ ایک جیب میں ایک لوپ اس پر؛ اگر ایک اتپریورتن جیب کو تباہ کرتا ہے، تو دونوں پابند نہیں ہوں گے. PER2 میں تبدیلی اسے اپنے پابند شراکت داروں کے مقابلے میں کم فٹ کر دیتی ہے اور اسے پیش کرتی ہے۔ تنزلی کا خطرہ; یہ خرابی گھڑی کو ڈیڑھ گھنٹہ آگے بڑھاتی ہے۔ BMAL1 کی دم میں ایک ہی بانڈ کی واقفیت کر سکتی ہے۔ دن چھوٹا کرو. اندھیرے سے گھڑی کے ٹکڑے نکلنے لگے تھے۔

اس نے خود کو ان تمام تبدیلیوں کے جمع کرنے والے کے طور پر ایک نام بنایا جو گھڑی کو تیز کر سکتے ہیں، اسے سست کر سکتے ہیں یا اسے مکمل طور پر خاموش کر سکتے ہیں۔ زولٹووسکی نے کہا کہ "کیری اس سطح کو سمجھنے کی کوشش کر رہی ہے کہ پروٹین کی انفرادی حرکات کیا ہیں۔" پارچ نے مورفنگ کلاک پروٹینز کے ساتھ جتنا زیادہ وقت گزارا، اتنا ہی بہتر وہ انہیں اپنے ذہن میں دیکھ سکتی تھی اور سمجھ سکتی تھی کہ وہ کسی دوائی یا تبدیلی کے بارے میں کیا ردعمل دے سکتے ہیں۔

اس کے نتائج نے کرونوبیولوجی کو ایک نیا نظریہ دیا کہ گھڑی کے پروٹین کیسے کام کرتے ہیں۔ "کیری نے بار بار جو کچھ دریافت کیا ہے وہ یہ ہے کہ بہت ساری اہم حیاتیات پروٹین کے ان حصوں سے آتی ہیں جو غیر ساختہ، انتہائی لچکدار اور متحرک ہیں،" کہا۔ اینڈی لی وانگ یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، مرسڈ، ایک ساختی ماہر حیاتیات جو سائانو بیکٹیریا میں گھڑی کا مطالعہ کرتے ہیں۔ "وہ NMR کے ساتھ جو کچھ کر رہی ہے وہ بہادر ہے۔"

2018 تک، پارچ نے ایوارڈز جیت لیے تھے اور گرانٹس کا ایک زبردست پورٹ فولیو جمع کر لیا تھا۔ وہ تعلیم یافتہ معاشروں کے تختوں پر بیٹھ گئی۔ اس کا دوسرا بیٹا تھا اور اس نے اپنے وژن سے متاثر ہو کر طلباء اور پوسٹ ڈاکس کے ایک گروپ کو بھرتی کیا۔ پریا کروسبی، اس کی لیب میں ایک حالیہ پوسٹ ڈاک، ایک پارٹی میں پارچ سے ملاقات اور خوف محسوس کرنے کو یاد کرتی ہے۔ گھڑی کو سمجھنے کا پارٹچ کا جذبہ واضح تھا، اور ایسا لگتا تھا کہ اس کے بارے میں ہر ڈیٹا اس کی انگلیوں پر ہے۔

تب ہی اس کے ہاتھ پکڑنے لگے۔

کام میں ایک رنچ

پہلے تو یہ چھوٹی چیزیں تھیں۔ "میرے ہاتھ ایک سیکنڈ کے لیے جم جائیں گے،" اس نے کہا۔ "تم جانتے ہو کہ یہ ٹھیک نہیں ہے۔" ڈاکٹروں نے مشورہ دیا کہ یہ تناؤ ہے۔ یہ جون 2020 تک نہیں تھا، جب وہ کوویڈ 19 وبائی لاک ڈاؤن میں مہینوں کے بعد اپنی لیب میں واپس آئی اور پایا کہ سیڑھیوں نے اسے تھکا دیا ہے، کہ اس نے بہتر جواب کے لیے زور دیا۔ تقریباً چھ ماہ بعد، اس کی تشخیص ہوئی: ALS، یا امیوٹروفک لیٹرل سکلیروسیس۔

ALS موٹر نیوران کو مار ڈالتا ہے اور حرکات کو کنٹرول کرنے کی صلاحیت کو ختم کر دیتا ہے۔ موٹر کی عمدہ مہارتیں پہلے آتی ہیں، اس کے بعد چلنے اور بات کرنے کی صلاحیت۔ بالآخر، سانس کو کنٹرول کرنے والے نیوران چلے جاتے ہیں۔ تشخیص کے بعد، لوگ صرف چند سال تک زندہ رہتے ہیں۔

پارچ کو لیب بینچ پر کام کرنا پسند تھا۔ اس کے طالب علموں میں، وہ خود سے ابتدائی تجربات کرنے کے لیے جانی جاتی تھی تاکہ یہ معلوم کیا جا سکے کہ آیا کسی آئیڈیا کی صلاحیت ہے۔ وہ لیب میں ایک جانی پہچانی منظر تھی، جو پروٹین کی ٹیوبوں سے بھری برف کی بالٹیوں کے ساتھ ہلچل مچا رہی تھی۔

"میری آخری پروٹین کی تیاری تقریباً دو سال قبل جنوری تھی،" اس نے یاد کیا۔ "وہ کاغذ میں فطرت، قدرت - ہمارے پاس ابتدائی ڈھانچہ تھا۔ ہم یہ دیکھنے کے لیے تبدیلیاں کرنے کی کوشش کر رہے تھے کہ آیا اس میں پانی ہے۔ … میں نے آدھے اتپریورتیوں کو عبور کیا، اور میں ایسا ہی تھا، 'اوہ مائی گاڈ'۔

پارچ اب ایک موٹر والی وہیل چیئر استعمال کرتا ہے۔ اس کے دروازے کھولنے کے لیے لیب کی عمارت میں بٹن نصب کیے گئے تھے، اور جیمز اسے کام پر لے جاتا ہے۔ وہ اب بھی کل وقتی کام کرتی ہے — طلباء سے ملنا، ای میلز بند کرنا، نئے تجربات کا خواب دیکھنا۔ بولنا مشکل ہو گیا ہے، لیکن اس کا دماغ متاثر نہیں ہے۔ بعض اوقات نامعلوم لوگ اٹھتے دکھائی دیتے ہیں اور غم اس پر حاوی ہونے کا خطرہ ہے، لیکن وہ ان لمحات کو گزرنے دیتی ہے۔ "میں جینے کی کوشش کر رہی ہوں،" اس نے کہا۔

آج بھی موجود ہے۔ اور آج اور آج اور آج، جب تک سائیکل خود کو دہرا سکتا ہے۔

وقت کے عالمگیر حقائق

یہ مئی کی ایک دھندلی صبح ہے، CLOCK اور BMAL1 کے رقص میں تقریباً چار گھنٹے۔ پارچ کے دفتر میں، وہ اور دکشا شرما, لیب میں ایک گریجویٹ طالب علم، PAS ڈومینز کہلانے والے فولڈ پروٹین سیگمنٹس کے لیے اپنے شوق پر بات کر رہے ہیں۔ "ہم ایک پھلی میں دو مٹروں کی طرح ہیں،" پارچ کہتے ہیں۔ شرما جانچ کر رہے ہیں کہ آیا CLOCK اور BMAL1 میں PAS ڈومینز کو گھڑی پر کنٹرول کے لیے ادویات کی لائبریری کے ذریعے نشانہ بنایا جا سکتا ہے۔ "یہ قابل عمل ہے، ہمارے خیال میں،" پارچ کہتے ہیں۔

لیب کی جگہ میں، طلباء اور پوسٹ ڈاکس کا ایک جھرمٹ کام پر ہے۔ رافیل روبلز ایک بینچ سے لہریں اور مسکراہٹیں جہاں وہ پروٹین کی تیاری کے لیے ٹیوبیں تیار کر رہا ہے۔ پہلے کی نسبت کم انڈرگریجویٹس ہیں، شاید اس لیے کہ پارچ اب تعلیم نہیں دے رہا ہے۔ اس کا گریجویٹ طالب علم میگن ٹورگمسن، جس نے کالج میں پارٹچ کی کلاس لی، ایک لیکچرر کے طور پر اپنی مقناطیسیت کو یاد کرتی ہے۔ لیکن جب پارچ کو اپنے اردگرد نوجوان مینٹیز ہونے کا لطف آتا تھا، وہ یہ بتاتی ہے کہ ہر ایک کے لیے کام کرنے کے لیے زیادہ جگہ کوئی بری چیز نہیں ہے۔ وہ کہتی ہیں، "ابھی لیب میں ہر ایک پروجیکٹ، میں بہت پریشان ہوں۔"

پچھلے تین سالوں میں بہت سے دیرینہ منصوبے پایہ تکمیل کو پہنچے ہیں۔ لیب میں ایک اسکرین پر، پوسٹ ڈاک جون فلپاٹ گروپ کی طرف سے ایک اعداد و شمار کو کھینچتا ہے۔ نیا کاغذ in آلودگی سیلخاندانی نیند کے مرحلے کی خرابی کے ساتھ منسلک PER2 میں تبدیلی کے بارے میں، ایک ایسی حالت جو روزانہ سائیکل کو چار گھنٹے تک مختصر کر دیتی ہے۔ وہ اعداد و شمار میں بتاتا ہے کہ کس طرح PER2 زیادہ تر غیر منقول خطوں کا ایک ماس ہے۔ "یہ وہ علاقے ہیں جو انتہائی اہم ہیں،" وہ کہتے ہیں۔ جب تک پارچ نے دوسری صورت ظاہر نہیں کی، "زیادہ تر لوگ یہ سمجھتے تھے کہ خرابی غیر فعال بٹس ہے۔"

ایک لیب میٹنگ میں، نوجوان سائنسدان نئے ڈیٹا کی بحث کی قیادت کرتے ہیں۔ پارچ اپنی وہیل چیئر پر بیٹھی سن رہی ہے، کبھی کبھار اندر کی آوازیں سن رہی ہے۔ وہ مجھے بتاتی ہیں کہ "لیب غیر یقینی صورتحال سے نمٹنے کے لیے لاجواب رہی ہے۔" اب چونکہ وہ خود تجربات نہیں کر سکتی، وہ اپنی زیادہ تر توانائی انہیں صحیح سمت میں چلانے پر مرکوز کرتی ہے۔

پارچ ان دنوں زیادہ سے زیادہ اس بارے میں سوچ رہا ہے کہ وقت کی زندگی کی پیمائش میں آفاقی کیا ہے۔ کچھ سال پہلے، لی وانگ نے اسے اپنے ساتھ سائانو بیکٹیریا میں گھڑی پر کام کرنے کی دعوت دی، جس کا انسانی گھڑی کے ساتھ کوئی پرزہ مشترک نہیں ہے۔ یہ صرف تین پروٹینوں پر مشتمل ہے جسے KaiA، KaiB اور KaiC کہا جاتا ہے، جن کی سرگرمی 24 گھنٹے کی تال میں بڑھتی اور گرتی ہے، اور ان کے دو پابند شراکت دار، جو جین کے ترجمہ کو چلاتے ہیں۔ 2017 میں ٹیم کی قیادت لی وانگ اور پارچ نے کی۔ تفصیلی ڈھانچے کو جاری کیا ہر ایک کمپلیکس کا، تہوں اور موڑ کو ظاہر کرتا ہے جو انہیں ایک دوسرے سے منسلک کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ بعد میں، گروپ نے دکھایا کہ وہ گھڑی کے پروٹین کو ایک ٹیسٹ ٹیوب میں ڈال سکتے ہیں اور انہیں دنوں، حتیٰ کہ مہینوں تک سائیکل پر لے جا سکتے ہیں۔

وہ دل کی گہرائیوں سے یہ ریکارڈ کر رہے تھے کہ اس سائیکل کو کس طرح چلایا گیا جب پارچ نے انسانی گھڑی کا مطالعہ کرتے ہوئے کچھ دیکھا جو اس نے دیکھا تھا: مقابلہ۔ چھوٹا ٹیگ جہاں CRY1 BMAL1 سے منسلک ہوتا ہے وہ بھی ہے جہاں BMAL1 کے سب سے مضبوط ایکٹیویٹرز میں سے ایک منسلک ہوتا ہے۔ اگر CRY1 اس ایکٹیویٹر کا مقابلہ کرتا ہے، ٹیگ پر اپنی جگہ لے لیتا ہے، تو گھڑی صرف آگے بڑھ سکتی ہے۔ یہ اس عمل میں بند ہے، منٹوں اور گھنٹوں کا انتظار کرتے ہوئے جب تک کہ CRY1 پروٹین کا بانڈ ختم نہ ہو جائے اور گھڑی کا چکر دوبارہ شروع ہو جائے۔

cyanobacterial گھڑی میں، Partch نے محسوس کیا، اجزاء کے درمیان مقابلہ اسی طرح کام کرتا ہے. یہ کیڑے اور فنگس جیسے جانداروں کی گھڑیوں میں بھی اگتا ہے۔ انہوں نے کہا، "یہ بہت، بہت مختلف گھڑیوں میں ایک محفوظ اصول لگتا ہے۔" وہ سوچتی ہے کہ کیا یہ ایک بنیادی حیاتی فزیکل سچائی کی عکاسی کرتا ہے کہ کس طرح قدرت مشینیں بناتی ہے جو وقت کے ساتھ آگے بڑھتے ہیں، اس راستے پر چلتے ہیں جہاں سے وہ نہیں ہٹ سکتے۔

مریخ پر زندگی کا وقت

ایک صبح اور۔ سورج کی روشنی کیری پارچ کی چین کی نیلی آنکھوں میں، زمین کی طرف، خلا کی سرد رسائیوں سے ہوتی ہے۔ CLOCK اور BMAL1 اپنا رقص شروع کرتے ہیں۔ وہ کام پر جاتی ہے۔ وہ اپنے لڑکوں کے ساتھ گھوم رہی ہے، جن کی عمریں 13 اور 18 ہیں۔ چھوٹی لڑکی، جو کیمسٹری کے بارے میں یوٹیوب کے خرگوش کے سوراخوں میں جانا پسند کرتی ہے، اصرار کرتی ہے کہ وہ ربڑ کے دستانے سے وینلن کو الگ کرنے اور اسے گرم چٹنی میں تبدیل کرنے کے بارے میں ایک ساتھ گھنٹہ بھر کی شاندار ویڈیو دیکھیں۔ وہ گھڑی کے پروٹین کے ربن اور کنڈلی کے بارے میں سوچتی ہے۔ اس کی تشخیص کا سامنا کرنے والے کچھ لوگ فیصلہ کر سکتے ہیں کہ یہ کچھ مختلف کرنے کا وقت ہے، لیکن پارچ نے کبھی بھی گھڑی سے منہ موڑنے پر غور نہیں کیا۔ وہ بہت ساری کہانیوں کا انجام جاننا چاہتی ہے۔

جب وہ ایک ایسے مستقبل کا تصور کرتی ہے جہاں ہم واقعی سرکیڈین حیاتیات کو سمجھتے ہیں، تو وہ یہ جان کر تصویر بناتی ہے کہ دن کے کسی بھی لمحے کسی کی گھڑی کیا کر رہی ہے۔ ڈیفنس ایڈوانسڈ ریسرچ پراجیکٹس ایجنسی (DARPA) کی طرف سے تجاویز کے لیے کال کے جواب میں، اس نے اور ساتھیوں نے ایک بار ناک کی جانچ کا خیال دیکھا جو آپ کی گھڑی کی حالت کا اندازہ لگا سکے، اس کے بارے میں ڈیٹا منتقل کر سکے، اور شاید اسے تبدیل بھی کر سکے۔ DARPA مشہور طور پر دور کی تجاویز کی حمایت کرتا ہے، لیکن پارچ نے مذاق میں کہا کہ انہوں نے DARPA کو ختم کر دیا، کیونکہ انہیں رقم نہیں ملی۔ وہ اب بھی اس ڈیوائس کی صلاحیت کے بارے میں سوچتی ہے۔

نظام شمسی کے تمام گھومنے والے سیاروں میں سے، یہ وہی ہے، جس نے اپنے 24 گھنٹے کے دن کے ساتھ، ہمیں تشکیل دیا ہے۔ اس وجہ سے، اس بارے میں اہم سوالات ہیں کہ اگر ہم کبھی دوسرے سیاروں پر رہنے کی کوشش کریں تو انسان کیسے صحت مند رہیں گے۔ ایک خوش گوار دور کی طرح جس کی گردش اس وقت تک نرم معلوم ہوتی ہے جب تک کہ آپ اترنے کی کوشش نہیں کرتے، ہمارے خلیات میں جمے ہوئے زمینی چکر ہمیں خطرناک طور پر کھینچ سکتے ہیں۔ "وہ واقعی ہمیں زمین سے باندھ دیتے ہیں،" پارچ نے کہا۔

لیکن وہ CLOCK، BMAL1 یا ان کے بہت سے شراکت داروں میں سے ایک کی حرکیات کو ایڈجسٹ کرنے کے قابل ہونے کا تصور کرتی ہے تاکہ خلائی مسافر خراب گھڑیوں سے بیمار نہ ہوں۔ فطرت کچھ الہام پیش کرتی ہے: CRY1 میں ایک تبدیلی کی لیبارٹری میں دریافت ہوئی۔ مائیکل نوجوان راکفیلر یونیورسٹی میں انسانوں کے سرکیڈین سائیکل کو تقریباً 40 منٹ تک بڑھاتا ہے، اور اس کے حاملین کو زمین پر مستقل طور پر مماثل نیند کے چکر کی مذمت کرتا ہے۔ پارچ نوٹ کرتا ہے کہ یہ مریخ پر رہنے کے لیے بہترین وقت فراہم کرے گا۔

پارچ کو معلوم ہوا کہ ان دنوں اس کی آواز زیادہ ناکام ہو رہی ہے۔ وہ اپنی آواز کے AI سے تیار کردہ کلون سے خوش ہے جو اس نے حاصل کیا ہے، لیکن اس نے اب بھی بولنے اور سفر میں کمی کر دی ہے۔ سرکیڈین کلاک میٹنگز میں اس کی غیر موجودگی ساتھیوں، مداحوں اور دوستوں کے لیے نمایاں ہے۔ جدید تاریخ حیاتیات نوبل انعام یافتگان اور دیگر مشہور علمبرداروں کے سائنسی تعاون پر بنائی گئی ہے، بلکہ اس کی ساختی تفصیلات سے بھی جو اس نے منظر عام پر لائی ہیں۔ گارڈنر نے کہا کہ "وہاں بہت زیادہ امیر دنیا ہے۔ "اور کیری پارچ وہی ہے جس نے ہمیں یہ دیا۔"

پارچ کے رہنے والے کمرے میں، جیسے ہی شام کو خوش آمدید کہنے کے لیے دھند چھائی ہوئی ہے، وہ اور میں مصنفہ ارسلا لی گِن کے بارے میں بات کر رہے ہیں، جن کے افسانے اکثر وقت کے ساتھ مصروف رہتے تھے۔ اس کے ناول میں ڈسپوززڈ, Le Guin نے آپ کے ساتھ وقت حاصل کرنے کے بارے میں لکھا - اپنی زندگی کو ترتیب دینے کے بارے میں تاکہ اس کا گزرنا آپ کو اپنی پسند کی سمت میں لے جائے۔ "وقت کے ساتھ کام کرنے کی بات، بجائے اس کے کہ،" انہوں نے لکھا, "کیا یہ ضائع نہیں ہوا ہے۔ درد بھی شمار ہوتا ہے۔"

"کیا آپ کو اپنی طرف وقت مل رہا ہے؟" میں نے پوچھا.

"ہاں،" پارچ کہتے ہیں۔ "ہاں میرا خیال ہے."