রসায়নে ২০২৬ সালের নোবেল পুরস্কার পেলেন কেনসো সোয়াই ও অঁরি কাগাঁ

রসায়ন কীভাবে এক দর্পণ-প্রতিবিম্ব রূপকে প্রাধান্য দিতে শিখল

জাপানি রসায়নবিদ কেনসো সোয়াই ও ফরাসি রসায়নবিদ অঁরি বি. কাগাঁ রসায়নে ২০২৬ সালের নোবেল পুরস্কার পেয়েছেন। তাঁদের আবিষ্কার দেখিয়েছে, রাসায়নিক বিক্রিয়ায় কীভাবে কোনো অণুর দর্পণ-প্রতিবিম্বের মতো দুটি রূপের একটিকে প্রাধান্য দেওয়া যায়। তাঁদের কাজ জীবনের রসায়ন নিয়ে দীর্ঘদিনের এক ধাঁধার উত্তর খোঁজে: বহু অপরিহার্য জৈব অণু কেন তাদের সম্ভাব্য দুটি রূপের মধ্যে প্রায় সব সময় একটিতেই পাওয়া যায়।

রয়্যাল সুইডিশ একাডেমি অব সায়েন্সেস বুধবার স্টকহোমে পুরস্কার ঘোষণা করে। একাডেমি তাঁদের “অপ্রতিসম জৈব সংশ্লেষণে অরৈখিক প্রভাব ও স্ব-অনুঘটন আবিষ্কারের” জন্য পুরস্কৃত করেছে। ১ কোটি ২০ লাখ সুইডিশ ক্রোনার পুরস্কার দুই বিজয়ীর মধ্যে সমানভাবে ভাগ হবে। আলফ্রেড নোবেলের মৃত্যুবার্ষিকী ১০ ডিসেম্বর স্টকহোমে পুরস্কার বিতরণী অনুষ্ঠান হওয়ার কথা রয়েছে।

টোকিও ইউনিভার্সিটি অব সায়েন্সের ইমেরিটাস অধ্যাপক সোয়াই বাড়ির কাছে কেনাকাটা করার সময় পুরস্কারের খবর পান। নোবেল কমিটির সঙ্গে ফোনে কথা বলার সময় তিনি বলেন, খবরটি তাঁর জীবনের অন্যতম আনন্দের দিন এনে দিয়েছে। কাগাঁর সঙ্গে এই সম্মান ভাগ করে নিতে পেরে তিনি আনন্দিত বলেও জানান। কাগাঁ সাবেক ইউনিভার্সিতে প্যারিস-সুদের ইমেরিটাস অধ্যাপক। পরে বিশ্ববিদ্যালয়ের এক সংবাদ সম্মেলনে সোয়াই তাঁর শিক্ষার্থী ও সহকর্মীদের ধন্যবাদ জানান এবং বলেন, তাঁদের সহযোগিতা তাঁর কাজের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ছিল।

রসায়নবিদদের ওষুধ, উপাদান, সুগন্ধি ও অন্যান্য যৌগ তৈরিতে ব্যবহারিক মূল্য রয়েছে, এমন মৌলিক গবেষণাকে এই পুরস্কার স্বীকৃতি দিয়েছে। পাশাপাশি এতে এমন একটি পরীক্ষাগারভিত্তিক বিক্রিয়ার ওপর আলোকপাত করা হয়েছে, যা জীবনের বৈশিষ্ট্যপূর্ণ আণবিক অসমমিতি কীভাবে তৈরি হতে পারে, তা অনুসন্ধানের পথ দেখায়। তবে গবেষকেরা সতর্ক করে বলেছেন, বিক্রিয়াটিকে প্রাচীন পৃথিবীর রসায়নের সরাসরি মডেল হিসেবে বিবেচনা করা হয় না।

আণবিক দিকনির্দেশিতা বলতে কী বোঝায়?

কিছু অণু দুটি রূপে থাকে। উভয় রূপে একই পরমাণু একই ক্রমে যুক্ত থাকে, তবে সেগুলো পরস্পরের দর্পণ-প্রতিবিম্বের মতো বিন্যস্ত। বাঁ ও ডান হাতের মতো, দুটি রূপকে একটির ওপর আরেকটি রাখলে প্রতিটি অংশ মেলে না। রসায়নবিদেরা এই বৈশিষ্ট্যকে কাইরালিটি এবং রূপ দুটিকে এনানশিওমার বলেন।

জীবদেহে এই পার্থক্যের গুরুত্ব অনেক। প্রোটিন প্রায় সম্পূর্ণভাবে এল অ্যামিনো অ্যাসিড দিয়ে তৈরি, আর ডিএনএ ও আরএনএর শর্করায় থাকে বিপরীত ডি বিন্যাস। প্রোটিনসহ জীবদেহের গঠনগুলো নিজেরাই কাইরাল হওয়ায় অণুর দুটি রূপ দেহের সঙ্গে ভিন্নভাবে মিথস্ক্রিয়া করতে পারে। কোনো ওষুধের এক রূপ কাঙ্ক্ষিত প্রভাব ফেলতে পারে, আর তার দর্পণ-প্রতিবিম্ব রূপটি তুলনামূলক দুর্বল বা ভিন্ন প্রভাব ফেলতে পারে, কিংবা অনাকাঙ্ক্ষিত পার্শ্বপ্রতিক্রিয়া ঘটাতে পারে।

তাই ওষুধ উন্নয়নে কাইরালিটি শুধু অণুর জ্যামিতির বিমূর্ত বৈশিষ্ট্য নয়, ব্যবহারিক বিবেচনারও বিষয়। জীবনের উৎপত্তি নিয়ে এটি বিজ্ঞানীদের সামনে একটি বিস্ময়কর প্রশ্নও তুলে ধরে। কাইরাল অণু তৈরি করা বহু সাধারণ বিক্রিয়ায় দর্পণ-প্রতিবিম্বের দুই রূপ প্রায় সমান পরিমাণে তৈরি হয়। তাহলে জীবনের বহু জৈবিক গঠন-উপাদানের ক্ষেত্রে একটি রূপের ওপর এত বেশি নির্ভরতা তৈরি হলো কীভাবে?

এই ধাঁধার ইতিহাস দীর্ঘ। উনিশ শতকে লুই পাস্তুর টারটারিক অ্যাসিডের স্ফটিকের দুটি রূপ আলাদা করেন এবং দেখেন, দ্রবণ দুটি মেরুকৃত আলোকে বিপরীত দিকে ঘোরায়। তাঁর পরীক্ষাগুলো দেখায়, কিছু অণুর দর্পণ-প্রতিবিম্বের মতো রূপ রয়েছে। পরবর্তী গবেষণায় দেখা যায়, ব্যাকটেরিয়া টারটারিক অ্যাসিডের এক রূপ গ্রহণ করতে পারে, কিন্তু তার দর্পণ-প্রতিবিম্ব রূপটি অক্ষত রাখে। এতে জীবনের রসায়নের অস্বাভাবিক বাছাইক্ষমতার ইঙ্গিত মেলে।

কাগাঁ কীভাবে ধারণাটিকে বদলে দিলেন?

১৯৫৩ সালে পদার্থবিদ চার্লস ফ্র্যাঙ্ক একটি গুরুত্বপূর্ণ তাত্ত্বিক ধারণা দেন। তিনি ব্যাখ্যা করেন, যে বিক্রিয়া নিজেই নিজের কাইরাল অনুঘটক তৈরি করে, তা কীভাবে সামান্য প্রাথমিক অসমতাকে আরও বাড়াতে পারে। অনুঘটক নিজে ক্ষয় না হয়ে বিক্রিয়ার গতি বাড়ায়। বিক্রিয়ায় যদি এমন অনুঘটক বেশি তৈরি হয়, যা দর্পণ-প্রতিবিম্বের একটি রূপকে প্রাধান্য দেয়, তবে সেই অনুঘটক আরও বেশি একই রূপ তৈরি করতে সাহায্য করতে পারে।

কয়েক দশক ধরে পরীক্ষাগারে এই প্রস্তাব বাস্তবায়ন করা কঠিন ছিল। কাগাঁর কাজ এর গুরুত্বপূর্ণ একটি অংশের উত্তর দেয়। ১৯৮৬ সালে তিনি ও তাঁর সহকর্মীরা দেখান, অনুঘটকের দিকনির্দেশিতা ও উৎপাদের দিকনির্দেশিতার সম্পর্ক সব সময় সরল এক-অনুপাতের হয় না। অনুঘটকের একটি রূপ সামান্য বেশি থাকলেও উৎপাদের একটি রূপ অনেক বেশি পরিমাণে তৈরি হতে পারে।

একে অরৈখিক প্রভাব বলা হয়। অর্থাৎ প্রাথমিক অসমতা যতটা, ফলাফল সরাসরি সেই অনুপাতে বাড়ে না। কিছু বিক্রিয়ায় অনুঘটকের অণুগুলো ভিন্ন ভিন্ন বিন্যাসে জুটি বাঁধতে পারে। বিপরীত দিকনির্দেশিতার অণুর জুটি যদি একই দিকনির্দেশিতার জুটির তুলনায় কম কার্যকরভাবে বিক্রিয়া করে, তাহলে শুধু অনুঘটকের মিশ্রণ দেখে যতটা ধারণা করা যায়, বিক্রিয়াটি তার চেয়ে বেশি জোরালোভাবে কোনো একটি উৎপাদকে প্রাধান্য দিতে পারে।

কাগাঁর আবিষ্কার সংশ্লেষণ রসায়নবিদদের কাছে গুরুত্বপূর্ণ ছিল। এতে দেখা যায়, কখনো কখনো সমান মাত্রায় বিশুদ্ধ অনুঘটক দিয়ে শুরু না করেও একটি রূপের আধিক্যযুক্ত উৎপাদ তৈরি করা সম্ভব। রাসায়নিক ব্যবস্থার সামান্য পক্ষপাত কীভাবে বাড়তে পারে, তা ভাবার একটি উপায়ও এটি গবেষকদের দেয়। তাঁর কাজ গাণিতিক সম্ভাবনাকে এমন এক প্রশ্নে রূপ দেয়, যা রসায়নবিদেরা পরীক্ষা-নিরীক্ষার মাধ্যমে যাচাই করতে পারেন।

সোয়াইয়ের বিক্রিয়াকে যুগান্তকারী করে তুলেছিল কী?

সোয়াই আরও একটি সম্ভাবনা নিয়ে কাজ করেন: এমন একটি বিক্রিয়ার উৎপাদ, যা নিজেই নিজের আরও উৎপাদ তৈরির অনুঘটক হিসেবে কাজ করে। এই প্রক্রিয়াকে স্ব-অনুঘটন বলা হয়। উৎপাদটি কাইরাল হলে এবং নিজের দর্পণ-প্রতিবিম্বের রূপটির চেয়ে নিজের রূপটিই বেশি তৈরি করলে, এই বিক্রিয়া প্রতিক্রিয়া-চক্রের মাধ্যমে সামান্য অসমতাকে বাড়িয়ে তুলতে পারে।

সোয়াই ও তাঁর সহকর্মীরা ১৯৯০ সালে প্রাথমিক পর্যায়ের একটি স্ব-অনুঘটিত বিক্রিয়ার কথা জানান। ১৯৯৫ সালে তাঁরা এর সঙ্গে সম্পর্কিত একটি বিক্রিয়া প্রকাশ করেন, যা পরে সোয়াই বিক্রিয়া নামে পরিচিতি পায়। এতে একটি কাইরাল উৎপাদ নিজেই নিজের উৎপাদনের অনুঘটক হিসেবে কাজ করে এবং একটি এনানশিওমারের প্রাধান্য বাড়াতে পারে। ২০০৩ সালে দলটি এমন একটি সংস্করণের কথা জানায়, যা অত্যন্ত সামান্য প্রাথমিক অসমতাকে বাড়িয়ে এমন উপাদান তৈরি করে, যার ৯৯.৭৫ শতাংশ ছিল একটি এনানশিওমার।

পরীক্ষাগারে এই ফলাফল দেখায়, কোন রূপ প্রাধান্য পাবে তা নির্ধারণের জন্য বাইরের কোনো কাইরাল অণুর ওপর নির্ভর না করেও একটি বিক্রিয়া প্রায় সম্পূর্ণভাবে এক রূপের দিকে যেতে পারে। রসায়নে নোবেল কমিটির চেয়ার হাইনার লিঙ্কে বলেন, কাগাঁ ও সোয়াই “এক শতাব্দীরও বেশি পুরোনো এক রাসায়নিক রহস্যের সমাধান দিয়েছেন: কীভাবে স্বতঃস্ফূর্তভাবে হোমোকাইরালিটি তৈরি হতে পারে।” হোমোকাইরালিটি হলো কোনো ব্যবস্থায় সম্ভাব্য দুটি আণবিক রূপের মধ্যে প্রধানত একটিকে ব্যবহার করা।

জীবনের উৎপত্তি নিয়ে আলোচনায় প্রায়ই এই বিক্রিয়ার প্রসঙ্গ আসে, তবে এ ক্ষেত্রে কিছু সতর্কতা জরুরি। সোয়াই বিক্রিয়া দেখায়, রাসায়নিক প্রতিক্রিয়া-চক্র কীভাবে সামান্য অসমতাকে বাড়িয়ে তুলতে পারে। গবেষকেরা উল্লেখ করেছেন, এ বিক্রিয়ায় নির্দিষ্ট বিকারক ও শর্ত লাগে, যার মধ্যে পানির সঙ্গে অসংগত শর্তও রয়েছে। তাই প্রাক্‌জৈবিক পৃথিবীতে এটি ঠিক পরিকল্পিতভাবে ঘটেছিল, এমনটা হওয়ার সম্ভাবনা কম। এর গুরুত্বের একটি দিক হলো, এটি এমন একটি নীতি প্রদর্শন করে, যা আণবিক অসমমিতি তৈরির অন্যান্য সম্ভাব্য পথের সঙ্গে তুলনা করে গবেষকেরা পরীক্ষা করতে পারেন।

উৎপত্তি-গবেষণার বাইরেও কেন এই কাজ গুরুত্বপূর্ণ

অনেক ওষুধ ও অন্যান্য কার্যকর রাসায়নিক তৈরিতে আণবিক দিকনির্দেশিতা নিয়ন্ত্রণ করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। যে বিক্রিয়ায় বেছে বেছে একটি এনানশিওমার তৈরি হয়, তাতে পরে মিশ্রণ আলাদা করার প্রয়োজন কমতে পারে এবং নির্মাতারা আরও অনুমানযোগ্য বৈশিষ্ট্যের যৌগ তৈরি করতে পারেন। রসায়নবিদেরা কীভাবে এমন বিক্রিয়া বোঝেন ও পরিকল্পনা করেন, তা গড়ে তোলা আবিষ্কারগুলোকেই নোবেল পুরস্কার স্বীকৃতি দিয়েছে।

ওষুধের ইতিহাসে এর গুরুত্ব স্পষ্ট হয়েছে। গর্ভাবস্থায় বমিভাবের চিকিৎসায় ১৯৬০-এর দশকের শুরুতে নির্ধারিত থ্যালিডোমাইডের সঙ্গে গুরুতর জন্মগত ত্রুটির সম্পর্ক পাওয়া যায়। পরবর্তী গবেষণায় এর দর্পণ-প্রতিবিম্ব রূপগুলোর জৈবিক প্রভাবের পার্থক্যের দিকে দৃষ্টি আকর্ষণ করা হয়। রসায়নবিদেরা কেন কাইরালিটি নিয়ে গবেষণা করেন, তা বোঝাতে প্রায়ই এই উদাহরণ দেওয়া হয়। তবে থ্যালিডোমাইডের জৈবিক আচরণ আরও জটিল; এর একটি রূপ ক্ষতিকর আর অন্যটি নিরাপদ, এমন সরল বিভাজন এখানে খাটে না।

পরিচিত আরও কিছু অণুও দেখায়, দর্পণ-প্রতিবিম্ব রূপগুলোর বৈশিষ্ট্য আলাদা হতে পারে। যেমন, কারভোনের দুটি রূপের সঙ্গে পুদিনা ও কিমের ঘ্রাণের সম্পর্ক রয়েছে। একই নীতি ওষুধ, কীটনাশক ও অন্যান্য যৌগের জৈবিক লক্ষ্যবস্তুর সঙ্গে মিথস্ক্রিয়ায় প্রভাব ফেলতে পারে। কোনো অণুর গঠন, যার মধ্যে তার দিকনির্দেশিতাও রয়েছে, সেটি কী কাজ করবে তা নির্ধারণে ভূমিকা রাখে।

কাগাঁ ও সোয়াইয়ের কাজ অপ্রতিসম সংশ্লেষণের বৃহত্তর বিকাশেরও অংশ। এই পদ্ধতিতে বিক্রিয়াকে একটি নির্দিষ্ট এনানশিওমারের দিকে পরিচালিত করা হয়। অপ্রতিসম অনুঘটনের অগ্রগতির জন্য ২০০১ সালে রসায়নে নোবেল পুরস্কার পেয়েছিলেন উইলিয়াম নোলস, রিওজি নইয়োরি ও ব্যারি শার্পলেস। কাগাঁ ও সোয়াই এর সঙ্গে সম্পর্কিত, তবে আলাদা একটি প্রশ্নের উত্তর খুঁজেছেন: অসমতা কীভাবে বাড়ানো যায়, বিশেষ করে যখন উৎপাদ নিজেই নিজের তৈরির অনুঘটক হিসেবে কাজ করে।

জাপানের সঙ্গে যোগসূত্র থাকা একটি মৌলিক বিজ্ঞানের পুরস্কার

সোয়াই ১৯৫০ সালে হিরোশিমা প্রিফেকচারে জন্মগ্রহণ করেন। তিনি টোকিও বিশ্ববিদ্যালয়ে পড়াশোনা করেন এবং বিজ্ঞানে ডক্টরেট ডিগ্রি অর্জন করেন। জাপানে এবং ইউনিভার্সিটি অব নর্থ ক্যারোলাইনায় গবেষণার পর তিনি টোকিও ইউনিভার্সিটি অব সায়েন্সে অধ্যাপক হন। ২০১২ সালে তিনি জাপানের মেডেল উইথ পার্পল রিবন পান। বর্তমানে তিনি ইমেরিটাস অধ্যাপক।

পুরস্কার ঘোষণার দিন সংবাদ সম্মেলনে সোয়াই গবেষণাকে এমন এক প্রক্রিয়া হিসেবে বর্ণনা করেন, যেখানে কাঙ্ক্ষিত ফল পাওয়া যাবে কি না না জেনেই পরীক্ষা চালিয়ে যেতে হয়। তিনি বলেন, নতুন পরীক্ষালব্ধ তথ্য আবিষ্কারে আনন্দ ও বিস্ময় পাওয়ায় তিনি সমস্যাগুলো নিয়ে বেশি ভাবেননি। বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষণার পরিবেশ এবং তাঁর সঙ্গে কাজ করা শিক্ষার্থীদেরও কৃতিত্ব দেন তিনি।

জাপানের কোনো ব্যক্তি বা প্রতিষ্ঠান টানা তৃতীয় বছরের মতো নোবেল পুরস্কার পেল। এর আগে ২০২৪ ও ২০২৫ সালে জাপানের বিজয়ীরা পুরস্কার পেয়েছিলেন। জৈব রসায়নে স্বীকৃতি পাওয়া জাপানি রসায়নবিদদের দীর্ঘ তালিকায়ও স্থান করে নিলেন সোয়াই। এই ক্ষেত্রটি কার্বনযুক্ত যৌগ নিয়ে কাজ করে, যার মধ্যে প্রোটিন, শর্করা ও বহু ওষুধ রয়েছে।

বিজ্ঞানে কোন প্রশ্নগুলোর উত্তর এখনো মেলেনি?

এই পুরস্কার জীবনের একমুখী রসায়নের সূচনা কীভাবে হয়েছিল, সেই প্রশ্নের নিষ্পত্তি করে না। এটি এমন পরীক্ষামূলক ও ধারণাগত অগ্রগতিকে স্বীকৃতি দেয়, যা দেখায় কীভাবে রাসায়নিক অসমতা জোরদার হতে পারে। তবে জীবন উদ্ভূত হওয়ার আগে প্রকৃতিতে কোন প্রক্রিয়াগুলো কাজ করেছিল, তা এখনো অজানা। স্ফটিক, পৃষ্ঠতল ও এমন ভৌত অবস্থার প্রভাবসহ বিকল্প প্রক্রিয়া নিয়ে গবেষকেরা অনুসন্ধান চালিয়ে যাচ্ছেন, যা কোনো একটি রূপকে অন্যটির চেয়ে প্রাধান্য দিতে পারে।

এই কাজের মূল্যও এই পার্থক্যের মধ্যেই রয়েছে। সোয়াই বিক্রিয়া অপ্রতিসম স্ব-অনুঘটনের একটি শক্তিশালী উদাহরণ দেয়, আর কাগাঁর অরৈখিক প্রভাব ব্যাখ্যা করতে সাহায্য করে, কীভাবে অনুঘটকের মিশ্রণ থেকে অপ্রত্যাশিতভাবে প্রবল কোনো পছন্দ তৈরি হতে পারে। একত্রে এই আবিষ্কারগুলো রসায়নবিদদের ব্যবহারিক সংশ্লেষণ এবং জীবনের উৎপত্তি নিয়ে প্রশ্ন, উভয় ক্ষেত্রেই আণবিক দিকনির্দেশিতা অধ্যয়নের সরঞ্জাম দেয়।

সোয়াই বলেন, এই স্বীকৃতি জৈব সংশ্লেষণের প্রতি আরও মনোযোগ আকর্ষণ করবে এবং গবেষণা এগিয়ে নিতে সাহায্য করবে বলে তিনি আশা করেন। এক শতাব্দী পুরোনো একটি ধাঁধা থেকে শুরু হয়ে পরীক্ষাগারে এক বিস্ময়কর প্রদর্শনীতে পৌঁছানো গবেষণার ধারাকে নোবেল পুরস্কার সম্মানিত করছে: সঠিক শর্তে রসায়ন দর্পণ-প্রতিবিম্বের একটি রূপকে প্রাধান্য দিতে পারে এবং সেই নির্বাচনকে আরও জোরালো করতে পারে।

মূল বিষয়গুলো

• রসায়নে ২০২৬ সালের নোবেল পুরস্কার পেয়েছেন কেনসো সোয়াই ও অঁরি বি. কাগাঁ।
• অপ্রতিসম জৈব সংশ্লেষণে অরৈখিক প্রভাব ও স্ব-অনুঘটনের আবিষ্কারের জন্য এই পুরস্কার দেওয়া হয়েছে।
• কাগাঁ ১৯৮৬ সালে দেখিয়েছিলেন, অনুঘটকের সামান্য অসমতা বিক্রিয়ার উৎপাদে আরও বড় অসমতা তৈরি করতে পারে।
• সোয়াইয়ের বিক্রিয়া দেখিয়েছে, একটি কাইরাল উৎপাদ কীভাবে নিজের রূপের আরও উৎপাদ তৈরিতে অনুঘটক হিসেবে কাজ করতে পারে।
• এই আবিষ্কারগুলো রাসায়নিক সংশ্লেষণে কাজে লাগে এবং জীবনের আণবিক দিকনির্দেশিতার সূচনা কীভাবে হয়েছিল, তা সমাধান না করলেও সে বিষয়ে গবেষণার একটি মডেল দেয়।