ಅನ್ಯಕಾಯ ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಗೆ ಮಾಡ್ಯುಲಾರ್ ಸಾಧನ

–ರಂಜಿನಿ ರಘುನಾಥ್

ಸೂಕ್ಷ್ಮಾಣುಜೀವಿಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಸಲು ಸಹಕಾರಿಯಾಗುವಂತೆ ಅಗತ್ಯವಿರುವುದೆಲ್ಲವನ್ನೂ ತನ್ನಲ್ಲೇ ಅಡಕಗೊಳಿಸಿಕೊಂಡ ಮಾಡ್ಯುಲಾರ್ ಸಾಧನವನ್ನು ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆ (ಐ.ಐ.ಎಸ್ ಸಿ.) ಮತ್ತು ಭಾರತೀಯ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಸಂಶೋಧನಾ ಸಂಸ್ಥೆಯ (ಇಸ್ರೊ) ಸಂಶೋಧಕರು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಇದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ ಭೂಮಿಗೆ ಹೊರತಾದ ಬಾಹ್ಯಕಾಯಗಳಲ್ಲಿ ಜೈವಿಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ನಡೆಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡಲಿದೆ.

ಸ್ಪೊರೊಸಾರ್ಸಿನ ಪ್ಯಾಸ್ಚುರೈ ಎಂಬ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲು ಹಾಗೂ ಹಲವು ದಿನಗಳವರೆಗೆ ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೇಲೆ ನಿಗಾ ಇಡಲು ಮನುಷ್ಯರ ಕನಿಷ್ಠ ಪಾಲ್ಗೊಳ್ಳುವಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಈ ಸಾಧನವನ್ನು ಹೇಗೆ ಬಳಸಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ತಂಡದ ತಜ್ಞರು Acta Astronautica ದಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟಗೊಂಡಿರುವ ಅಧ್ಯಯನ ಲೇಖನದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿದ್ದಾರೆ.

Image credit: Authors

ತುಂಬಾ ಏರುಪೇರಿನ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಈ ಮೈಕ್ರೋಬ್ ಗಳು ವರ್ತಿಸುವ ರೀತಿಯ ಬಗ್ಗೆ ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳುವುದರಿಂದ 2022ರಲ್ಲಿ ಉದ್ದೇಶಿಸಲಾಗಿರುವ ಭಾರತದ ಮೊತ್ತಮೊದಲ ಮಾನವಸಹಿತ ಬ್ಯಾಹಾಕಾಶ ಸಾಹಸಯಾನದಂತಹ ‘ಗಗನಯಾನ’ದ ಬಗೆಗೆ ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಒಳನೋಟಗಳನ್ನು ಲಭ್ಯವಾಗಿಸಲಿದೆ. ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ, ಅಂತಹ ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಗಾಗಿ ಹಲವಾರು ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗಳನ್ನು ಒಂದೇ ಸಂಯೋಜಿತ ಚಿಪ್ ಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಬಲ್ಲ ‘ಲ್ಯಾಬ್-ಆನ್-ಚಿಪ್ (ಚಿಪ್ ಮೇಲೆ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯ)ನ ಉಪಯೋಗ ಕುರಿತು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಸಂಶೋಧನೆಯಲ್ಲಿ ತೊಡಗಿದ್ದಾರೆ, ಆದರೆ ಸಾಮಾನ್ಯ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶದ ಉದ್ದೇಶಗಳಿಗಾಗಿ ಅಂತಹ ವೇದಿಕೆಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಸವಾಲುಗಳಿರುತ್ತವೆ.

 “ಅಂತಹ ಸಾಧನವು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಎಲ್ಲವನ್ನೂ ಅಡಕಗೊಳಿಸಿಕೊಂಡಿರಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಜೊತೆಗೆ, ಸಾಮಾನ್ಯ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿರುವಂಥ ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ಸನ್ನಿವೇಶಗಳೇ ಭೂಮಿಗೆ ಹೊರತಾದ ಬಾಹ್ಯಕಾಯಗಳಲ್ಲೂ ಇರುತ್ತವೆ ಎಂದು ಹೇಳಲಾಗದು…… ಉದಾಹರಣೆಗೆ 500 ವಾಟ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಬೇಡುವ ಯಾವುದೋ ಒಂದು ವಸ್ತುವನ್ನು ಅಲ್ಲಿಗೆ ಕೊಂಡೊಯ್ಯುವುದು ಅಪೇಕ್ಷಣೀಯವಲ್ಲ” ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ ಮೆಕಾನಿಕಲ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ವಿಭಾಗದ ಸಹಾಯಕ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕ ಹಾಗೂ ಅಧ್ಯಯನದ ಹಿರಿಯ ಲೇಖಕ ಕೌಶಿಕ್ ವಿಶ್ವನಾಥನ್.

Image credit: G Sai Santosh, Project Staff, IISc

ಐ.ಐ.ಎಸ್.ಸಿ. ಮತ್ತು ಇಸ್ರೊ ತಂಡವು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿರುವ ಸಾಧನವು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಮೇಲೆ ನಿಗಾ ಇಡಲು ಎಲ್.ಇ.ಡಿ. ಮತ್ತು ಫೋಟೋಡಯೋಡ್ ಸೆನ್ಸರ್ ನ ಸಂಯೋಜನೆಯನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯಗಳಲ್ಲಿ ಬೆಳಕಿನ ಸಾಂದ್ರತೆ ಅಥವಾ ಬೆಳಕಿನ ಚದುರುವಿಕೆಯನ್ನು ಮಾಪನ ಮಾಡುವ ಸೆಕ್ಟ್ರೊಫೋಟೋಮೀಟರ್ ನಂತೆಯೇ ಕೆಲಸ ಮಾಡಿ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಕುರಿತು ವಿಚಕ್ಷಣೆ ನಡೆಸಬಲ್ಲದು. ಇದರಲ್ಲಿ, ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಗೆ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಕಂಪಾರ್ಟ್ ಮೆಂಟುಗಳು ಇರುತ್ತವೆ. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಕಂಪಾರ್ಟ್ ಮೆಂಟ್ ಅಥವಾ ಕ್ಯಾಸೆಟ್ ನಲ್ಲಿ ಒಂದು ಚೇಂಬರ್ ಇದ್ದು, ಇದರಲ್ಲಿ ಸುಕ್ರೋಸ್ ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ನಿಲಂಬಿತವಾಗಿರುವ ಏಕಕೋಶ ಸೂಕ್ಮಾಣುಜೀವಿ (ಸ್ಪೋರ್) ಗಳು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ ಆಗಿರುತ್ತವೆ. ದೂರ ನಿಯಂತ್ರಕದಲ್ಲಿನ ಗುಂಡಿಯನ್ನು ಒತ್ತುವ ಮೂಲಕ ಇದಕ್ಕೆ ತಟಸ್ಥ ಮಾಧ್ಯಮವೊಂದು ಮಿಶ್ರಣಗೊಳ್ಳುವಂತೆ ಮಾಡಿ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಚಾಲನೆ ಕೊಡಬಹುದಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಕಂಪಾರ್ಟ್ ಮೆಂಟ್ ನ ದತ್ತಾಂಶಗಳನ್ನು ಪಡೆದು, ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಬಹುದು. ನಂತರ, ಮೂರು ಕಂಪಾರ್ಟ್ ಮೆಂಟುಗಳಲ್ಲಿನ ದತ್ತಾಂಶಗಳನ್ನು 1 ವಾಟ್ ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಸುವ ಒಂದೇ ಕಾರ್ಟ್ರಿಡ್ಜ್ ಮೇಲೆ ಸಂಯೋಜಿಸಬಹುದು. ಗಗನನೌಕೆಯೊಂದರ ಪೂರ್ತಿ ಪೇಲೋಡ್ ನಲ್ಲಿ ಇಂತಹ 4 ಕಾರ್ಟ್ರಿಡ್ಜ್ ಗಳು ಇರಲಿದ್ದು, ಒಟ್ಟು 12 ಸ್ವತಂತ್ರ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ನಡೆಸಬಹುದಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ ಸಂಶೋಧಕರು.

 “ಈ ಸಾಧನವು ಯಾವುದೇ ರೀತಿಯ ಸೋರಿಕೆಗೆ ಅವಕಾಶವಿಲ್ಲದಂತೆ ಸಂಪೂರ್ಣ ಸುರಕ್ಷಿತವಾಗಿರುವ ಜೊತೆಗೆ ಗಗನನೌಕೆಯು ಯಾವ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ವಾಲಿದರೂ ತನ್ನ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯನ್ನು ಯಾವ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೂ ಇಲ್ಲದಂತೆ ಕಾಯ್ದುಕೊಳ್ಳಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಇಲ್ಲಿ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ ಬೆಳವಣಿಗೆಯು ಸಾಮಾನ್ಯಕ್ಕಿಂತ ವಿಭಿನ್ನವಾದ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ನಡೆಯುವ ಜೊತೆಗೆ ಅದರ ಪ್ರಮಾಣ ಕೂಡ ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಇಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರವಾದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಬರುತ್ತವೆಯೇ ಎಂಬುದನ್ನು ನಾವು ದೃಢಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಬೇಕಿತ್ತು” ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕಲ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ವಿಭಾಗದ ಸಹ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕ ಹಾಗೂ ಅಧ್ಯಯನದ ಮತ್ತೊಬ್ಬ ಹಿರಿಯ ಲೇಖಕ ಅಲೋಕೆ ಕುಮಾರ್. “ಅಲ್ಲದೇ, ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಬದಲಾಗದಂತೆ ನೋಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಎಲ್.ಇ.ಡಿ. ಆನ್- ಆಫ್ ನಿಂದಾಗಿ ಹೆಚ್ಚು ಶಾಖ ಉತ್ಪತ್ತಿ ಆಗದಿರುವುದನ್ನು ಖಾತ್ರಿಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಬೇಕಿತ್ತು” ಎಂದೂ ಅವರು ವಿವರಿಸುತ್ತಾರೆ. ಆಮೇಲೆ, ಸಾಮಾನ್ಯ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯಗಳಲ್ಲಿ ಸಾಧಾರಣ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಆಗುವಂತೆಯೇ ಏಕಕೋಶ ಸೂಕ್ಷ್ಮಾಣು ಜೀವಿಗಳು (ಸ್ಪೋರ್ಗಳು)  ಬೆಳೆದು ಸರಳಿನಾಕಾರಾದ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳಾಗಿ ವರ್ಧನೆಗೊಳ್ಳುವುದನ್ನು ಸಂಶೋಧಕರು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ ನೆರವಿನಿಂದ ದೃಢಪಡಿಸಿಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ.

 “ಈಗ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯ ಪುರಾವೆಯು ಅಂದುಕೊಂಡಂತೆ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆ ಮಾಡುತ್ತದೆಂಬುದು ಸಾಬೀತಾಗಿದೆ. ಮುಂದಿನ ಹೆಜ್ಜೆಯಾಗಿ, ಈ ಸಾಧನದ ವೈಮಾನಿಕ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಸಿದ್ಧಪಡಿಸುವ ಕಾರ್ಯಕ್ಕೆ ಮುಂದಾಗಿದ್ದೇವೆ” ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ ವಿಶ್ವನಾಥನ್. ಇದು ಸಾಧನದ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಗರಿಷ್ಠಗೊಳಿಸುವುದನ್ನು ಹಾಗೂ ಕಂಪನ ಮತ್ತು ಗುರುತ್ವ ವೇಗೋತ್ಕರ್ಷದಂತಹ ಪೀಡನದಂತಹ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಖಾತ್ರಿಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ.

ಜಂತುಗಳು ಹಾಗೂ ಜೈವಿಕೇತರ ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಅಧ್ಯಯನಕ್ಕೆ ಕೂಡ ಈ ಸಾಧನವನ್ನು ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಮಾಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಭಾರತೀಯ ಸಂಶೋಧಕರಿಗೆ ಮಾದರಿ ವೇದಿಕೆಯೊಂದನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವುದೇ ನಮ್ಮ ಆಲೋಚನೆಯಾಗಿತ್ತು” ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ ಕುಮಾರ್. “ಈಗ ಇಸ್ರೊವು ಮಹತ್ವಾಕಾಂಕ್ಷಿ ಮಾನವಸಹಿತ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಯಾನವನ್ನು ಕೈಗೊಳ್ಳಲು ಸಜ್ಜಾಗುತ್ತಿದೆ. ಅದಕ್ಕಾಗಿ ದೇಶೀಯವಾಗಿ ಪರಿಹಾರಗಳನ್ನು ಕಂಡುಕೊಳ್ಳಬೇಕಿದೆ” ಎಂದೂ ಅವರು ಹೇಳುತ್ತಾರೆ.

ಉಲ್ಲೇಖ:

ಶ್ರೇಯಸ್ ಕಲ್ಲಾಪುರ್, ರಷ್ಮಿ ದೀಕ್ಷಿತ್, ಅರ್ಜುನ್ ಡೇ, ಅನೂಜ್ ನಂದಿ, ವರ್ಷಾ ಸಿಂಗ್, ಕೌಶಿಕ್ ವಿಶ್ವನಾಥನ್, ಅಲೋಕೆ ಕುಮಾರ್, Microbial analysis in space: Modular device for biological experiments in microgravity, Acta Astronautica, 188, 2021, 473-478.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0094576521004288

ಸಂಪರ್ಕಿಸಿ:

ಕೌಶಿಕ್ ವಿಶ್ವನಾಥನ್
ಸಹಾಯಕ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರು, ಮೆಕ್ಯಾನಿಕಲ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ವಿಭಾಗ
ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆ
koushik@iisc.ac.in
+91-80-2293 2670

ಅಲೋಕೆ ಕುಮಾರ್
ಸಹ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರ, ಮೆಕ್ಯಾನಿಕಲ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ವಿಭಾಗ
ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆ
alokekumar@iisc.ac.in
+91 80 2293 2958

ಪರ್ತಕರ್ತರಿಗೆ ಸೂಚನೆ:

ಅ) ಈ ಪತ್ರಿಕಾ ಪ್ರಕಟಣೆಯನ್ನು ಯಥಾವತ್ತಾಗಿ ಸುದ್ದಿಯಾಗಿ ಪ್ರಕಟಿಸಿದರೆ ದಯವಿಟ್ಟು ಐ.ಐ.ಎಸ್.ಸಿ. ಹೆಸರಿನೊಂದಿಗೆ ಪ್ರಕಟಿಸಿ.

ಆ) ಐ.ಐ.ಎಸ್.ಸಿ. ಪತ್ರಿಕಾ ಪ್ರಕಟಣೆಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಏನಾದರೂ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳಿದ್ದರೆ ದಯವಿಟ್ಟು news@iisc.ac.in or>pro@iisc.ac.in ಗೆ ಬರೆಯಿರಿ.

—000—