Environmental Molecular Sciences Laboratory
এনভায়রনমেন্টাল মলিকিউলার সায়েন্সেস ল্যাবরেটরি (ই. এম. এস. এল, উচ্চারণ এম-জুল) হল মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ওয়াশিংটনের রিচল্যান্ডে প্যাসিফিক নর্থওয়েস্ট ন্যাশনাল ল্যাবরেটরির অফিস অফ সায়েন্সের একটি শক্তি বিভাগ। গবেষণা ই. এম. এস. এল বিজ্ঞানীরা এবং সহযোগীরা মৌলিক গবেষণা সম্পাদন করেন যা জৈবিক, জৈব-ভূ-রাসায়নিক এবং ভৌত নীতিগুলির উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে যা আণবিক এবং জিনোমিক্স-নিয়ন্ত্রিত ক্ষুদ্রতম স্কেলে ঘটে যাওয়া প্রক্রিয়াগুলির পূর্বাভাস দেয় যা পরিবেশগত পৃথিবী ব্যবস্থার বৃহত্তম স্কেলে পরিবর্তিত হয়। ফাংশনাল এবং সিস্টেম বায়োলজি সায়েন্স এরিয়া এনজাইম এবং বায়োকেমিক্যাল পথগুলি বোঝার উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে যা প্রোটিন কাঠামো এবং ফাংশনগুলিকে কোষের মধ্যে, সম্প্রদায়ের কোষগুলির মধ্যে এবং কোষীয় ঝিল্লি পৃষ্ঠের মধ্যে এবং জীবাণু এবং উদ্ভিদের জন্য তাদের পরিবেশের মধ্যে ফেনোটাইপিক প্রতিক্রিয়া এবং মিথস্ক্রিয়ার সাথে সংযুক্ত করে। এনভায়রনমেন্টাল ট্রান্সফর্মেশনস অ্যান্ড ইন্টারেকশনস সায়েন্স এরিয়া পরিবেশগত (ফিজিওকেমিক্যাল, হাইড্রোলজিক্যাল, বায়োজিওকেমিক্যাল), মাইক্রোবিয়াল, উদ্ভিদ এবং পরিবেশগত প্রক্রিয়াগুলির উপরের এবং নীচের স্থল বাস্তুতন্ত্র, বায়ুমণ্ডল এবং তাদের ইন্টারফেসের যান্ত্রিক এবং ভবিষ্যদ্বাণীমূলক বোঝার উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে। কম্পিউটিং, অ্যানালিটিক্স এবং মডেলিং সায়েন্স এরিয়া উন্নত ডেটা অ্যানালিটিক্স, ভিজ্যুয়ালাইজেশন এবং গণনামূলক মডেলিং এবং সিমুলেশনের মাধ্যমে জৈবিক ও পরিবেশগত ব্যবস্থার ভবিষ্যদ্বাণীমূলক বোঝার বিকাশের জন্য অত্যাধুনিক পরীক্ষামূলক ডেটা ব্যবহারের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে। ই. এম. এস. এল জৈবিক এবং বাস্তুতন্ত্রের প্রক্রিয়াগুলির আণবিক ক্রিয়াকলাপগুলি বোঝার এবং পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য গুরুত্বপূর্ণ তথ্য উন্মোচন করতে সমন্বিত গবেষণা প্ল্যাটফর্মগুলি ব্যবহার করে। জৈব-ভূ-রাসায়নিক রূপান্তরগুলি অনুসন্ধান করে যে পৃথিবীর জমি, জল এবং বায়ুর সংযোগস্থলে আণবিক মিথস্ক্রিয়া কীভাবে পরিবেশের মধ্যে পুষ্টি এবং দূষকগুলিকে রূপান্তরিত করে এবং পরিবহন করে। জৈব-আণবিক পথগুলি অভ্যন্তরীণ বা বাহ্যিক পরিবেশে পরিবর্তনের প্রতিক্রিয়ায় কোষের মধ্যে জৈব অণুগুলির মধ্যে কার্যকরী সম্পর্কের মধ্যে জিনোমিক তথ্যের অনুবাদের তদন্ত করে। কোষ সংকেত এবং যোগাযোগগুলি তাদের পরিবেশের প্রতিক্রিয়ায় জীবের মধ্যে জটিল আন্তঃসম্পর্ক বোঝার জন্য কোষ, জনসংখ্যা এবং সম্প্রদায়ের মধ্যে এবং মধ্যে আণবিক সংকেতগুলির গতিশীল মিথস্ক্রিয়া এবং পাচার প্রকাশ করে। স্থলজ-বায়ুমণ্ডলীয় প্রক্রিয়াগুলি আণবিক রূপান্তর, তাদের নিয়ন্ত্রণকারী ভৌত প্রক্রিয়াগুলি এবং স্থলজ এবং বায়ুমণ্ডলীয় প্রক্রিয়াগুলির সংযোগের তদন্ত করে। রাইজোস্ফিয়ার ফাংশন সিস্টেম স্কেলে উদ্ভিদ এবং বাস্তুতন্ত্রের বৈশিষ্ট্যগুলি বোঝার, পূর্বাভাস দেওয়ার এবং নিয়ন্ত্রণ করার জন্য আণবিক স্তরে জিন এবং পরিবেশের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া তদন্ত করে। কাঠামোগত জীববিজ্ঞান কার্যকারিতা বোঝার জন্য ন্যানোস্কেল স্থানিক এবং সাময়িক রেজোলিউশনে প্রোটিন, প্রোটিন কমপ্লেক্স এবং অন্যান্য জৈব অণু সম্পর্কে কাঠামোগত, জৈব রাসায়নিক এবং গতিশীল তথ্য অর্জন করে। সিস্টেম মডেলিং প্রোটিন কাঠামো এবং কার্যকারিতা, বিপাকীয় মডেলিং এবং মেশিন লার্নিং পদ্ধতির গণনামূলক মডেল ব্যবহার করে জিনোটাইপকে ফেনোটাইপের সাথে যুক্ত করতে এবং জৈবিক প্রক্রিয়াগুলি বোঝার জন্য যা পুষ্টির প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে এবং জৈব নকশা এবং জৈব জ্বালানী/জৈব উৎপাদন উৎপাদনের ভবিষ্যদ্বাণীমূলক পদ্ধতিকে সক্ষম করে। অপারেশনস ই. এম. এস. এল হল একটি ব্যবহারকারী গবেষণা সুবিধা যার মাধ্যমে বিশ্বজুড়ে বিজ্ঞানীরা বিনা মূল্যে পরীক্ষাগারের বিশেষজ্ঞ এবং সরঞ্জামগুলি অ্যাক্সেস করার জন্য প্রকল্পের প্রস্তাব জমা দিতে পারেন। প্রকল্পটি বৈজ্ঞানিকভাবে প্রভাবশালী এবং ডিওই-এর অফিস অফ বায়োলজিক্যাল অ্যান্ড এনভায়রনমেন্টাল রিসার্চ মিশনের সাথে প্রাসঙ্গিক তা নিশ্চিত করার জন্য একটি প্রতিযোগিতামূলক পিয়ার-রিভিউ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে প্রস্তাবগুলি পরীক্ষা করা হয়। যেসব বিজ্ঞানীর প্রস্তাব গৃহীত হয়, তাঁদের ই. এম. এস. এল ব্যবহারকারী বলা হয়। সাধারণ ব্যবহারকারী গবেষণা প্রকল্পগুলি কয়েক মাস থেকে কয়েক বছর পর্যন্ত স্থায়ী হতে পারে। ই. এম. এস. এল ব্যবহারকারীদের তাদের প্রকল্পের সময়কালের জন্য সাইটে থাকতে হবে না এবং প্রয়োজনে পরীক্ষাগারে যেতে পারেন। বেশিরভাগ নমুনা প্রক্রিয়াকরণ এবং বিশ্লেষণ দূর থেকে পরিচালনা করা যেতে পারে। ই. এম. এস. এল-এর ব্যবহারকারী সম্প্রদায় প্রতিনিধিদের একটি নির্বাচিত কমিটির মাধ্যমে বৈজ্ঞানিক দিকনির্দেশনা এবং দক্ষ পরিচালনার জন্য গবেষণাগারের পরিচালন দলকে সুপারিশ প্রদান করে। ই. এম. এস. এল হয়ে ওঠার ধারণাটি 1985 সালে ন্যাশনাল অ্যাকাডেমি অফ সায়েন্সেসের 'অপর্চুনিটিজ ইন কেমিস্ট্রি' শীর্ষক একটি প্রতিবেদন দিয়ে শুরু হয়েছিল। প্রতিবেদনে শক্তি এবং পরিবেশ সম্পর্কিত বৈজ্ঞানিক চ্যালেঞ্জগুলি চিহ্নিত করা হয়েছে যার সমাধান অর্জনের জন্য মৌলিক গবেষণার প্রয়োজন। জবাবে, পি. এন. এন. এল-এর তৎকালীন পরিচালক উইলিয়াম আর উইলি এবং ল্যাব সিনিয়র ম্যানেজাররা আণবিক বিজ্ঞানের জন্য একটি কেন্দ্রের প্রস্তাব করেছিলেন যা শারীরিক ও জীবন বিজ্ঞানের গবেষক এবং তত্ত্ববিদদের কম্পিউটিং এবং আণবিক প্রক্রিয়া মডেলিংয়ের অভিজ্ঞতার সাথে একত্রিত করবে। উইলি একটি সমন্বিত এবং সহযোগিতামূলক পদ্ধতিতে আণবিক-স্তরের রসায়ন অধ্যয়নের জন্য উন্নত যন্ত্রপাতি সহ একটি সুবিধার কল্পনা করেছিলেন। ওহাইও-ভিত্তিক ব্যাটেল মেমোরিয়াল ইনস্টিটিউট, যা ডিওই-এর জন্য পিএনএনএল পরিচালনা করে, এই সুবিধাটি তৈরি করতে; গবেষণা কর্মসূচি বিকাশ করতে; এবং সরঞ্জাম, সুবিধা, বিজ্ঞানী এবং সহায়তা কর্মী প্রাপ্তির জন্য চার বছরের মধ্যে 85 লক্ষ মার্কিন ডলার তহবিল অনুমোদন করেছে। 1994 সালের জুলাই মাসে নির্মাণ কাজ শুরু হয় এবং 1997 সালের আগস্টে শেষ হয়। ই. এম. এস. এল 1997 সালের 1লা অক্টোবর সম্পূর্ণ পরিচালনার জন্য খোলা হয়। ই. এম. এস. এল-এর প্রথম পাঁচ বছরে ই. এম. এস. এল-এর নেতারা সক্ষমতা তৈরি করেন, বৈজ্ঞানিক নেতৃত্ব নিয়োগ করেন এবং ব্যবহারকারীদের আকৃষ্ট করেন। এরপরে নেতারা জীববিজ্ঞানকে অন্তর্ভুক্ত করার জন্য বৈজ্ঞানিক ফোকাস প্রসারিত করেছিলেন, বিশেষত পরিবেশগত পরিচ্ছন্নতা, বিকল্প শক্তি এবং বায়ুমণ্ডলে কার্বন ডাই অক্সাইড হ্রাসের জন্য প্রাকৃতিকভাবে ঘটে যাওয়া জীবাণুগুলির অধ্যয়ন। ই. এম. এস. এল-এর প্রাথমিক ব্যবহারকারী প্রোগ্রামটি একক তদন্তকারী অধ্যয়নের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে যা বৈজ্ঞানিক ক্ষেত্রগুলি অতিক্রম করে এবং প্রতি বছর 1,000 এরও বেশি ব্যবহারকারীর কাছে দ্রুত পৌঁছে যায়, যা প্রতিটি রাজ্য এবং বেশ কয়েকটি বিদেশী দেশের প্রতিনিধিত্ব করে। এই সময়কালে, ই. এম. এস. এল দুটি প্রধান চ্যালেঞ্জের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করেঃ জীবাণু এবং খনিজগুলির মধ্যে মৌলিক মিথস্ক্রিয়া সম্পর্কিত একটি জৈব-ভূ-রসায়ন প্রশ্ন এবং কোষের ঝিল্লিতে প্রোটিনের কাঠামো এবং কার্যকারিতা নিয়ে একটি গবেষণা। এই চ্যালেঞ্জগুলির উপর কাজ বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায়ের জন্য নতুন সুযোগের দিকে পরিচালিত করে, গবেষণা প্রচারাভিযানগুলি একটি একক চ্যালেঞ্জের উপর দলগুলিকে মনোনিবেশ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। 2007 সালের জানুয়ারিতে, ইএমএসএল তার প্রথম স্থায়ী সম্প্রসারণ উদযাপন করেঃ চিনুক নামে একটি 11.8-teraflop কম্পিউটারের জন্য প্রায় 4,000 বর্গফুট উঁচু মেঝে, যা তখন বিশ্বের পঞ্চম দ্রুততম ব্যবস্থা ছিল। 2008 সালের এপ্রিলে, ইএমএসএল বিশিষ্ট ব্যবহারকারী জে মাইক হোয়াইটের জন্য একটি নতুন অফিস পড উৎসর্গ করে যেখানে প্রায় 100 জন কর্মী এবং ব্যবহারকারী পিএনএনএল রয়েছে। 2012 সালের গোড়ার দিকে, ই. এম. এস. এল অতি সংবেদনশীল উচ্চ-রেজোলিউশন মাইক্রোস্কোপি এবং স্ক্যানিং যন্ত্রের একটি স্যুট তার কোয়াইট উইং হাউজিং খোলে। 2010 সালের অক্টোবরে, ই. এম. এস. এল-এর প্রধান গণনামূলক রসায়ন সফ্টওয়্যার প্যাকেজ, এন. ডব্লিউ. সি. ই. এম ওপেন সোর্স হয়ে যায়, যা বিশ্বব্যাপী কম্পিউটার বিজ্ঞানীদের এর ভবিষ্যতের বিকাশে অবদান রাখতে এবং আরও গবেষক ও শিক্ষার্থীদের জন্য এটি উপলব্ধ করার সুযোগ করে দেয়। 2020 সালের মার্চ মাসে একটি ওয়েব অফ সায়েন্স অনুসন্ধান অনুসারে, 2010 সাল থেকে এই কোডটি 3760 বার উদ্ধৃত করা হয়েছে। 2013 সালের জুন মাসে, ইএমএসএল চিনুক কম্পিউটারকে অবসর দেয় এবং ক্যাসকেড, একটি 3.4-petaflops সিস্টেমকে স্বাগত জানায়। ই. এম. এস. এল 2017 সালের আগস্টে তার বিংশতম বার্ষিকী উদযাপন করে, এন. ডব্লিউ. সি. ই. এম গণনামূলক রসায়ন সফ্টওয়্যার এবং ভূগর্ভস্থ বিজ্ঞান ও মৌলিক জৈব জ্বালানি উৎপাদনের অগ্রগতি প্রদর্শন করে। আন্তর্জাতিকভাবে স্বীকৃত বিজ্ঞানী থম ডানিং, স্টিভ কলসন এবং জিন ফুট্রেল সহ বৈজ্ঞানিক নেতারা এই অনুষ্ঠানে অংশ নিয়েছিলেন। আজ, ই. এম. এস. এল বিভিন্ন বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায়ের ব্যবহারকারীদের সাথে কার্যকরী এবং সিস্টেম জীববিজ্ঞান, পরিবেশগত রূপান্তর এবং মিথস্ক্রিয়া, এবং কম্পিউটিং, বিশ্লেষণ এবং মডেলিং-এ তার বৈজ্ঞানিক গবেষণার উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে। এই বিজ্ঞান প্রযুক্তি উন্নয়ন এবং গণনামূলক ক্ষমতাকে চালিত করছে। ই. এম. এস. এল-এর পরিচালক থম ডানিং-নেতৃত্বে নির্মাণ কার্যক্রম, টেরেসা ফ্রাইবার্গার-অন্তর্বর্তীকালীন পরিচালক, জিন ফুট্রেল-জে. ডব্লিউ। রজার্স, জুনিয়র-2002-2004 অ্যালিসন এ. ক্যাম্পবেল-অন্তর্বর্তীকালীন 2004-2005,2005-2015 হার্ভি বোল্টন-অন্তর্বর্তীকালীন 2015-2016, অন্তর্বর্তীকালীন 2017-2019 লিয়ুয়ান লিয়াং-2016-2017 ডগলাস ম্যানস-2019-বর্তমান পাদটীকা বাহ্যিক লিঙ্ক ইএমএসএল এনভায়রনমেন্টাল মলিকিউলার সায়েন্সেস ল্যাবরেটরি ডিওই ইউ. এস. ডিপার্টমেন্ট অফ এনার্জি পিএনএনএল প্যাসিফিক নর্থওয়েস্ট ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি ইন রিচল্যান্ড, ওয়াশিংটন এনডাব্লুসিইএম ইএমএসএল-এর গণনামূলক রসায়ন সফ্টওয়্যার প্যাকেজ ল্যাবরেটরিজ ইন দ্য ইউনাইটেড স্টেটস রিচল্যান্ড, ওয়াশিংটন বিল্ডিংস অ্যান্ড স্ট্রাকচারস ইন বেন্টন কাউন্টি, ওয়াশিংটন রিসার্চ ইনস্টিটিউটস ইন ওয়াশিংটন (রাজ্য)