Genetik olaraq hazırlanmış mikrobiom: Sağlamlıq üçün bakteriyaların dəyişdirilməsi

• Author:
• Author adı

  Quantumrun Uzaqgörməsi
• Mart 8, 2023

Mikrobiom müəyyən bir mühitdə olan mikroorqanizmlərdən ibarətdir. Mikrobiomun genetik modifikasiyası kənd təsərrüfatı, səhiyyə və rifah sektorlarında müxtəlif praktik tətbiqlər tapmaqla müəyyən əlamətlərin qarşısını almağa və ya nümayiş etdirməyə kömək edə bilər.

Genetik olaraq hazırlanmış mikrobiom konteksti

İnsan bağırsağındakı mikroorqanizmlər icması olan bağırsaq mikrobiomu sağlamlıqda mühüm rol oynayır. Son araşdırmalar bağırsaq mikrobiomunun otoimmün xəstəliklərə, diabetə, xərçəngə, ürək-damar xəstəliklərinə, Parkinson, Alzheimer, dağınıq skleroz və hətta depressiyaya təsir göstərə biləcəyini göstərdi. Bununla belə, bu zərif ekosistemin tarazlığı pəhriz və antibiotiklər kimi müxtəlif amillərlə pozula bilər və bu, bərpasını çətinləşdirir. 

Bir neçə tədqiqatçı sağ qalma və uyğunlaşma şanslarını artırmaq üçün mikrobiomların genetik modifikasiyasını araşdırır. Məsələn, Texas A&M Universitetinin alimləri 2021-ci ildə qurdun mikrobiomunu genetik mühəndislik etmək üçün bir bakteriya, E. coli və yuvarlaq qurdun simbiotik əlaqəsindən istifadə etdilər. Onlar qeyd etdilər ki, E. coli plazmidinə flüoresanlığı basdıran genlər daxil edildikdə, onu istehlak edən qurdlar floresan nümayiş etdirməyi dayandıracaq. Elə həmin il Kaliforniya San Fransisko Universitetinin alimləri E. coli daxilindəki xromosomları silmək üçün CRISPR gen redaktə sistemi ilə bakteriya ovlayan virusları uğurla yüklədilər.

Hələ 2018-ci ildə Harvard Tibb Məktəbinin tədqiqatçıları bakteriyaları koordinasiya etmək və onları harmoniyaya nəzarət etmək üçün ünsiyyət qurmağa çalışdılar. Mürəkkəb kvorumu iki növ bakteriyaya buraxmaq və aşkar etmək üçün siqnal və cavab verən genetik sxemləri təqdim etdilər. Siçanlar bu bakteriyalarla qidalandıqda, bütün siçanların bağırsaqları bakteriyaların uğurlu ünsiyyətini təsdiqləyən siqnal ötürülməsi əlamətləri göstərdi. Məqsəd insan bağırsağında öz funksiyalarını yerinə yetirərkən öz aralarında səmərəli ünsiyyət qura bilən mühəndis bakteriyalarla sintetik mikrobiom yaratmaq olaraq qalır. 

Dağıdıcı təsir 

Bağırsaq mikrobiomunu manipulyasiya etmək üçün gen redaktə üsullarından istifadə potensialının araşdırılması müxtəlif sağlamlıq problemlərinə səbəb olan balanssızlıqları aradan qaldıra bilər. Məsələn, daha çox tədqiqat kompleks insan bağırsağındakı bakterial balanssızlıqları düzəltmək üçün terapevtik vasitələr təqdim edə bilər. Bağırsaq sağlamlığı üçün faydalı olduğu bilinən bakteriyaların genetik mühəndisliyi ilə elm adamları iltihablı bağırsaq xəstəliyi, qıcıqlanmış bağırsaq sindromu və hətta piylənmə də daxil olmaqla müxtəlif bağırsaq xəstəlikləri üçün yeni müalicələr yarada bilər. O, həmçinin hormonal balanssızlıq səbəbindən diabet üçün daha yeni müalicə üsullarına imkan verir. 

Bakteriyaların genetik manipulyasiyasının daha asan olmasının bir səbəbi onların DNT tərkibi ilə bağlıdır. Bu kiçik orqanizmlərdə xromosomlar adlanan DNT-nin əsas elementlərinə əlavə olaraq plazmid adlanan DNT parçaları var. Plazmidlər özlərinin surətlərini çıxara bilirlər və xromosomlardan daha az genə malikdirlər, bu da onları genetik alətlərlə dəyişdirməyi asanlaşdırır. Xüsusilə, digər orqanizmlərin DNT parçaları bakteriya plazmidlərinə yerləşdirilə bilər.

Plazmidlər özlərinin nüsxələrini çıxardıqda, transgenlər adlanan əlavə genlərin də surətlərini çıxarırlar. Məsələn, insulin istehsalı üçün insan geni plazmidə əlavə olunarsa, bakteriyalar plazmidin surətlərini çıxardığı üçün o, insulin geninin də daha çox nüsxəsini yaradır. Bu genlər istifadə edildikdə, daha çox insulin istehsal edir. Bununla belə, alimlər razılaşırlar ki, mikrobiomların yüksək mürəkkəbliyi səbəbindən bu ehtimal hələ çox uzaqdır. Buna baxmayaraq, cari tədqiqatlar zərərvericilərə qarşı mübarizədə, bitki böyüməsini artırmaqda və baytarlıq xəstəliklərinin diaqnostikasında bir neçə tətbiqə malik ola bilər. 

Genetik olaraq hazırlanmış mikrobiomların nəticələri

Müxtəlif mühitlərdə mikrobiomun uğurlu genetik mühəndisliyinin daha geniş nəticələrinə aşağıdakılar daxil ola bilər:

• CRISPR kimi gen redaktə alətlərində tədqiqatların artması.
• Xüsusi vəzifələr üçün daha uyğun olan yeni bakteriya ştammlarını yaratmaqla bioyanacaq, qida və digər məhsulların istehsalı üçün yeni imkanların açılması.
• Bakteriyaları ayrıseçkilik etmədən hədəf alan antibiotiklərdən istifadənin azaldılması. 
• Müalicələrin insanın bağırsaq mikrobiomuna əsasən fərdiləşdirildiyi fərdiləşdirilmiş tibb və diaqnoza artan maraq.
• Digər xəstəliklərin baş verməsini artıra bilən bakteriyaların yayılmasında potensial risklər.

Nəzərə alınmalı suallar

• İnsan bağırsağının mikrobiomunun mürəkkəbliyini nəzərə alsaq, sizcə, onun tam gen mühəndisliyi tezliklə mümkün olacaqmı?
• Bu cür proseslərin geniş tətbiqinin nə qədər baha başa gələcəyini proqnozlaşdırırsınız?