Генетикалык жактан иштелип чыккан микробиома: ден соолук үчүн бактерияларды өзгөртүү

• Author:
• Жазуучу аты

  Quantumrun Foresight
• Март 8, 2023

Микробиома белгилүү бир чөйрөдөгү микроорганизмдерден турат. Микробиоманы генетикалык жактан модификациялоо айыл чарба, ден соолук жана бакубатчылык секторлорунда ар кандай практикалык колдонмолорду таап, белгилүү бир өзгөчөлүктөрдү басууга же көрсөтүүгө жана терапевтиктерди жеткирүүгө жардам берет.

Генетикалык жактан иштелип чыккан микробиома контексти

Ичеги микробиомасы, адамдын ичегисиндеги микроорганизмдердин жамааты ден соолукта маанилүү роль ойнойт. Акыркы изилдөөлөр ичеги микробиомасынын аутоиммундук ооруларга, диабетке, ракка, жүрөк-кан тамыр ооруларына, Паркинсонго, Альцгеймерге, склерозго жана ал тургай депрессияга да таасир этиши мүмкүн экенин көрсөттү. Бирок, бул назик экосистеманын тең салмактуулугу диета жана антибиотиктер сыяктуу ар кандай факторлордон улам бузулуп, калыбына келтирүүнү кыйындатат. 

Бир нече изилдөөчүлөр микробиомаларды генетикалык жактан өзгөртүп, алардын аман калуу жана көнүү мүмкүнчүлүгүн жогорулатууну издеп жатышат. Мисалы, Техас A&M университетинин окумуштуулары 2021-жылы курттун микробиомасын генетикалык инженериялоо үчүн бактерия, E. coli жана жумуру курттун симбиоздук байланышын колдонушкан. Алар флуоресцентти басуучу гендер E. coli плазмидасына киргизилгенде, аны жеген курттар флуоресценцияны көрсөтпөй калат. Ошол эле жылы Сан-Францискодогу Калифорния университетинин окумуштуулары E. coli ичиндеги хромосомаларды жок кылуу үчүн CRISPR генди түзөтүү системасы менен бактерияга аңчылык кылуучу вирустарды ийгиликтүү жүктөштү.

2018-жылы Гарвард медициналык мектебинин изилдөөчүлөрү бактерияларды координациялоо жана гармонияда башкаруу үчүн байланыш түзүүгө аракет кылышкан. Алар бактериялардын эки түрүнө татаал кворумду чыгаруу жана аныктоо үчүн сигнал берүүчү жана жооп берүүчү генетикалык схемаларды киргизишти. Чычкандарды бул бактериялар менен азыктандырганда, бардык чычкандардын ичегиси бактериялардын ийгиликтүү байланышын тастыктаган сигнал берүүнүн белгилерин көрсөткөн. Максаты адамдын ичегисинде инженердик бактериялар менен синтетикалык микробиоманы түзүү бойдон калууда, алар өз функцияларын аткарып жатканда өз ара байланышууда. 

Бузуучу таасир 

Ичеги микробиомасын манипуляциялоо үчүн генди түзөтүү ыкмаларын колдонуунун потенциалын изилдөө ден-соолукка байланыштуу ар кандай көйгөйлөргө алып келген дисбаланстарды чече алат. Мисалы, көбүрөөк изилдөө адамдын ичегисинин ичиндеги бактериялык дисбаланстарды оңдоо үчүн терапиялык каражаттарды таба алат. Ичеги ден соолугуна пайдалуу деп белгилүү болгон бактерияларды генетикалык инженериялоо аркылуу илимпоздор ичеги-карын ооруларына, анын ичинде ичеги-карын ооруларына, дүүлүктүрүүчү ичеги синдромуна, ал тургай, семирүүгө да жаңы дарылоо ыкмаларын түзө алышат. Ошондой эле гормоналдык дисбаланстардан улам кант диабетин дарылоонун жаңы ыкмаларын колдонууга мүмкүндүк берет. 

Бактерияларды генетикалык жактан башкаруу оңой болушунун бир себеби, алардын ДНК курамы. Бул кичинекей организмдерде хромосома деп аталган ДНКнын негизги элементтеринен тышкары плазмиддер деп аталган ДНК бөлүктөрү бар. Плазмидалар өздөрүнүн көчүрмөсүн жасай алышат жана хромосомаларга караганда азыраак гендерге ээ, бул аларды генетикалык куралдар менен өзгөртүүнү жеңилдетет. Тактап айтканда, башка организмдердин ДНК бөлүктөрү бактериялардын плазмиддерине салынышы мүмкүн.

Плазмиддер өздөрүнүн көчүрмөлөрүн жасаганда, трансгендер деп аталган кошумча гендердин да көчүрмөлөрүн жасашат. Мисалы, инсулинди жасоочу адамдын гени плазмидага кошулса, бактериялар плазмиддин копияларын жасап жатканда, инсулин генинин дагы копияларын жаратат. Бул гендер колдонулганда, ал көбүрөөк инсулин өндүрөт. Бирок, окумуштуулар микробиомалардын жогорку татаалдыгынан улам бул мүмкүнчүлүк дагы эле алыс экенине кошулушат. Ошого карабастан, учурдагы изилдөөлөр зыянкечтерге каршы күрөшүүдө, өсүмдүктөрдүн өсүшүн жогорулатууда жана ветеринардык ооруларды аныктоодо бир нече колдонмолорго ээ болушу мүмкүн. 

Гендик инженерияланган микробиомалардын кесепеттери

Бир нече чөйрөдө микробиоманын ийгиликтүү генетикалык инженериясынын кеңири кесепеттери төмөнкүлөрдү камтышы мүмкүн:

• CRISPR сыяктуу генди түзөтүү куралдарын изилдөө көбөйдү.
• Бактериялардын жаңы штаммдарын түзүү аркылуу биоотун, тамак-аш жана башка продуктуларды өндүрүү үчүн жаңы мүмкүнчүлүктөрдү ачуу, конкреттүү милдеттерди аткаруу үчүн жакшыраак.
• Бактерияларды ылгабай бутага алган антибиотиктерди колдонуу азаят. 
• Жекелештирилген медицинага жана диагностикага кызыгуу көбөйдү, мында дарылоо адамдын ичеги микробиомасынын негизинде ыңгайлаштырылган.
• Башка оорулардын пайда болушун көбөйтүшү мүмкүн болгон бактериялардын көбөйүшүнүн мүмкүн болуучу тобокелдиктери.

Карала турган суроолор

• Адамдын ичегисинин микробиомасынын татаалдыгын эске алганда, анын толук гендик инженериясы жакында мүмкүн деп ойлойсузбу?
• Мындай процесстерди кеңири жайылтуу канчалык кымбатка турат деп болжолдойсуз?