Генетикийн аргаар боловсруулсан микробиом: Эрүүл мэндэд тустай бактерийг өөрчлөх

ЗУРГИЙН ЗЭЭЛ:
Зургийн кредит
iStock

Генетикийн аргаар боловсруулсан микробиом: Эрүүл мэндэд тустай бактерийг өөрчлөх

Генетикийн аргаар боловсруулсан микробиом: Эрүүл мэндэд тустай бактерийг өөрчлөх

Дэд гарчгийн текст
Хүссэн функцийг гүйцэтгэхийн тулд янз бүрийн бактерийн популяцийг өөрчлөх туршилт нь ирээдүйтэй үр дүнг өгдөг.
    • Зохиогчийн тухай:
    • Зохиогчийн нэр
      Quantumrun Foresight
    • Гуравдугаар сарын 8, 2023

    Микробиом нь тодорхой орчин дахь бичил биетүүдээс бүрддэг. Микробиомыг генетикийн хувьд өөрчилснөөр хөдөө аж ахуй, эрүүл мэнд, сайн сайхан байдлын салбарт янз бүрийн практик хэрэглээг олж, зарим шинж чанарыг дарангуйлах, харуулах, эмчилгээний үр дүнд хүрэхэд тусалдаг.

    Генетикийн аргаар боловсруулсан микробиомын контекст

    Хүний гэдэсний бичил биетний нэгдэл болох гэдэсний микробиом нь эрүүл мэндэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Сүүлийн үеийн судалгаагаар гэдэсний микробиом нь аутоиммун өвчин, чихрийн шижин, хорт хавдар, зүрх судасны өвчин, Паркинсон, Альцгеймер, олон склероз, тэр ч байтугай сэтгэлийн хямралд нөлөөлдөг болохыг харуулж байна. Гэсэн хэдий ч энэхүү нарийн экосистемийн тэнцвэрт байдал нь хоолны дэглэм, антибиотик зэрэг янз бүрийн хүчин зүйлээс шалтгаалж, нөхөн сэргээхэд хэцүү болгодог. 

    Хэд хэдэн судлаачид амьд үлдэх, дасан зохицох чадварыг нэмэгдүүлэхийн тулд микробиомыг генетикийн хувьд өөрчлөх талаар судалж байна. Жишээлбэл, Техасын A&M их сургуулийн эрдэмтэд 2021 онд гэдэсний савханцар болон дугуй өт хоёрын симбиотик холбоог ашиглан өтний бичил биетийг генетикийн инженерчлэлийн аргаар боловсруулж, флюресценцийг дарангуйлагч генийг E. coli-ийн плазмид оруулахад, Үүнийг хэрэглэсэн өтнүүд флюресценцээ харуулахаа болино. Мөн онд Сан Францискогийн Калифорнийн Их Сургуулийн эрдэмтэд E. coli доторх хромосомыг устгах зорилгоор CRISPR ген засварлах системээр бактери агнуурын вирусыг амжилттай ачааллаа.

    2018 онд Харвардын Анагаах Ухааны Сургуулийн судлаачид бактерийг харилцан уялдаатай зохицуулж, зохицуулахын тулд ажиллаж байжээ. Тэд хоёр төрлийн нянгийн нийлмэл чуулгын ялгаралтыг илрүүлэхийн тулд дохиологч ба хариулагч генетикийн хэлхээг нэвтрүүлсэн. Эдгээр бактерийг хулганыг тэжээхэд бүх хулганын гэдсэнд дохио дамжуулах шинж тэмдэг илэрч, нян амжилттай холбоо тогтоосныг баталж байна. Зорилго нь хүний ​​гэдсэнд өөрсдийн үйл ажиллагааг гүйцэтгэх явцад хоорондоо үр дүнтэй харилцах чадвартай, инженерчлэгдсэн бактери бүхий нийлэг бичил биетийг бий болгох явдал хэвээр байна. 

    Сөрөг нөлөө 

    Гэдэсний бичил биетийг удирдахын тулд генийн засварлах аргыг ашиглах боломжийг судлах нь эрүүл мэндийн янз бүрийн асуудалд нөлөөлж буй тэнцвэргүй байдлыг арилгах боломжтой. Жишээлбэл, илүү их судалгаа хийснээр хүний ​​нарийн гэдэсний доторх нянгийн тэнцвэргүй байдлыг засч залруулах эмчилгээний аргуудыг олж чадна. Гэдэсний эрүүл мэндэд тустай бактерийг генетикийн инженерчлэлийн аргаар боловсруулснаар эрдэмтэд гэдэсний үрэвсэлт өвчин, цочромтгой гэдэсний хамшинж, тэр ч байтугай таргалалт зэрэг гэдэстэй холбоотой янз бүрийн эмгэгийг эмчлэх шинэ аргыг бий болгож чадна. Энэ нь мөн дааврын тэнцвэргүй байдлаас болж чихрийн шижин өвчнийг эмчлэх шинэ аргыг ашиглах боломжийг олгодог. 

    Бактерийг генетикийн хувьд удирдахад хялбар байдаг нэг шалтгаан нь тэдний ДНХ-ийн найрлагатай холбоотой юм. Эдгээр жижиг организмууд нь хромосом гэж нэрлэгддэг ДНХ-ийн үндсэн элементүүдээс гадна плазмид гэж нэрлэгддэг ДНХ-ийн хэсгүүдтэй байдаг. Плазмидууд нь хромосомоос цөөн тооны гентэй байдаг тул генийн хэрэгслээр өөрчлөхөд хялбар болгодог. Тодруулбал, бусад организмын ДНХ-ийн хэсгүүдийг бактерийн плазмид руу хийж болно.

    Плазмидууд өөрсдийнхөө хуулбарыг бүтээхдээ трансген гэж нэрлэгддэг нэмэлт генүүдийн хуулбарыг хийдэг. Жишээлбэл, инсулин үйлдвэрлэх хүний ​​генийг плазмид нэмж оруулбал бактери нь плазмидын хуулбарыг үүсгэдэг тул инсулины генийн илүү олон хуулбарыг үүсгэдэг. Эдгээр генийг ашиглах үед илүү их инсулин үүсгэдэг. Гэсэн хэдий ч эрдэмтэд микробиомын нарийн төвөгтэй байдлаас шалтгаалан энэ боломж маш хол хэвээр байгаа гэдэгтэй санал нэг байна. Гэсэн хэдий ч одоогийн судалгаанууд нь хортон шавьжтай тэмцэх, ургамлын өсөлтийг сайжруулах, мал эмнэлгийн өвчнийг оношлох хэд хэдэн хэрэглээтэй байж болно. 

    Генийн инженерчлэгдсэн микробиомын үр дагавар

    Микробиомын генетикийн инженерчлэлийн амжилттай үр дагавар нь дараахь зүйлийг агуулж болно.

    • CRISPR гэх мэт ген засварлах хэрэгслүүдийн судалгаа нэмэгдсэн.
    • Тодорхой ажлуудад илүү тохиромжтой бактерийн шинэ омгийг бий болгосноор био түлш, хоол хүнс болон бусад бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх шинэ боломжуудыг нээх.
    • Бактерийг ялгаварлан гадуурхах антибиотикийн хэрэглээ багасна. 
    • Хүний гэдэсний бичил биетэнд үндэслэн эмчилгээг өөрчилдөг анагаах ухаан, оношлогооны сонирхол нэмэгдэв.
    • Бусад өвчний илрэлийг нэмэгдүүлэх боломжтой бактерийн үржлийн болзошгүй эрсдэл.

    Анхаарах асуултууд

    • Хүний гэдэсний микробиомын нарийн төвөгтэй байдлыг харгалзан түүний генетикийн инженерчлэлийг удахгүй хийх боломжтой гэж та бодож байна уу?
    • Ийм үйл явцыг өргөнөөр ашиглах нь хэр их зардалтай байхыг та таамаглаж байна вэ?

    Үзэл баримтлалын лавлагаа

    Энэхүү ойлголтыг авахын тулд дараах алдартай болон институцийн холбоосыг ашигласан болно: