Микробиомаи аз ҷиҳати генетикӣ сохташуда: тағир додани бактерияҳо барои саломатӣ

Кредити тасвирӣ:
Қарзи тасвирӣ
iStock

Микробиомаи аз ҷиҳати генетикӣ сохташуда: тағир додани бактерияҳо барои саломатӣ

Микробиомаи аз ҷиҳати генетикӣ сохташуда: тағир додани бактерияҳо барои саломатӣ

Матни зерсарлавҳа
Таҷрибаҳое, ки популяцияҳои гуногуни бактерияҳоро барои иҷрои вазифаҳои дилхоҳ иваз мекунанд, натиҷаҳои умедбахш медиҳанд.
    • Муаллиф:
    • Номи муаллиф
      Пешгӯии Quantumrun
    • Март 8, 2023

    Микробиома аз микроорганизмҳо дар муҳити мушаххас иборат аст. Аз ҷиҳати генетикӣ тағир додани микробиома метавонад барои рафъ ё нишон додани хислатҳои муайян ва расонидани доруҳои терапевтӣ, дарёфти барномаҳои гуногуни амалӣ дар соҳаҳои кишоварзӣ, тандурустӣ ва некӯаҳволӣ кӯмак кунад.

    Контексти микробиомаи аз ҷиҳати генетикӣ таҳияшуда

    Микробиомаи рӯда, ҷомеаи микроорганизмҳо дар рӯдаи инсон, дар саломатӣ нақши муҳим мебозад. Тадқиқотҳои охирин нишон доданд, ки микробиомаи рӯда метавонад ба бемориҳои аутоиммунӣ, диабети қанд, саратон, бемориҳои дилу рагҳо, Паркинсон, Альцгеймер, склерози сершумор ва ҳатто депрессия таъсир расонад. Бо вуҷуди ин, мувозинати ин экосистемаи нозук метавонад бо омилҳои гуногун, аз қабили парҳез ва антибиотикҳо халалдор шавад, ки барқарорсозии онро душвор мегардонад. 

    Якчанд муҳаққиқон ба микробиомаҳои аз ҷиҳати генетикӣ тағирёбанда машғуланд, то имкони зинда мондан ва мутобиқшавии онҳоро зиёд кунанд. Масалан, олимони Донишгоҳи Техас A&M робитаи симбиотикии бактерия, E. coli ва кирми мудавварро барои аз ҷиҳати генетикӣ муҳандисии микробиомаи кирм дар соли 2021 истифода бурданд. Онҳо пай бурданд, ки ҳангоми ворид кардани генҳои флуорессент ба плазмиди E. coli, кирмҳое, ки онро истеъмол мекарданд, намоиши флуоресцентро қатъ мекунанд. Худи ҳамон сол олимони Донишгоҳи Калифорнияи Сан-Франсиско вирусҳои шикори бактерияҳоро бо системаи таҳрири генҳои CRISPR бомуваффақият бор карданд, то хромосомаҳоро дар дохили E. coli нест кунанд.

    Ҳанӯз дар соли 2018, муҳаққиқони Мактаби тиббии Ҳарвард кор карданд, ки бактерияҳо муошират кунанд, то онҳоро ҳамоҳанг созанд ва назорат кунанд. Онҳо схемаҳои генетикии сигналдиҳанда ва посухдиҳандаро барои баровардан ва муайян кардани кворуми мураккаб ба ду намуди бактерия ҷорӣ карданд. Вақте ки мушҳо ба ин бактерияҳо ғизо доданд, дар рӯдаи ҳамаи мушҳо аломатҳои интиқоли сигналро нишон доданд, ки муоширати муваффақонаи бактерияҳоро тасдиқ мекунанд. Ҳадаф аз он иборат аст, ки як микробиомаи синтетикӣ бо бактерияҳои тарроҳӣ дар рӯдаи инсон, ки дар муоширати байни худ ҳангоми иҷрои вазифаҳои худ самараноканд. 

    Таъсири вайронкунанда 

    Омӯзиши потенсиали истифодаи усулҳои таҳрири генҳо барои идора кардани микробиомаи рӯда метавонад номутавозуниро ҳал кунад, ки ба масъалаҳои гуногуни саломатӣ мусоидат мекунанд. Масалан, тадқиқоти бештар метавонад интиқоли терапевтҳоро барои ислоҳи номутавозунии бактериявӣ дар рӯдаи мураккаби инсон кашф кунад. Бо муҳандисии генетикии бактерияҳо, ки барои саломатии рӯда муфид аст, олимон метавонанд табобати навро барои ихтилоли гуногуни рӯдаҳо, аз ҷумла бемориҳои илтиҳобии рӯда, синдроми рӯдаи асабӣ ва ҳатто фарбеҳӣ эҷод кунанд. Он инчунин имкон медиҳад, ки усулҳои нави табобати диабети қанд аз сабаби номутавозунии гормоналӣ истифода шаванд. 

    Яке аз сабабҳои осонтар кардани бактерияҳо аз ҷиҳати генетикӣ ба таркиби ДНК-и онҳо вобаста аст. Ин организмҳои хурд ба ғайр аз унсурҳои асосии ДНК, ки хромосомаҳо ном доранд, қисмҳои ДНК доранд, ки плазмидҳо ном доранд. Плазмидҳо метавонанд нусхаҳои худро созанд ва генҳои камтар аз хромосомаҳо дошта бошанд, ки тағир додани онҳоро бо асбобҳои генетикӣ осонтар мекунад. Махсусан, пораҳои ДНК аз дигар организмҳо метавонанд ба плазмидҳои бактерияҳо гузошта шаванд.

    Вақте ки плазмидҳо нусхаҳои худро эҷод мекунанд, онҳо инчунин нусхаҳои генҳои иловашударо, ки трансгенҳо номида мешаванд, эҷод мекунанд. Масалан, агар гени одам барои тавлиди инсулин ба плазмида илова карда шавад, зеро бактерияҳо нусхаҳои плазмидро тавлид мекунанд, он инчунин нусхаҳои бештари гени инсулинро ба вуҷуд меорад. Вақте ки ин генҳо истифода мешаванд, инсулин бештар истеҳсол мекунад. Бо вуҷуди ин, олимон розӣ ҳастанд, ки ин имкон аз сабаби мураккабии баланди микробиомаҳо ҳанӯз хеле дур аст. Бо вуҷуди ин, тадқиқотҳои ҷорӣ инчунин метавонанд дар мубориза бар зидди ҳашароти зараррасон, баланд бардоштани афзоиши растаниҳо ва ташхиси бемориҳои байторӣ якчанд барномаҳо дошта бошанд. 

    Таъсири микробиомаҳои аз ҷиҳати генетикӣ сохташуда

    Оқибатҳои васеътари муҳандисии муваффақи генетикии микробиома дар муҳитҳои гуногун метавонанд инҳоро дар бар гиранд:

    • Афзоиши тадқиқот дар воситаҳои таҳрири ген, ба монанди CRISPR.
    • Кушодани имкониятҳои нав барои истеҳсоли сӯзишвории биологӣ, озуқаворӣ ва дигар маҳсулот тавассути эҷоди штаммҳои нави бактерияҳо, ки барои вазифаҳои мушаххас мувофиқтаранд.
    • Истифодаи ками антибиотикҳо, ки бактерияҳоро бетаъсир нишон медиҳанд. 
    • Афзоиши таваҷҷуҳ ба тибби фардӣ ва ташхис, ки дар он табобатҳо дар асоси микробиомаи рӯдаи шахс фармоиш дода мешаванд.
    • Хавфҳои эҳтимолӣ дар паҳншавии бактерияҳо, ки метавонанд пайдоиши дигар бемориҳоро зиёд кунанд.

    Саволҳо барои баррасӣ

    • Бо назардошти мураккабии микробиомаи рӯдаи инсон, оё шумо фикр мекунед, ки муҳандисии генетикии он ба зудӣ имконпазир аст?
    • Пешгӯӣ мекунед, ки татбиқи васеъи чунин равандҳо то чӣ андоза гарон хоҳанд буд?