Окумуштуулардын эл аралык тобу байыркы бактериянын курамынан жаңы токсинди аныктай алышты.
Бул илимий ачылыш келечекте адамдарды жугуштуу оорулардан жакшыраак коргоого жана айыл чарба өсүмдүктөрүн зыянкеч курт-кумурскалардан сактоого жардам бериши мүмкүн.
Илимпоздордун эл аралык тобунун табигый биология багытындагы жаңы илимий табылгасы тууралуу адистери ал изилдөөгө катышкан окуу жайлардын бири – Канададагы МакМастер университети (McMaster University) өз интернет баракчасында жарыялады.
МакМастер университетинин материалында белгиленгендей, Жер жүзүндөгү ар бир короодо, паркта жана балдар ойноочу аянтчада жер кыртышы Стрептомицеттер (Streptomyces) деп аталган бактериялардын бир түрүнө толуп турат.
Булар – планетадагы эң кеңири таралган организмдердин бири. Топуракта жашаган бул микроорганизмдер жаан жаагандан кийин абага тараган тааныш жер жытын пайда кылганы менен белгилүү, бирок ал жыт – алардын химиялык мүмкүнчүлүктөрүнүн эң үстүңкү эле көрүнүшү.
Стрептомицет бактериялары – чындыгында табигый дары-дармек фабрикалары. Алар дүйнө жүзүндөгү клиникаларда колдонулган дары-дармек түрлөрүн, атап айтканда рак илдетине каршы кошулмаларды, иммунитетти басаңдатуучу каражаттарды (иммуносупрессанттар) жана антибиотиктерди өндүрүү үчүн керектелет.
Бирок, эми илимпоздордун эл аралык тобунун жаңы изилдөөсү бул бактериялардын химиялык касиети мурда ойлонулгандан да алда канча татаал экенин көрсөткөн.
Жаңы изилдөөнүн өзү Nature Microbiology журналында жарыяланды.
Жаңы токсиндин өзгөчөлүгү
МакМастер университети белгилегендей, алардын, АКШдагы Бостон балдар ооруканасынын (Boston Children’s Hospital), Гарвард медицина мектебинин (Harvard Medical School, Йель университетинин (Yale University) жана Швециянын Стокгольм университетинин (Stockholm University) окумуштуулары биргелешип, Стрептомицет (Streptomyces) бактериялары тарабынан өндүрүлгөн токсиндердин жаңы классын аныктап, изилдеп чыгышты.
Бул токсин адамдар үчүн оор жана жугуштуу оору – дифтерияны пайда кылуучу жана өлүмгө алып келүүчү токсин менен өтө алыс гана туугандык байланышка ээ экени аныкталган.
Жаңы ачылган бул уулуу белоктор дифтерия токсинине түзүлүшү жагынан окшош болгонуна карабастан, адамдарда оору жаратпайт. Бирок, алар курт-кумурскалардын кеңири түрлөрүн жок кыла алат.
“Биз бул токсиндерди Streptomyces antiquus курт-кумурскаларды жок кылуучу белоктор же кыскача SAIPтер деп атадык. Алар курт-кумурскалардын клеткаларына гана таасир этет”, – деп түшүндүрдү изилдөөнүн тең жетекчиси, МакМастер университетинин Биохимия жана биомедициналык илимдер кафедрасынын профессору Кэмерон Курри (Cameron Currie).
Курт-кумурскалар кантип бутага алынат
МакМастер университетинин жазганына караганда, SAIPтер эмне үчүн курт-кумурскаларга гана уулуу экенин так түшүнүү үчүн изилдөөчүлөр геномду түзөтүүчү CRISPR технологиясын колдонуп, уулуулук үчүн зарыл болгон кожоюн факторлорун табышкан.
Курт-кумурскалардын клеткаларындагы гендерди ырааттуу түрдө өчүрүү аркылуу алар клетканын бетинде жайгашкан “Flower” аттуу белокту так аныкташкан.
Бул гендин ар кандай варианттары башка организмдерде да кездешкени менен, курт-кумурскаларга гана мүнөздүү түрү – SAIPтер үчүн белгилүү болгон жалгыз рецептор.
Мындай белоксуз токсиндер клетканын ичине кире албайт, андыктан алар адамдарга эч кандай таасир тийгизбейт.
Биоинформатикалык, геномдук жана эволюциялык талдоолордун жардамы менен изилдөө тобу буга чейин белгисиз токсиндердин убакыт өтүшү менен кандайча пайда болгонун изилдеп, Стрептомицет бактериялары аларды өндүрүү жөндөмүнө качан ээ болгонун билишкен.
Натыйжада SAIPтер абдан байыркы экени, алардын тарыхы 100 миллион жылдан ашык убакытка барып такалары аныкталган.
Изилдөөнүн авторлорунун бири, профессор Кэмерон Курринин пикиринде, бул токсиндердин байыркы тарыхын эске алаганда, алар адамзаттагы оорулардын калыптанышына кандайдыр бир деңгээлде таасир эткен болушу мүмкүн.
Бирок, илимпоз муну азырынча божомол катары гана кароо керектигин кошумчалайт.
“Биз дифтерияны пайда кылган бактерия өзүнүн токсинин илгери башка бактерия түрүнөн алганын билебиз. Андыктан, бул Стрептомицет (Streptomyces) токсиндери кийинчерээк дифтерия токсининин негизин жараткан калып же баштапкы булак болушу ыктымал”, -дейт профессор Курри.
Өнөктөштүктөн душмандыкка чейин
МакМастер университетинин материалында көргөзүлгөндөй, эң маанилүүсү- Стрептомицет бактерия түрлөрүнүн баары эле жаңы аныкталган токсиндерди өндүрбөйт.
Чынында, алардын басымдуу көпчүлүгү курт-кумурскалардын ичинде, үстүндө, айланасында тынч жана ымалалаш жашайт. Изилдөөчүлөрдүн айтымында, курт-кумурскаларга каршы жөндөм абдан чоң тукумдун ичиндеги бир нече гана өзгөчө линияларга таандык окшойт.
“Стрептомицет бактериялары негизинен курт-кумурскалар менен өз ара пайдалуу (мутуалисттик) мамиледе болот деп эсептелип келген, бирок биз курт-кумурскалар үчүн патоген болушу мүмкүн штаммдардын бир тобун (кладасын) аныктадык”, – деп түшүндүрөт изилдөөнүн дагы бир тең жетекчиси, Бостон балдар ооруканасынын изилдөөчүсү жана Гарвард медицина мектебинин доценти Мин Дун (Min Dong).
Изилдөөчүлөрдүн көз карашында, жаңы штаммдар табиятта өтө адистешкен өзгөчө ролду ээлөө үчүн эволюцияланган.
“Алар курт-кумурскаларды жөн гана өлтүрбөстөн, өтө натыйжалуу түрдө сиңирип да жей алышат. Өлгөн кожоюндарын маанилүү азык заттардын булагы катары колдонушат”, – деди изилдөөнүн авторлорунун бири, профессор Курри.
Алардын изилдөөсү аныктагандай, Стрептомицет бактериясынын адистешкен штаммдары курт-кумурскалардын ткандарын ажыратуу учурунда күчтүү антимикробдук химиялык заттарды да өндүрүшөт.
Бул заттар, кыязы, ошол эле азык булагына тартылган атаандаш микроорганизмдерден коргонуу үчүн кызмат кылат.
Андыктан, изилдөө тобу Стрептомицет бактериясынын курт-кумурскалар менен байланышкан бул штаммдары жаңы антибиотиктердин же башка медицинада колдонууга жарамдуу молекулалардын азырынча дээрлик изилдене элек булагы болушу мүмкүн деп да эсептейт.
Медицинада жана айыл чарбасында колдонулуу мүмкүнчүлүгү
МакМастер университетинин материалында айтылгандай, SAIPтердин ачылышы маанилүү. Анткени, бактериялык токсиндер оорулардагы ролунан тышкары дагы кеңири колдонулушу мүмкүн.
Профессор Кэмерон Курри мисал катары көбүнчө ботокс деп белгилүү болгон затты – ботулотоксинди келтирет. Ботулотоксин медицинада да, косметикалык тармакта да бир нече колдонмолорго ээ.
Ошондой эле башка бактериялык токсиндер иммунологияда, айыл чарбасында жана биотехнологияда ар түрдүү максаттар үчүн ийгиликтүү пайдаланылып келет.
“Азырынча бул негизги илимий ачылыш, бирок келечекте абдан практикалык колдонмолорго ээ болушу мүмкүн.
Мындай токсин адам ооруларын тараткан векторлорду, мисалы безгекти (малярия) жана Батыш Нил вирусун жугузуучу чиркейлерди көзөмөлдөөгө жардам бере алат.
Ошондой эле айыл чарба өсүмдүктөрүн курт-кумурска зыянкечтеринен коргоо үчүн колдонулушу да мүмкүн”, -деди илимпоз.
Изилдөөнүн жалпы мааниси жана кийинки багыттары
МакМастер университети кабарлагандай, учурда SAIPтер татаал биологиялык шарттарда, анын ичинде инфекцияны жана уулуулукту изилдөөгө ыңгайлуу модель организмдер – чегирткелерди жана ун курттарын камтыган эксперименталдык системаларда өзүн кандай алып жүрөрү да изилденип жатат.
Бул изилдөөлөр өз кезегинде окумуштууларга Стрептомицет бактериясынын токсин бөлүп чыгаруучу штаммдары тарабынан бөлүнүп чыккан микробго каршы заттарды ажыратып алууга мүмкүндүк берүүдө.
Мындай кадам алардын медицинадагы, айрыкча клиникалык колдонмодогу потенциалын жакшыраак түшүнүүгө жардам берет.
Бирок кийинки изилдөөлөр кандай өнүкпөсүн, профессор Кэмерон Курри алардын ачылышы өзү эле маанилүү илимий жетишкендик экенин жана адамзат бактериялар жөнүндө дагы деле көп нерсени билбей турганына көңүл бурду.
“Дүйнөдө эң кеңири таралган жана эң жакшы изилденген бактерия топторунун биринен ушунчалык жаңы нерсени табуу – биз алар жөнүндө чындыгында канчалык аз билерибизди көрсөтөт.
Бул токсин бактериялардын укмуштуудай ар түрдүү организмдер экенин жана алардын мүмкүнчүлүктөрү бизди дагы деле таң калтырарын эске салган күчтүү мисал болуп калды”,- дейт илимпоз.
Илимий терминдерге түшүндүрмө:
CRISPR (кластерлештирилген, үзгүлтүксүз аралыкта жайгашкан кыска палиндромдук кайталануулар) – тирүү организмдердин ДНКсын так өзгөртүү үчүн колдонулган биотехнологиялык курал.
Ал бактериялардын табигый иммундук системасынан ыңгайлаштырылган жана ферментти (көбүнчө Cas9) колдонуп, геномдун белгилүү бир участокторунда генетикалык материалды кесүүгө, кошууга же алып салууга мүмкүндүк берет. Бул ыкма генетикалык өзгөртүүлөрдү тез, арзан жана так жүргүзүүгө шарт түзөт.
Вирус чабуул койгондо, бактериялар CRISPR менен байланышкан (Cas) ферменттерди колдонуп, вирустун ДНКсын бөлүп-жарып жок кыла алат. Андан кийин бактериялар бул ДНКнын бөлүктөрүн өздөрүнүн геномуна киргизишет. Мунун аркасында, эгер ошол эле вирус кайрадан чабуул жасаса, бактерияларда аны таанып, жок кылуу мүмкүнчүлүгү болот.
Шилтемелер:
- Маалымат макала МакМастер университетинин https://news.mcmaster.ca/discovery-of-ancient-insect-toxin-may-have-implications-for-human-health-and-drug-discovery/ интернет баракчасындагы материалдын негизинде жазылды.
- Маалымат макалага негиз болгон илимий изилдөө Nature Microbiology https://www.nature.com/articles/s41564-026-02315-5 журналында жарыяланган.
- Сүрөт unsplash.com сайтынан алынды, автору Sergej Karpow.
- Илимий терминдерге түшүндүрмөнү Эл Илим коомдук фонду даярдады.
