Bakteriyalar viruslardan inson xromosomalari himoyasini eslatuvchi mexanizm yordamida himoyalanadi. Olimlar kelajak biotexnologiyalarining ehtimoliy kalitini topishdi.
Olimlar DRT10 faglaridan (chapda) bakterial hujayralarni himoya qilish mexanizmi va inson hamda boshqa eukariotlar xromosomalarining chidamliligi tizimi (oʻngda) oʻrtasidagi oʻxshashlikni topishdi. Hujayrada grafik tarzda uchlarida charogʻon telomerlari boʻlgan xromosomalar tasvirlangan. Taxmin qilinishicha, ular hujayralarning qarishga va xavfli oʻsimtalarga aylanishiga qarshiligini ta’minlashi mumkin. Illyustratsiya ChatGPT algoritmi tomonidan yaratilgan.
Odatdagi bakteriyalar kelajak tibbiyotiga asqotishi mumkin boʻlgan qadimiy biologik mexanizmning saqlovchilari boʻlib chiqdi. Kolumbiya universiteti tadqiqotchilari DRT10 virusga qarshi himoya tizimini kashf etishdi. U nafaqat mikroblarga viruslarga qarshi kurashishda yordam beradi, balki inson xromosomalari himoyasini ushlab turuvchi fermentga hayratlanarli darajada oʻxshash boʻlib chiqdi.
Tadqiqot natijalari Nature jurnalida chop etildi. Ish gen muhandisligi va gerontologiyada yangi yoʻnalishlarni ochishi mumkin.
Molekulyar qaychilar oʻrniga — DNKni qayta yozish
DRT10 (Defense-Associated Reverse Transcriptase 10) tizimi genetik materialning muayyan uchastkalarini tanib oladigan va DNKni kesishga imkon beradigan taniqli CRISPR mexanizmi kabi harakat qilmaydi. DRT10 asosida teskari transkriptaza — RNK asosida DNK yaratishga qodir ferment yotadi.
Tadqiqotchilar aniqlashdiki, DRT10 takrorlanuvchi ketma-ketliklarga ega uzun DNK molekulasini ishlab chiqarish uchun RNKdan shablon sifatida foydalanadi. Bu jarayon bakteriyalarni viruslardan himoya qilishda contributes.
Ajoyib ferment funksiyalari uzoq vaqt davomida jumboq boʻlib kelgan oqsillar guruhida topildi. Kolumbiya universiteti laboratoriyasida ishlagan aspirant Stiven Tang ushbu molekulyar mexanizmlarni oʻrgandi va DRT10 telomeraza ishini eslatuvchi prinsip boʻyicha harakat qilishini payqadi.
Mikrob va inson xromosomasida nima umumiylik bor
Telomeraza chiziqli xromosomalar uchlaridagi himoya uchastkalari — telomerlarni ushlab turadi. Ular genetik materialning yaxlitligini saqlashga yordam beradi, ularning qisqarishi esa hujayralarning qarishi bilan bogʻliq. Shuning uchun bakterial fermentning telomeraza bilan oʻxshashligi olimlarni nafaqat evolyutsiya nuqtai nazaridan qiziqtirib qoʻydi.
Jamoa inson hujayralarida inson telomer DNKning takrorlanuvchi uchastkalari sintezi uchun DRT10 dan foydalanib boʻldi. Endi tadqiqotchilar bunday yondashuv hujayraviy qarishni sekinlashtirishga va hujayralarning normal faoliyat koʻrsatish davrini uzaytirishga imkon berish-bermasligini aniqlashmoqda.
Boshqa potentsial yoʻnalish ham bor — CAR-T-terapiya, unda bemorning immun T-hujayralari oʻsimtani faolroq tanib olishi va unga hujum qilishi uchun genetik modifikatsiya qilinadi. Olimlar telomerlarni ushlab turish bunday sitotoksik «sanitarlar» faolligini uzoqroq saqlashga yordam berishini tekshirib koʻrmoqchi.
Aytgancha, tibbiy qoʻllanilishgacha hali juda uzoq: hozircha gap yoshartirishning tayyor usuli yoki saratonni davolash haqida emas, balki tadqiqot istiqbollari haqida bormoqda.
Bakteriyalardagi eukariotlar xromosomalarini himoya qilish strategiyasini eslatuvchi DRT10 virusga qarshi mexanizmining sxematik tasviri.Manba: https://phys.org/
Milliardlab yillik evolyutsion jumboq
Kashfiyotning fundamental ahamiyati ham bor. Turli teskari transkriptazalarning evolyutsion qarindoshligini solishtirib, olimlar bakterial himoya fermentlari va telomerazaning umumiy kelib chiqish belgilarini topishdi. Bu takrorlanuvchi DNK ketma-ketliklarini yaratish qobiliyati murakkab organizmlar paydo boʻlishidan ancha oldin umumiy ajdodda paydo boʻlganini taxmin qilishga imkon beradi.
Keyinchalik bunday molekulyar mexanizmlar yangi funksiyaga ega boʻlgan boʻlishi mumkin — hayvonlar, oʻsimliklar va zamburugʻlar kiradigan eukariotlarga xos boʻlgan chiziqli xromosomalarni ushlab turish.
Shunday qilib, bakteriyalarga viruslarga qarshi turishga yordam beradigan tizim hujayraviy hayotning ancha qadimiy tarixining bir qismi boʻlib chiqishi mumkin. Va bu kashfiyotni qarilik ustidan gʻalaba va’dasiga aylantirishga hali erta boʻlsa-da, u olimlarga DNKimiz qanday tuzilgani va saqlanishini oʻrganish uchun yangi qurol beradi.
Ehtimol, DRT10 ga oʻxshash tizimning qadimiy fermentativ imkoniyatlari xromosomalarning boshqa chiziqli topologiyasidan foydalanadigan hayotning eukariotik tarmogʻi paydo boʻlishi uchun zarur boʻlgan molekulyar mexanizmning bir qismi boʻlgandir. Umid qilamanki, DRT10 ning kashf etilishi qimmatli klinik yutuqlarga olib keladi. Ammo men uchun bu yana hayot qanday rivojlanganiga hayratlanarli nazar tashlashdir.
Semuel Sternberg
Kolumbiya universiteti Vagelos vrachlar va xirurglar kollejining bioximiya va molekulyar biofizika professori, Xovard Xyuz Tibbiyot instituti tadqiqotchisi va tadqiqotning toʻngʻich muallifi.
Mavzu boʻyicha Hi-Tech Mail ning qoʻshimcha materiallari
Yaqinda biz mikroblar viruslardan himoyalanish uchun DNKdan «xoʻrak» qurishni qanday oʻrganishgani haqida soʻzlab bergandik.
Aytgancha, oxirgilar ham qarab oʻtirishgani yoʻq va bakterial hujayralarda oqsillar yigʻilishini toʻxtatishi mumkin.
Ayniqsa «uddaburon» bakteriyalar esa raqobatchilarni yoʻq qilish va oʻz DNKsini atrofdagi mikrobiota boʻylab «kuryerlik yetkazib berish» uchun viruslardan foydalanishni oʻzlashtirib olishdi.
