2018 წლის ნობელის პრემია ქიმიაში

„ეს ცნობილი ხუმრობაა მეცნიერებში, ვიღაც გირეკავს შვედური აქცენტით და გეუბნება რომ მოიგე, მაგრამ ამჯერად იმდენად ცუდად ისმოდა ხმა ტელეფონში, მივხვდი, რომ ეს ჩემი მეგობრებიდან არავინ არ იყო“ - გრეგ ვინტერი.



წლების განმავლობაში ჩვენ ათასობით ხერხი ვისწავლეთ ამა თუ იმ მოლეკულის სინთეზისთვის, ვისწავლეთ როგორ დავაკავშიროთ ატომები ერთმანეთთან სხვადასხვა კატალიზატორების დახმარებით. ამისთვის მეცნიერთა მთელი კოჰორტა ასობით წელია მუშაობს, მაგრამ როგორც ჩანს ბუნებამ ეს ყველაფერი ჩვენზე კარგადაც იცის და ბევრად უკეთაც გამოსდის. მაშინ, როცა ჩვენ საკმაოდ ძვირ პლატინას ვიყენებთ რეაქციის წასაყვანად, ჩვენი ორგანიზმი 10-ჯერ უფრო რთულ ვერსიას ბევრად უფრო ენზიმების დახმარებით მარტივად უმკლავდება.



მაშასადამე ჩვენ უნდა ვეცადოთ, რომ გადმოვიღოთ არსებული და ეფექტური მეთოდები ბუნებიდან, თუნდაც ჩვენი ორგანიზმიდან.



სწორედ ამ თემასთან დაკავშირებით , 2018 წლის 3 ოქტომბერს, გაიცა ნობელის პრემია ქიმიაში, რომელიც გაიყო ორ ნაწილად. პრიზის ნახევარი მიიღო ფრანსის არნოლდმა ე. წ. „ენზიმების მიზანმიმართულ ევოლუციაში“ ხოლო მეორე ნახევარი გაიყვეს ჯორჯ სმიტმა და გრეგორი ვინტერმა პეპტიდებისა და ანტისხეულების ე.წ. „ფაგური ეკრანის“ მეთოდის შემუშავებასა და დახვეწაში. უკანასკნელი ორის ნამუშევარი ეყრდნობა ფრანსის ნაშრომს, რომელიც მდგომარეობს შემდეგში:



მან აიღო ბაქტერიის დნმ, მოახდინა მისი სპეციფიური რეგიონის (რომელიც აკონტროლებს ამა თუ იმ ენზიმის სინთეზს) მუტაცია შემთხვევითობით, ჩასვა მუტირებული დნმ ბაქტერიაში და მისცა მას საშუალება დაესინთეზებინა შესაფერისი ენზიმები. ეს ენზიმები გამოიყო და მათგან ამოირჩა ისინი, რომლებიც გამოდგებოდა რაიმე მის მიერ არჩეული რეაქციის კატალიზისთვის, დანარჩენები კი მოაშორეს. ასე შედგა ციკლი, მიღებული გამოსადეგი ენზიმები ისევ გამოიყენება ახალი დნმ-ის ახლა უკვე ნახევრად კონტროლირებადი მუტაციისთვის, სადაც კარგი მუტანტები ხელოვნურად შეყავთ, ხოლო რაღაც ნაწილი შემთხვევითობით.



ჯორჯ სმიტმა და გრეგ ვინტერმა ამ მეთოდს ჯანმრთელობის თვალსაზრისით უპოვეს გამოყენება. თავდაპირველად ჯორჯ სმიტმა აიღო ბაქტერიოფაგის (ვირუსი, რომელიც ებმება ბაქტერიას და აიძულებს მას დაასინთეზოს მისი გენომის შესაბამისი პროტეინები) გენომი, კონკრეტულად ის ნაწილი რომელიც პასუხს აგებს მიღებული პროტეინის ე.წ. ბმის მხარის ზომას, ფორმას, სტრუქტურას და აქტივობას, და შეცვალა იგი ხელოვნურად. შემდგომ ეს გენომი ფაგის დახმარებით შეუშვეს ბაქტერიაში, რომელიც ამრავლებდა ფაგებს.

მიღებული ფაგები სმიტმა ანტისხეულების დახმარებით ამოიღო ბაქტერიიდან, რომლებსაც უკვე შეცვლილი ბმის მხარე ჰქონდათ და ამასთან ერთად მან შეძლო მასზე პასუხისმგებელი გენომის ცალკე გამოყოფაც. ვინტერმა ეს მეთოდი ე.წ. „გაადამიანურებული ანტისხეულების“ დასამზადებლად გამოიყენა. თავიდან მისმა ჯგუფმა აიღო ვირთხის ანტისხეულები, რომლებსაც ახასიათებდათ წინააღმდეგობა ინფექციური უჯრედების მიმართ. ცხადია ვირთხის ანტისხეულებს ადამიანის ორგანიზმში ვერ შეუშვებ, ამიტომ მათ ასევე გააკეთეს „მიზანმიმართული ევოლუციის ციკლი“. აიღეს ფაგის გენომი და მასში შეუშვეს ვირთხის ანტისხეულის სინთეზის შესაბამისი გენები. ამის შემდეგ ფაგებმა შექმნეს ათასობით ანტისხეული. ყველა ფაგი გამოიცადა და აირჩა ისინი, რომლებიც უფრო მძლავრად და ეფექტურად ებმებოდნენ მოცემულ „მიზანს“(დანარჩენები მოაშორეს). დარჩენილი ფაგები უკან გაუშვეს ციკლში და ყოველ ბრუნვაზე მას უმატებდნენ შემთხვევით მუტაციებს. ასე აირჩა საუკეთესო ბაქტერიოფაგები, რომლებსაც შეეძლოთ ვირთხიდან აღებული ანტისხეულის „გაადამიანურებული“ ვერსიის სინთეზი. ვინტერმა ასევე აჩვენა, რომ ეს ანტისხეულები წარმატებით იმორჩილებს ისეთ დაავადებებს, რომლებსაც მედიცინა ჯერჯერობით უშედეგოთ ებრძვის, მათ შორის რამდენიმე სახის კიბოსაც.



შეიძლება გაჩნდეს დებატი თუ რამდენად ქიმიაა ეს ყველაფერი, მაგრამ უნდა ითქვას, რომ ნებისმიერი ბიოლოგიური პროცესის საფუძველი, ზუსტადაც ქიმიაა და ეს ის დარგია, რომელსაც წინ მხოლოდ ჩვენი წარმოსახვის და კრეატიულობის ლიმიტი უდგას.



მასალა მომზადებულია დავით რიჟინაშვილის მიერ.


წყარო:

გამოქვეყნებულია: 10-10-2018






უკან დაბრუნება 

 

 

 

 

ვეძებ ქიმიკოსს

ვეძებ თემატიკას

ვეძებ ფრაზას