Бидний бие махбод төсөөлснөөс арай өөрөөр ажилладаг байсныг батлах хоёр чухал судалгаа шил дараалан хэвлэгдэв. Хүний биеийн эд, эс бүрд нуугдаж байсан эдгээр механизмуудыг зөвхөн эрдэмтдийн дунд яригдаад өнгөрөх бус хүн бүр ойлгох учиртай. Учир нь эдгээрийг ойлгож чадвал дэлхий дахин яаж хувьсан өөрчлөгдөж буйг, хавдооыг хүний дархлааг дарангуйлахгүйгээр эмчлэх мөн хамгийн наад зах нь бидний үр хүүхдүүдийн цаашид үзэх хичээлийн агуулга хэрхэн өөрчлөгдөхийг гадарлах боломжтой. 

Амьдралын архив: ген

“Ээжийн ген ч хүчтэй байжээ, яг ээжтэйгээ адилхан юм байна, танайхан ген сайтай юм байна” гэхчлэн хүмүүс ярьдаг. Гэхдээ яриад буй ген гэдэг нь хүний амьдралын хамаг мэдээллийг хадгалж явдаг ДНХ-ийн (дезоксирибонуклейн хүчил) зөвхөн жижигхэн хэсэг нь. Өөрөөр хэлбэл ДНХ нь бидний амьдралын бүх мэдээллийг хадгалдаг урт гинжин хэлхээ бол ген нь хүний бие доторх эсүүдэд уураг үйлдвэрлэх заавар буюу нэг жижиг хэсэг нь гэсэн үг.

ДНХ-г мушгирсан шат гэж төсөөлье л дөө. Тэрхүү шатны гишгүүрүүд нь дөрөвхөн төрлийн материалаар хийгдсэн байх ёстой гэх хатуу дүрмийг баримтлах учиртай. Ингэж байж ДНХ өөрийгөө хуулбарлаж, улмаар бидний бие хэвийн ажиллана. Харин энэ ажилд чухал үүрэгтэй оролцдог уураг бол полимераза.

Эх сурвалж: Thermo Fisher Scientific

Полимераза-гийн гол үүрэг нь яг дүрмийн дагуу шаардлагатай материалыг нь хаана аваачиж залгах. Гэхдээ ингэхдээ полимераза заавал эх гинж дээрх материалыг эхлээд тэмтэрч үзэх хэрэгтэй байж л дээ. Тэгж байж аль хэсэгт ямар материал орохыг нь зааж өгдөг. Нэг ёсондоо полимеразад ажлаа зөв хийхэд нь “хэв” буюу зураг төсөл хэрэгтэй. Яг л барилгачин байшин барихдаа архитектурын зураг төслийг заавал харж байж ажлаа эхэлдэгтэй ижил.

Гэтэл Стэнфордын Их сургуулийн судлаачид Escherichia coli хэмээх бактериас Drt3b хэмээх цоо шинэ энзимийг илрүүлсэн бөгөөд энэ нь ямар ч хэв эсвэл зураг төсөл шаардахгүйгээр ДНХ-ийг хуулбарлаж чаддаг болохыг тогтоожээ.

Заавар шаардлагагүй зохицуулагчид

Биологийн шинжлэх ухаанд олон арван жилийн турш баримталж ирсэн нэг хууль байдаг. Энэ хууль бол биологийн мэдээлэл үргэлж ДНХ —> РНХ —> Уураг гэсэн чиглэлд бий болдог жамтай. Өөрөөр хэлбэл, ДНХ нь уураг бүтээх зураг төсөл болохоос биш, уураг нь хэзээ ч ДНХ-ийн зураг төсөл болдоггүй гэж үздэг байв.

Гэтэл Стэнфордын Их сургуулийн эрдэмтдийн нээсэн энэхүү систем нь уураг өөрөө ДНХ-ийн дарааллыг бүтээх зураг төсөл болдог гэдгийг баталсан юм. Үүнийг 3D принтер гэж төсөөлж болох юм. 3D принтерүүд компьютерт оруулсан файлыг уншиж байж биет зүйлс хэвлэдэг шүү дээ. Тэгвэл Drt3b нь ямар ч файл шаардахгүйгээр, шууд хэлснийг тань хэвлээд өгнө гэсэн үг.

Энэхүү цоо шинэ механизмыг бактериуд өөрсдийгөө вирусийн халдвараас хамгаалахын тулд ашигладаг болохыг эрдэмтэд тогтоосон юм. Хэдийгээр энэ арга нь зөвхөн бактерийн түвшинд судлагдаж байгаа ч ирээдүйд бидний амьдралд асар их нөлөө үзүүлэх боломжтой. Анх генийг засварлах боломжтой CRISPR технологи ч тэр яг ингэж бактерийн хамгаалах системээс олдож байсны адилаар уг шинэ нээлт ч тэр ирээдүйд хүний гэмтэлтэй ДНХ-ийг засах цоо шинэ хэрэгсэл болгон ашиглах боломжтой. Дээрээс нь зохиомол ДНХ бүтээх, технологийн салбарт ДНХ-д дотор дижитал өгөгдөл хадгалах гэхчлэн бидний төсөөлөө ч үгүй зүйлс бодит амьдралд биеллээ олох боломжтой.

Нээж илрүүлээгүй бусад нууцлаг уургууд 

Та өөрийнхөө амьдарч буй хотын өнцөг, булан бүрийг маш сайн мэддэг гэж төсөөлье. Тэр бүх бидний мэдэх зам, барилгууд одоогийн шинжлэх ухааны олж тогтоосон 20,000 уураг. Гэтэл хотын газар доор эсвэл бүр төсөөлөө ч үгүй хоосон хонгилуудад маш нарийн зохион байгуулалттай нууцлаг иргэд амьдардаг байсныг гэнэт олж мэдвэл ямар вэ? Тэдгээр иргэд бол эрдэмтдийн энэ сард олж нээсэн пептидин буюу цоо шинэ нууцлаг уургууд.

Шинжлэх ухаанд ДНХ-ийн маш бага хувь нь л бидний биед шаардлагатай уургуудыг үүсгэдэг генүүдийг агуулдаг, харин үлдсэн хэсгийг нь ямар ч үүрэг рольгүй ДНХ эзэлдэг хэмээн үздэг байв.

Гэвч TransCODE хэмээх олон улсын консорциум (үүнд Max Delbrück Center, Princess Máxima Center, EMBL, Michigan University зэрэг байгууллагууд багтсан) 3.7 тэрбум өгөгдлийг супер компьютероор 20,000 цагийн турш тасралтгүй шинжилсний эцэст цоо шинэ нээлт хийсэн юм.

Өнөөх өмнө нь уураг үйлдвэрлэдэггүй хэмээн үл тоомсорлодог байсан ДНХ-ийн хэсгүүдээс 1,785 төрлийн шинэ уургийг нээж илрүүлжээ. Эдгээр шинэ уургуудын 65 хувь нь 50 хүрэхгүй амин хүчлээс бүрдсэн маш жижиг хэмжээтэй байсан тул эрдэмтэд тэдгээрт пептидеин хэмээх цоо шинэ нэршил өгч, биологийн шинэ ойлголтыг бий болгожээ.

Эх сурвалж: Nature

Бидэнд яагаад хамаатай вэ?

Энэхүү нээлт нь анагаах ухаанд, тэр дундаа хорт хавдрын эмчилгээнд маш чухал хувьсгал авч ирж буй. Учир нь хорт хавдрын эсүүд өнөөх шинээр нээж илрүүлсэн молекулуудыг их хэмжээгээр ялгаруулдаг тул эдгээрийг шинэ биомаркер болгон ашиглах боломжтой.

Үүний хамгийн тод жишээ нь OLMALINC хэмээх генээс үүсдэг пептидеин юм. Өмнө нь энэ генийг уураг үүсгэдэггүй гэж үздэг байж л дээ. Гэвч эрдэмтэд лабораторийн нөхцөлд энэхүү пептидеинийг салгаж, идэвхгүй болгож туршихад шалгасан 485 төрлийн хорт хавдрын эсийн шугамын 85 хувийнх нь амьдрах, өсөн үржих чадвар нь шууд доголдож эхэлжээ. Өөрөөр хэлбэл, хорт хавдрын эсүүд амьд үлдэхийн тулд энэхүү нууцлаг уургуудаас нэлээд хамааралтай бөгөөд энэ уураг нь эсийн хуваагдал болон ДНХ-ийн гэмтлийн хариу урвалд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг болохыг тогтоосон байна.

Эх сурвалж: MIT

Энгийнээр тайлбарлавал, одоогийн хорт хавдрын химийн эмчилгээ нь заримдаа эрүүл эсүүдийг давхар устгах сул талтай байдаг. Тэгвэл эдгээр шинээр олдсон пептидеинүүдийг бай болгосноор зөвхөн хорт хавдрын эсүүдэд байдаг эмзэг цэгийг нь олж, яг тэр цэгт нь мэргэн буудагч мэт онилж устгах боломжтой болж байна гэсэн үг юм.

Дүгнэж хэлэхэд, шинжлэх ухаан сөөм сөөмөөр өөрчлөгддөг ч өмнөх ойлголтоо няцаасан ойлголт хаа нэг гарах нь бий. Яг тэрхүү өөрчлөлтийг илтгэх хоёр чухал нээлт шил дараалан хэвлэгдсэн нь бидний өмнө нь учир шалтгааныг нь тодорхойлж чадахгүй байсан генетикийн өвчнүүдийг илүү сайн ойлгох боломжийг бүрдүүлж буй. Мөн түүнчлэн зүрх судасны өвчин, хорт хавдар гээд хүн төрөлхтний хамгийн том дайснуудыг дарж авах нэг арга нь бидний хэрэггүй гэж бодож байсан тэр л ДНХ-ийн гүнд нь буюу бидний анзаараагүй өнгөрөөсөн өчүүхэн жижиг хэсэгт нуугдаж байсан нь гайхалтай.