ბიოლოგია

ისტორიაში პირველად, მეცნიერებმა პრიმატების (საუბარია პრიმატთა იმ სახეობებზე, რომლებიც ადამიანები არ არიან) სასქესო ქრომოსომები სრულად გაშიფრეს. შედეგად დაადგინეს, რომ Y ქრომოსომები ევოლუციას ძალიან სწრაფად განიცდის, X ქრომოსომები კი უმეტესად იგივე რჩება. მიგნებები მეცნიერებმა ადამიანის გენომს შეადარეს და აღმოაჩინეს, რომ Y ქრომოსომა ჩვენს სახეობაშიც ასევე სწრაფად იცვლება.

ცნობილია, რომ ყველა ადამიანს 23 წყვილი ქრომოსომა აქვს, ერთ-ერთი მათგანი კი სასქესო ქრომოსომებს შეიცავს. ქალებში ეს ორი X ქრომოსომაა, ხოლო კაცებში კი — ერთი X და ერთი Y.

ახალი კვლევის ავტორებმა ადამიანის მსგავსი მაიმუნების, მათი 5 სახეობის, X და Y ქრომოსომებისთვის სრული გენომები შეადგინეს. კვლევაში მათ ადამიანების გენეტიკური ინფორმაციაც მოიცვეს და 7 სხვადასხვა პრიმატის მონაცემები შეადარეს ერთმანეთს. შედეგად დაადგინეს, რომ სახეობებს შორის Y ქრომოსომები ერთმანეთისგან მნიშვნელოვნად განსხვავდება, X ქრომოსომები კი დიდწილად მსგავსია.

მაგალითისთვის, მაიმუნის X ქრომოსომის მიმდევრობათა 90% ადამიანის X ქრომოსომისას ემთხვევა, რაც მილიონობით წლის ევოლუციის შედეგად მცირე ცვლილებაზე მიანიშნებს. ამის საპირისპიროდ, მაიმუნის Y ქრომოსომის მხოლოდ 14-27% ემთხვევა ადამიანის Y ქრომოსომას, ეს კი ბევრი სწრაფი ცვლილების მანიშნებელია.

“აღნიშნულ სახეობებში Y ქრომოსომების განსხვავების ხარისხი ძალიან მოულოდნელი აღმოჩნდა”, — განაცხადა კატერინა მაკოვამ, ნაშრომის ავტორმა — “აქედან ზოგიერთი სახეობა სულ შვიდი მილიონი წლის წინ წარმოიშვა ადამიანთა მოდგმისგან, რაც ევოლუციის კონტექსტში დიდი დრო არაა. ეს იმაზე მეტყველებს, რომ Y ქრომოსომები ძალიან სწრაფად განიცდის ევოლუციას”.

ესოდენ დიდ ვარიაციას, სავარაუდოდ, ის განაპირობებს, რომ Y ქრომოსომა სხვა ქრომოსომებთან ბევრ გენეტიკურ ინფორმაციას არ მიმოცვლის; შედეგად იგი, როგორც წესი, ბევრ დელეციასა თუ სხვა ტიპის მუტაციას იღებს, რის გამოც ეს ქრომოსომა დროთა განმავლობაში უფრო და უფრო მოკლდება. იგი მრავალ მუტაციასა თუ გამეორებას აგროვებს და გენებს კარგავს.

“ამ დეგრადაციის გამო ივარაუდება, რომ Y ქრომოსომა ძუძუმწოვრებში გაქრობის გზას ადგას”, — წერენ ნაშრომის ავტორები.

Y ქრომოსომა შეიძლება პატარავდება, თუმცა მკვლევრებმა დაადგინეს, რომ ნაკლები შანსია, იგი სრულად გაქრეს. ეს იმიტომ, რომ მისი ზოგიერთი გენი “გამწმენდი გადარჩევის ქვეშ განიცდის ევოლუციას”. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ზოგიერთ გენს უსაფრთხოების მექანიზმები იცავს და მნიშვნელოვანი მიმდევრობები ხელუხლებელი რჩება.

გადარჩენის ერთ-ერთი სტრატეგია პალინდრომების გამოყენებას გულისხმობს. შედეგად გენების მიმდევრობები ერთმანეთს სარკისებურად იმეორებს და ორი იდენტური ასლი იქმნება, რომლებიც ერთმანეთს შუაში ხვდება. შედეგად, თუკი ერთი ასლი დაზიანდა, შესაძლებელია, რომ იგი მომიჯნავე დნმ-ის ნაწილთან ინფორმაციის მიმოცვლით აღდგეს.

“ამ გენების პალინდრომებში ქონა სარეზერვო ასლის შენახვას ჰგავს”, — აცხადებს ადამ ფილიპი, ნაშრომის ავტორი.

მკვლევართა თქმით, პალინდრომებით დაცული გენები სახეობებს შორის მნიშვნელოვნად განსხვავდება, თუმცა ბევრი მათგანი სპერმატოგენეზში მონაწილეობს.

იმის გათვალისწინებით, რომ Y ქრომოსომის გარეშე მამრები ვერ იარსებებენ, ბუნებრივი გადარჩევის ასეთი მექანიზმები კაცობრიობის მომავლისთვის მნიშვნელოვან დაცვას უზრუნველყოფს. ბოლო დროს ის აზრიც გაჩნდა, რომ XY კომბინაცია მალე წარსულს ჩაბარდება, თუმცა ნაშრომის ავტორები ამტკიცებენ, რომ “ნაკლებსავარაუდოა, Y ქრომოსომა ახლო მომავალში გაქრეს”.

ნაშრომი ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნდა.

ანალიტიკოსთა და მეცნიერთა დარბაზი “დოქტრინა”

Lacrymaria olor — ასე ჰქვია მიკროსკოპულ ორგანიზმს, რომელიც საკვების მოსახელთებლად გასაოცარ შესაძლებლობას იყენებს. მისი ოვალური სხეული დაახლოებით 40 მიკრომეტრი ზომისაა, ერთ-ერთ ბოლოში კი უცნაური შვერილია, რომლის სიგრძეც, საჭიროებისამებრ, დაახლოებით 30-ჯერ იზრდება. ამისთვის მხოლოდ რამდენიმე წამია საჭირო.

მაინც როგორ ახერხებს ამას L. olor ისე, რომ უჯრედის მემბრანა არ დაიზიანოს?

მეცნიერები აქამდეც ვარაუდობდნენ, რომ მისი ერთგვარი “კისრის” დამატებითი სიგრძე სადღაც უნდა იმალებოდეს, რათა სწრაფად დაგრძელდეს. სტენფორდის უნივერსიტეტში მომუშავე მეცნიერებმა ახალი კვლევის ფარგლებში ამ ბიოლოგიური მექანიზმის საიდუმლო ამოხსნეს.

მათ დაადგინეს, რომ ზემოხსენებული ერთუჯრედიანი ორგანიზმის შიდა სტრუქტურა და მემბრანა ორიგამის (ქაღალდისგან გაკეთებული ფიგურა) მოგვაგონებს, რომლის გაშლაცა და დაკეცვაც მარტივია. ეს ნიშნავს, რომ მემბრანაზე ზემოქმედება და ენერგიული დანახარჯი მინიმალურია.

სიცოცხლის განმავლობაში L. olor “კისერს” დაახლოებით 20 000-ჯერ იგრძელებს ისე, რომ არაფერი უზიანდება. მართალია, ეს მას საკვების მოპოვებაში ეხმარება, მაგრამ მსგავს შესაძლებლობას თან ახლავს პოტენციური პრობლემებიც. მაგალითად, ძნელია ახალი მემბრანული მატერიის წარმოქმნა. ასევე, ორგანიზმის შვერილი ელასტიკურთან ერთად მაგარიც უნდა იყოს, რათა მთლიანობა შეინარჩუნოს. ამ გამოწვევებთან გამკლავებას მიკრობი წაგრძელებული ნაწილის მემბრანის რამდენიმე ფენად დაკეცვის გზით ახერხებს.

მას საკმაოდ რთული გეომეტრიული სტრუქტურა აქვს, რომლის გაშლის შედეგადაც ცილინდრის ფორმა მიიღება. მის ქვეშ სპირალურად დახვეული მილაკების ქსელია, რომელიც თანაბარზომიერად დაკეცვასა და გაშლას უწყობს ხელს. ეს იოშიმურას ორიგამის ჰგავს, რომელიც დაკეცვადი რომბებისგან შედგება და იწელება.

ყველაფრის მიუხედავად, ერთი კითხვა მაინც რჩება: როცა წყალში ასეთი მცირე ზომის ობიექტები ერთმანეთს უახლოვდება, განმზიდი ძალა წარმოიქმნება, მაგრამ რატომ არ აფრთხობს ეს L. olor-ის მსხვერპლს? შესაძლოა, ამას პასუხი მომავალში გაეცეს.

ავტორთა ნაშრომი გამოცემაში Science გამოქვეყნდა.

ანალიტიკოსთა და მეცნიერთა დარბაზი – ,,დოქტრინა”

ის­რა­ე­ლელ­მა მეც­ნი­ე­რებ­მა მი­ნი­ა­ტუ­რუ­ლი ცო­ცხა­ლი ორ­გა­ნიზ­მი შექ­მნეს, რო­მე­ლიც ემ­ბრი­ო­ნის­გან არაფ­რით გან­სხვავ­დე­ბა. თუმ­ცა, არ­სე­ბობს ერთი ძი­რი­თა­დი სხვა­ო­ბა – თუკი ბუ­ნებ­რი­ვი ემ­ბრი­ო­ნის შექ­მნა­ში სპერ­მა­ტო­ზო­ი­დი და კვერ­ცხუ­ჯრე­დი მო­ნა­წი­ლე­ობს, მისი “ლა­ბო­რა­ტო­რი­უ­ლი ას­ლის“ შექ­მნა­ში არც ერ­თია სა­ჭი­რო და არც – მე­ო­რე.

ის­რა­ე­ლის ვე­იც­მა­ნის ინ­სტი­ტუ­ტის მკვლე­ვარ­თა აზ­რით, ემ­ბრი­ო­ნის ახ­ლე­ბუ­რი მო­დე­ლი ზუს­ტად ისე გა­მო­ი­ყუ­რე­ბა, რო­გორც მისი ბი­ო­ლო­გი­უ­რი ანა­ლო­გი.

ზრდის პრო­ცეს­ში მას­ში და­ფიქ­სირ­და ჰორ­მო­ნე­ბიც, რომ­ლებ­საც ექი­მე­ბი ორ­სუ­ლო­ბის და­სად­გე­ნად იყე­ნე­ბენ – ლა­ბო­რა­ტო­რი­ა­ში ჩა­ტა­რე­ბუ­ლი ორ­სუ­ლო­ბის ანა­ლიზ­მა და­დე­ბი­თი შე­დე­გი აჩ­ვე­ნა.

ადა­მი­ა­ნუ­რი ემ­ბრი­ო­ნის კვლე­ვის გზა სავ­სეა იუ­რი­დი­უ­ლი, ეთი­კუ­რი და ტექ­ნი­კუ­რი დაბ­რკო­ლე­ბე­ბით. სწო­რედ ამი­ტომ, მეც­ნი­ე­რე­ბა­ში შე­იქ­მნა სწრა­ფად გან­ვი­თა­რე­ბა­დი მი­მარ­თუ­ლე­ბა, რო­მე­ლიც ადა­მი­ა­ნუ­რი ემ­ბრი­ო­ნის სწრაფ გან­ვი­თა­რე­ბას იმი­ტი­რებს.

კვლე­ვის შე­დე­გე­ბი ჟურ­ნალ­ში Nature გა­მოქ­ვეყ­ნდა, რომ­ლის ავ­ტო­რე­ბიც ირ­წმუ­ნე­ბი­ან, რომ მათ ემ­ბრი­ო­ნის პირ­ვე­ლი “სრუ­ლი“ მო­დე­ლი შექ­მნეს, რო­მელ­საც ყვე­ლა ის ძი­რი­თა­დი სტრუქ­ტუ­რე­ბი აქვს, რაც მისი გან­ვი­თა­რე­ბის ად­რე­ულ ეტაპ­ზეა სა­ჭი­რო.

უფრო კონ­კრე­ტუ­ლად კი, სპერ­მი­სა და კვერ­ცხუ­ჯრე­დის ნაც­ვლად, სა­წყი­სი მა­სა­ლა იყო ღე­რო­ვა­ნი უჯრე­დე­ბი, რომ­ლე­ბიც ქი­მი­კა­ტე­ბის სე­რი­ის გა­მო­ყე­ნე­ბით გა­და­მუ­შავ­და. ადა­მი­ა­ნის ემ­ბრი­ო­ნის გან­ვი­თა­რე­ბის ად­რე­ულ ეტაპ­ზე წარ­მოქ­მნი­ლი ოთხი ტი­პის უჯრე­დია:

ეპიბ­ლას­ტუ­რი უჯრე­დე­ბი, რაც ხდე­ბა ემ­ბრი­ო­ნი;
ტრო­ფობ­ლას­ტუ­რი უჯრე­დე­ბი, რაც ხდე­ბა პლა­ცენ­ტა;
ჰი­პობ­ლას­ტუ­რი უჯრე­დე­ბი, რაც იქ­ცე­ვა ყვი­თელ პარ­კად;
ექ­სტრა­ემ­ბრი­ო­ნუ­ლი მე­ზო­დერ­მის უჯრე­დე­ბი.
მეც­ნი­ე­რებ­მა აუ­რი­ეს 120 ასე­თი უჯრე­დი სა­ჭი­რო პრო­პორ­ცი­ით და დაკ­ვირ­ვე­ბა და­ი­წყეს.

ნა­რე­ვის და­ახ­ლო­ე­ბით 1%-მა ადა­მი­ა­ნის ემ­ბრი­ო­ნის სტრუქ­ტუ­რის მსგავ­სად და­ი­წყო შექ­მნა, თუმ­ცა არა მთლად იდენ­ტუ­რად. მათ და­ი­წყეს ზრდა და გან­ვი­თა­რე­ბა მა­ნამ, ვიდ­რე გა­ნა­ყო­ფი­ე­რე­ბი­დან 14 დღის შემ­დეგ ემ­ბრი­ო­ნის მსგავ­სი არ გახ­და. ცნო­ბი­სათ­ვის, ბევრ ქვე­ყა­ნა­ში 14 დღე არის ლე­გა­ლუ­რი ზღვა­რი, რომ­ლის შემ­დე­გაც ჩვე­უ­ლებ­რი­ვი ემ­ბრი­ო­ნი აღარ შე­იძ­ლე­ბა გა­მო­ი­ყე­ნონ კვლე­ვებ­ში.

ამ პირ­ველ­მა მცდე­ლო­ბამ კი უკვე აჩ­ვე­ნა, რომ ემ­ბრი­ო­ნის სხვა ნა­წი­ლე­ბი, უბ­რა­ლოდ, არ წარ­მო­იქ­მნე­ბა თუ ისი­ნი არ არი­ან გარ­შე­მორ­ტყმუ­ლი პლა­ცენ­ტუ­რი უჯრე­დე­ბით.

მი­იჩ­ნე­ვა, რომ ეს გზა ხელს შე­უ­წყობს ინ ვიტ­რო გა­ნა­ყო­ფი­ე­რე­ბის შე­დე­გე­ბის გა­უმ­ჯო­ბე­სე­ბას, რად­გან სწო­რედ ამის შე­დე­გად ექი­მებს შე­ეძ­ლე­ბათ გა­ი­გონ, რა­ტომ ვი­თარ­დე­ბა ზო­გი­ერ­თი ემ­ბრი­ო­ნი, ზოგი კი – არა.

შე­საძ­ლოა, ეს გზა გა­მოდ­გეს წარ­მა­ტე­ბუ­ლი ზო­გი­ერ­თი მე­დი­კა­მენ­ტის შე­სა­მოწ­მებ­ლა­დაც, რათა დად­გინ­დეს, რო­მე­ლი მათ­გა­ნია უსაფრ­თხო ორ­სუ­ლო­ბის დროს.

პრო­ფე­სორ­მა რობინ ლო­ველ ბე­ჯის თქმით, რო­მე­ლიც შე­ის­წავ­ლის ემ­ბრი­ო­ნის გან­ვი­თა­რე­ბას ბრი­ტა­ნე­თის ფრენ­სის კრი­კის ინ­სტი­ტუ­ტში, გა­ნა­ცხა­და, რომ ემ­ბრი­ო­ნის ეს მო­დე­ლე­ბი საკ­მა­ოდ კარ­გად გა­მო­ი­ყუ­რე­ბა.

მაგ­რამ მი­სი­ვე თქმით, იმი­სათ­ვის, რომ ეს მე­თო­დი წარ­მა­ტე­ბუ­ლად ჩა­ით­ვა­ლოს, სა­ჭი­როა, უჯრე­დე­ბის 1%-ზე მეტ­მა მო­დელ­ში აწყო­ბა და­ი­წყოს.

მი­უ­ხე­და­ვად მე­დი­ცი­ნა­ში ამ რე­ვო­ლუ­ცი­ი­სა და წარ­მო­უდ­გე­ნე­ლი მნიშ­ვნე­ლო­ბის კვლე­ვი­სა, მეც­ნი­ე­რე­ბი თან­ხმდე­ბი­ან, რომ ამ ემ­ბრი­ო­ნის მო­დე­ლე­ბის გა­მო­ყე­ნე­ბით ნორ­მა­ლუ­რი ორ­სუ­ლო­ბის მიღ­წე­ვა არა­ე­თი­კუ­რი, უკა­ნო­ნო და უბ­რა­ლოდ ფი­ზი­კუ­რად შე­უძ­ლე­ბე­ლი იქ­ნე­ბა – “ეს 120 უჯრე­დი უბ­რა­ლოდ ვერ გან­ვი­თარ­დე­ბა იმ დო­ნემ­დე, რომ საშ­ვი­ლოს­ნოს ლორ­წო­ვან გარსში მათი წარ­მა­ტე­ბით იმპლან­ტა­ცია მოხ­დეს“, – აცხა­დე­ბენ ისი­ნი.

ანალიტიკოსთა და მეცნიერთა დარბაზი “დოქტრინა”

ადამიანებს აქვთ სისხლის 4 ჯგუფი, რომელთა შორის არის მხოლოდ ერთი უნივერსალური, ანუ შესაფერისია აბსოლუტურად ყველა ადამიანისთვის – ეს არის ჯგუფი I (O). მიუხედავად იმისა, რომ ეს საერთო ჯგუფია, დონორის სისხლი ხშირად მაინც დეფიციტია. ამიტომ, მეცნიერები რამდენიმე ათეული წელია მუშაობენ ხელოვნური უნივერსალური სისხლის შექმნაზე, რომელიც ყველა პაციენტს გამოადგება. თუმცა, დადებითი შედეგი მხოლოდ ახლაა მიღწეული. ახალ კვლევაში მეცნიერებმა აღმოაჩინეს გზა, რათა სისხლი უნივერსალური გახადონ ნაწლავის ბაქტერიების გამოყენებით.

რატომ არის რთული უნივერსალური დონორის სისხლის შექმნა?
არასწორი სისხლის ჯგუფის გადასხმამ შეიძლება გამოიწვიოს იმუნური რეაქცია. მიზეზი ის არის, რომ იმუნური სისტემა ცნობს უცხო შაქრის მოლეკულებს, რომლებსაც ასევე უწოდებენ “ანტიგენებს”, სისხლის წითელი უჯრედების ზედაპირზე და იწყებენ მათზე შეტევას.  მხოლოდ I სისხლის ჯგუფი არ შეიცავს ანტიგენებს, ამიტომ უნივერსალურია.

ყოველივე ზემოაღნიშნულიდან გამომდინარეობს, რომ ანტიგენების მოცილებით შესაძლებელია სისხლის უნივერსალური, ანუ I ჯგუფის მიღება. მეცნიერები ამაზე მუშაობდნენ ათწლეულების განმავლობაში, სხვადასხვა ფერმენტების გამოყენებით. მაგალითად, ჯერ კიდევ 1980-იან წლებში გამოიყენებოდა ფერმენტები მოუხალავი ყავის მარცვლებიდან II და III ჯგუფის ანტიგენების მოსაშორებლად.

მას შემდეგ, ექსპერიმენტები ტარდება სხვადასხვა, უფრო ეფექტური ფერმენტების გამოყენებით, რომლებიც აშორებდნენ ანტიგენებს ორივე, II და III ჯგუფის სისხლში. ორივე ჯგუფის სისხლში სისხლის წითელი უჯრედების გაწმენდის შემდეგ, მოლეკულურ დონეზე ისინი ზუსტად ჰგავდნენ I ჯგუფის სისხლის წითელ უჯრედებს. ანუ უნივერსალური სისხლის შექმნა შეუძლებელი იყო.როგორც ნაშრომის ავტორები ამბობენ, „ჯადოსნურ ფერმენტზე ან ფერმენტებზე ნადირობა უკვე მიმდინარეობს და ისინი ძალიან მალე გამოჩნდებიან. ეს ნიშნავს, რომ მეცნიერებს შეეძლებათ გადაჭრას ადამიანის სისხლის დეფიციტის, ან თუნდაც შეუთავსებლობის პრობლემა. მართალია, მნიშვნელოვანია არა მხოლოდ ის, რომ ტექნოლოგია ეფექტურია, არამედ იაფიც. წინააღმდეგ შემთხვევაში, პრაქტიკაში დიდი მოთხოვნა არ იქნება.

ანალიტიკოსთა და მეცნიერთა დარბაზი – ,,დოქტრინა”