20.09.2019 | 
Գիտություն
«ԽԵԼԱՑԻ ԲՋԻՋՆԵՐԸ ԴԱՐՁՆԵԼՈՎ ԱՎԵԼԻ ԽԵԼԱՑԻ». ՆՈՐ ՀԵՏԱԶՈՏՈՒԹՅՈՒՆ ԳԻՏՆԱԿԱՆՆԵՐԻ ԿՈՂՄԻՑ
«ԽԵԼԱՑԻ ԲՋԻՋՆԵՐԸ ԴԱՐՁՆԵԼՈՎ ԱՎԵԼԻ ԽԵԼԱՑԻ». ՆՈՐ ՀԵՏԱԶՈՏՈՒԹՅՈՒՆ ԳԻՏՆԱԿԱՆՆԵՐԻ ԿՈՂՄԻՑ
Մերիլենդի համալսարանի գիտնականները մշակել են տեխնիկա, որը կստիպի բակտերիալ խմբավորումներին (ասոցիացիաներ) ինքնուրույն աշխատել միասին:

Տարիների ընթացքում գիտնականները բացահայտել են ուղիներ՝ փոփոխելու միկրոօրգանիզմների բջիջները, որոնք թույլ կտան բարելավել մի շարք նյութերի արտադրությունը, այդ թվում՝ դեղամիջոցների, վառելիքի և նույնիսկ գարեջրի:

 

Գիտնականները մշակել են նաև տեխնիկաներ՝ ստեղծելու «խելացի» բջիջ, որն ունակ է մի շարք գործառույթներ կատարելու, որոնք ազդում են դեղերի ստեղծման, օրգանիզմում վերջիններիս մարսողության և նույնիսկ ջրի վարակազերծման հետ կապված գործընթացների վրա: Սակայն բջիջների ներսում հարուցվող գենետիկ և կարգավորիչ գործընթացների փոփոխումն առաջացնում է մի շարք խնդիրներ:

 

Սկզբի համար բջիջներն արդեն ծրագրավորված են առավելագույն արդյունավետությամբ իրականացնելու իրենց սովորական, ամենօրյա գործընթացները: Որևէ փոփոխություն, որ ճարտարագետները կատարում են որոշակի նյութ արտադրող բջջի արդյունավետությունը մեծացնելու համար, իր հերթին կարող է խափանել այդ գործընթացները և ծանրաբեռնել բջջին:

 

Այդ խնդիրը լուծելու համար Ջեյմս Քլարկի անվան ինժեներիայի դպրոցի (A. James Clark School of Engineering) պրոֆեսոր Ուիլյամ Բենթլին (William E. Bentley) հետազոտողների խմբի հետ աշխատում է կենտրոնանալ մանրէաբանական կոնսորցիայի (բջջային մեծ խմբավորումներ) նախագծման վրա, որտեղ տարբեր բջջային գաղութները (բջջային միավորումներ) մշակված են այնպես, որ աշխատեն միասին՝ կատարելու ցանկալի գործառույթը: Այս ռազմավարությունը թույլ է տալիս ճարտարագետներին նախագծել հատուկ բջիջներ և բաժանել թիրախային ծանրաբեռնվածությունը բջիջների խմբերի միջև:

 

Որպեսզի բջջի կոնսորցիումը կոնկրետ առաջադրանքներ տա, ճարտարագետներից պահանջվում է ինչ-որ կերպ կարգավորել բջջային գաղութների քանակը: Մինչ այժմ առկա փոքր հետազոտությունը նպատակաուղղված է եղել ստեղծելու սարքավորումներ կամ համակարգեր, որոնք ինքնաբերաբար կկարգավորեն կոնսորցիումի ներսում բջջային գաղութների կազմությունը:

 

Ընդհանուր առմամբ, բջջի կոնսորցիայի ուսումնասիրությունները ճարտարագետներից պահանջում են կիրառել մեխանիկական և թանկարժեք արտաքին կարգավորիչ համակարգեր: Բենթլին և նրա թիմը ցանկանում են վերանախագծել բջիջները, որպեսզի վերջիններս կարողանան ինքնաբերաբար համակարգել իրենց գաղութների խտությունները:

 

«Հիմնական հղացքն այն է, որ բջիջների խմբերը կարող են նախագծվել այնպես, որ ինքնուրույն կարգավորեն իրենց կազմությունը, և արտաքին միջամտության կարիք չլինի: Օրինակ՝ ոչ մի երաշխիք չկա, որ բակտերիաները, որոնք մշակված են աղեստամոքսային տրակտի դիսֆունկցիայի դեպքում կիրառելու համար, իսկապես կպահպանվեն կամ կդրսևորեն իրենց այնպես, ինչպես մենք ակնկալում ենք: Եվ դուք չեք կարող կիրառել հարմարավետ միջոցներ, ինչպիսիք են, օրինակ, մագնիսական կամ էլեկտրական դաշտերը՝ կարգավորելու բակտերիան աղիներում, ուստի ինչու չներառել ինքնակարգավորման հատկությունը բակտերիայի մեջ»,- ասում է Բենթլին:

 

Ինչպես ոլորտի այլ ներկայացուցիչներ, Բենթլին և նրա խմբի մյուս անդամները նախկինում բացահայտել են «Quorum sensing»-ը (QS), որը միջբջջային հաղորդակցման բակտերիալ ձև է և թույլ է տալիս մշակել հաղորդակցման շղթաներ բակտերիալ շտամերի միջև՝ համակարգելու դրանց վարքագիծը: Ավտոնոմ համակարգեր ստեղծելու նպատակով Բենթլին և նրա թիմի անդամները վերափոխեցին QS համակարգերը երկու E. coli շտամերի, որով բջջի ենթապոպուլյացիաների հաղորդակցման աճի արագությունը կոնսորցիայում կախված կլինի բջիջների միջև ազդանշանների փոխանցումից:

 

Դա յուրատեսակ հետադարձ հաղորդակցման մի օղակ է, որտեղ բջիջները կարող են զգալ և արձագանքել «Autoinducers» կոչվող միջբջջային ազդանշանային մոլեկուլներին, որոնք հնարավորություն են տալիս բակտերիաներին աշխատելու միասին իրենց սեփական ցանկությամբ: Բեկումը կարող է դառնալ գենային ինժեներիայի միջոցով մշակված «խելացի բակտերիաների» համար մի շարք նոր գործառույթների բանալի՝ սկսած դեղերի ստացումից մինչև ջրի ախտահանում և ավարտած նոր խմիչքների խմորման նոր գործընթացներով:

 

«Աստիճանաբար, բակտերիաների կոնսորցիային կառաջադրվի հում նյութը վերածել արժեքավոր արտադրանքի: Հում նյութերը կարող են լինել թափոնները կամ արդյունաբերական գործընթացների արգասիքները: Կոնսորցիայի սինթետիկ կարողությունները կարող են գերազանցել մաքուր մոնոկուլտուրաների հնարավորությունները, դրա համար այնպիսի մեթոդների անհրաժեշտություն կառաջանա, որոնք կօգնեն հավասարակշռել կոնսորցիան»,- ասում է Բենթլին:

 

«Աստիճանաբար, բակտերիաների կոնսորցիային կառաջադրվի հում նյութը վերածել արժեքավոր արտադրանքի: Հում նյութերը կարող են լինել թափոնները կամ արդյունաբերական գործընթացների ենթամթերքները: Կոնսորցիայի սինթետիկ կարողությունները կարող են գերազանցել մաքուր մոնոկուլտուրաների հնարավորությունները, դրա համար այնպիսի մեթոդների անհրաժեշտություն կառաջանա, որոնք կօգնեն հավասարեցնել կոնսորցիան»,- ասում է Բենթլին:

 

Քնար Միսակյան

Այլ նորություններ
ԻՐԱՎԱԳԻՏԱԿԱՆ ԱՐԴԻԱԿԱՆ ՀԱՐՑԵՐԻ ՎԵՐՀԱՆՈՒՄ, ՔՆՆԱՐԿՈՒՄ ՈՒ ՎԵՐԼՈՒԾՈՒՄ. ԳԻՏԱԺՈՂՈՎ՝ ԻՐԱՎԱԳԻՏՈՒԹՅԱՆ ՖԱԿՈՒԼՏԵՏՈՒՄ
ԵՊՀ իրավագիտության ֆակուլտետի դատական նիստերի դահլիճում այսօր տեղի է ունեցել պրոֆեսորադասախոսական կազմի ամենամյա գիտաժողովը, որի ժամանակ հնչել են զեկուցումներ` նվիրված արդիականություն ունեցող իրավագիտական հիմնահարցերին:
ԻՐԱՎԱԿԱՆ ՀԻՄՆԱԽՆԴԻՐՆԵՐԻ ՆԵՐԿԱՅԱՑՈՒՄ ԵՎ ՔՆՆԱՐԿՈՒՄ. ՄԵԿՆԱՐԿԵԼ Է ԱՍՊԻՐԱՆՏՆԵՐԻ ԵՎ ՀԱՅՑՈՐԴՆԵՐԻ ՏԱՐԵԿԱՆ ԳԻՏԱԿԱՆ ՆՍՏԱՇՐՋԱՆԸ
ԵՊՀ իրավագիտության ֆակուլտետի դատական նիստերի դահլիճում այսօր մեկնարկել է ֆակուլտետի ասպիրանտների և հայցորդների տարեկան գիտական երկօրյա նստաշրջանը: