დღე, რომელსაც მეცნიერება დიდხანს ელოდა, საბოლოოდ დადგა. მკვლევრებმა ბოლოსდაბოლოს შექმნეს სინთეტიკური ლორწოს მოლეკულები, რომელსაც ნამდვილის მსგავსი სტრუქტურა და ფუნქცია აქვს.
მკვლევართა ჯგუფის განცხადებით, ეს აღმოჩენა მეცნიერებს შეიძლება დაეხმაროს ინფექციურ დაავადებათა საწინააღმდეგო ახალი მედიკამენტების შექმნაში.
ლორწო სრიალა, დამყოლი, წებოვანია და არც ისე სასიამოვნოდ გამოყურება. თუმცა, რამდენად არასასიამოვნოდაც არ უნდა გვეჩვენებოდეს, ეს ნივთიერება ბიოლოგიურად უმნიშვნელოვანესია: ასრულებს ბარიერის როლს, რომელიც იცავს და ატენიანებს მგრძნობიარე ქსოვილებს, ჭედავს მიკრობებს (რომელთათვისაც ის ასევე შეიცავს ანტიმიკრობულ ფერმენტებს) და დამაბინძურებლებს და ორგანიზმს მათ განდევნაში ეხმარება.
ყოველდღიურად, ჩვენი ორგანიზმი მხოლოდ რესპირატორულ ტრაქტში 1,5 – 2 ლიტრ ლორწოს გამოყოფს; ეს ლორწო ფარავს სასუნთქ გზებს, ფილტვებს და კუჭ-ნაწლავის ტრაქტებს; თამამად შეიძლება ითქვას, რომ ჩვენ მოსიარულე ლორწოს ჩანთები ვართ.
მისი თვისებების ხელოვნურად გამეორება რომ შეგვეძლოს, ხელთ გვექნებოდა ინფექციურ დაავადებებთან საბრძოლველი მნიშვნელოვანი იარაღი; ახალი კვლევა ამ მიმართულებით მნიშვნელოვანი წინ გადადგმული ნაბიჯია. მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის მკვლევრებმა ქიმიკოს ოსტინ კრუგერის ხელმძღვანელობით, ხელოვნური გზით შექმნეს მუცინები — ლორწოს შემადგენელი სამშენებლო ბლოკი ცილები.
მუცინები შედგება ცილის გრძელი ფხისგან, რომელიც დაფარულია გამოშვერილი ნახშირწყლოვანი პოლიმერებით, სახელად გლიკანებით (შეიძლება შევადაროთ ბოთლის სახეხს). უცნობია, რა როლს ასრულებს პოლიმერები ცილის სხვადასხვა თვისებებში. წინა კვლევის მიხედვით, ისინი აფერხებს ბაქტერიების ერთმანეთთან კომუნიკაციის უნარს, ეკრობა მათ ზედაპირზე და უხშობს ტოქსინების გამოყოფის უნარს.
ჯგუფის მიერ შექმნილი სინთეტიკური მუცინები დაშენებულია პოლიმერის ღერძზე და არა მხოლოდ ბუნებრივის მსგავსი სტრუქტურა აქვთ, არამედ მათ ზოგიერთ ფუნქციასაც იმეორებს.
„ნამდვილად გვსურს გავიგოთ, მუცინების რომელი მახასიათებლებია მნიშვნელოვანი მათი აქტივობისთვის; ასევე გვინდა, მათი მახასიათებლები ისე გავიმეოროთ, რომ მიკრობებში დავბლოკოთ ვირუსული გზები“, — ამბობს მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის ქიმიკოსი ლორა კისლინგი.
მთავარი სირთულე ის არის, რომ მუცინებს საკმაოდ რთული სტრუქტურა აქვთ. მეცნიერთა განცხადებით, ცილოვანი ღერძი შედგება ათასობით სხვადასხვა ამინომჟავისგან, მათი „ჯაგარი“ კი მრავალ სხვადასხვა ტიპის გლიკანს შეიცავს.
ჯგუფმა აიღო ნახშირბადის სარტყლური მოლეკულა და გამოიყენა პროცესები, რომლებმაც ისინი სწორ გზაზე დააყენა. მიღებული მოლეკულები შედგებოდა ნახშირბად-ნახშირბადი ორმაგი ბმებისგან, ერთმანეთს უერთდებოდნენ და წარმოქმნიდნენ სინთეტიკური მუცინის პოლიმერულ ღერძს.
ბმის შემადგენელი თითოეული ნახშირბადის ატომი ძირითადად მიწებებულია სხვა ქიმიურ ჯგუფთან; პოლიმერებს კი სხვადასხვა ფორმების მიღება შეუძლიათ, რაც იმაზეა დამოკიდებული, სად არიან ისინი მიბმული. ცის-ფორმაში (ცის-ტრანს-იზომერიია), ორი ჯგუფი — ნახშირბადი და მეორე, რაც არ უნდა იყოს ის — ერთსა და იმავე მხარეს არის; ტრანს-ფორმაში კი ისინი საპირისპირო მხარეებზეა.
მუცინების სინთეზირების მცდელობისას, მკვლევართა ჯგუფმა ორივე ეს ფორმა შექმნა და ტესტირება დაიწყო.
ტრანს პოლიმერები უცნაურ, პატარა შებერილობებად გადაიქცა, რომლებიც მუცინებს დიდად არ ჰგავდა. განსაკუთრებული ეფექტიანობით ისინი არც ბაქტერია Vibrio cholerae-ს მიერ გამოყოფილი ტოქსინების დაჭერით გამოირჩეოდნენ.
თუმცა, ცის-პოლიმერები წაგრძელდა და როდესაც ბაქტერია Vibrio cholerae-სთან მოათავსეს, არა მხოლოდ საკმაოდ ეფექტიანად დაიჭირა მისი ტოქსინები, არამედ ზოგადად, ბუნებრივ მუცინებზე უკეთესადაც იმოქმედა.
ჩასატრებელი სამუშაო ჯერ კიდევ ბევრია, ჯგუფის კვლევა არ მოიცავდა გლიკანურ „ჯაგარს“, მაგრამ უკვე საკმაოდ იმედისმომცემი შედეგები აჩვენა. ჯგუფმა მკაფიოდ წარმოაჩინა, რომ ღერძის წაგრძელებული ფორმა მუცინების ფუნქციებში მნიშვნელოვან როლს ასრულებს.
გარდა ამისა, ჯგუფმა ჯგუფმა აღმოაჩინა, რომ ცის-პოლიმერები წყალში ხსნადია, უფრო მეტად, ვიდრე ბუნებრივი მუცინები; ეს კი იმას ნიშნავს, რომ აქვთ პოტენციალი, რათა გამოვიყენოთ ადგილობრივი მოქმედების კრემებსა და გელებში, შეიძლება თვალის წვეთებშიც.
„ჩვენ მიერ მიღებული შედეგები წარმოაჩენს მუცინების სინთეტიკურად მიღების კრიტიკულად მნიშვნელოვან პრინციპს, რაც სამომავლო კვლევებში ხელს შეგვიწყობს მიკრობულ სიმბიოზსა და პათოგენეზისში მუცინების როლის დადგენაში; ამავე დროს, უნდა გახდეს ხელოვნური მუცინების წარმოების საფუძველი, რომლებიც ლუბრიკანტების როლს ასრულებენ და აკონტროლებენ მიკრობიომის შემადგენლობასა და ინფექციურ დაავადებებს“, — წერს ჯგუფი.
კვლევა ACS Central Science-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია news.mit.edu-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
