Россиялик микробиолог олима микроб ва вируслардан сақланиш ҳақида\n\n Телеграмда ўқинг: ???? https://t.me/joinchat/AAAAADwt0NGCRoONT4f1_Q

Фото: flickr.com Postnauka.ru нашри микробиолог олима, биология фанлари доктори, Россия фанлар академияси микробиология институти директори ўринбосари Елизавета Бонч-Осмоловскя билан микробларнинг турлари, космосдаги бактериялар ҳамда микроорганизмларнинг нима учун энг экстремал шароитларда ҳам бемалол яшаб қолиши ҳақида суҳбатлашди. «Дарё» суҳбатни таржима тариқасида тақдим этади. Микробларнинг одам ҳаётига кўрсатадиган таъсири жуда катта. Улар ер биосфераси учун ғоят муҳим бўлган кимёвий реакцияларни амалга оширади, озуқа маҳсулотлари ишлаб чиқаришда иштирок этади ҳамда одам танаси ўзи учун ўзи синтез қила олмайдиган жуда муҳим моддаларни етказиб бериб туради. Лекин микробларнинг касаллик қўзғатиш, озиқ-овқат маҳсулотларининг айнишига сабабчи бўлиш ҳамда заҳарли токсинлар ажратиб чиқариш каби ёмон жиҳатлари ҳам бор. Микробиология соҳасидаги замонавий тадқиқотлар, микробларнинг турлари ва уларнинг ғалати хоссалари ҳақида Елизаветта Бонч-Осмоловская билан суҳбат. Микробларнинг хилма-хиллиги – Бактерияларнинг неча хили фанга маълум? – Айтиш қийин. Ўн минглаб турдаги бактериялар аниқланган ва уларнинг хоссалари ўрганилган. Аслида улар бундан анча кўп. Янги молекуляр услубларнинг қўлланиши билан шу нарса маълум бўлмоқдаки, лабораторияда ўстириладиган (сунъий етиштириладиган) микробларнинг ўзи бўйича ҳам уларнинг жуда кам қисми бизга маълум экан холос. Бир тарафдан бу ҳафсалани пир қилади, бошқа тарафдан микробиологлар учун ҳали ўрганиладиган нарса кўплигини билдиради. – Микробларнинг қайси бир тури кўпроқ қизиқтиради? Сувда яшайдиганими, ердагиларими ёки бизнинг ичимизда бўладиганими? – Микробиологиянинг ҳозирдаги асосий вазифаси лабораторияда етиштириш имконсиз бўлган микроорганизмларни яхшилаб ўрганиш, уларнинг вазифаларини аниқлаш ҳамда микроблар дарахтидаги уларнинг ўрнини белгилашдан иборат. Биз уларни лаборатория шароитида тадқиқ қила олмаймиз. Олимлар бундай микроорганизмларни, уларнинг геномини таҳлил қилиш ҳамда табиий ДНК намуналарини йиғиш орқали ўрганмоқдалар. Бундай усул билан анчагина қизиқ ва турли хоссаларга эга микроблар ўрганиб чиқилди. Бундай микробларга исм ва фамилия ҳам берилади, яъни уларнинг тури ва оиласи белгиланади ҳамда Candidatus сўзи қўшиб қўйилади. Микробиологиядаги иккинчи муҳим фундаментал йўналиш бу – одам ва бошқа жонзотлардаги микробиомни ўрганишдир. Олимлар микроблар ва унга хўжайин организм орасидаги турли боғлиқликларни аниқлашмоқда, ҳаттоки микроблар бизнинг асаб тизимимизга, кайфиятимиз ва хатти-ҳаракатимизга ҳам таъсир кўрсатар экан. Масалан, тадқиқотчилар сичқонлар билан тажриба қилиб кўрган. Бир гуруҳ сичқонлар ичагига сут бактерияларини киритган, иккинчи гуруҳга эса бундай қилинмаган. Натижада, биринчи гуруҳ сичқонлари фаолроқ ҳамда топқирроқ бўлиб етишган. Ҳозир қизиқ амалий тажрибалар олиб борилмоқда. Масалан, шундай микроорганизмлар борки, улар турли моддаларни оксидлаш жараёнида электр токи ишлаб чиқара олади. Ёки аксинча, шундай микроблар борки, улар электр токини истеъмол қилиш орқали одам учун муҳим аҳамиятга эга бўлган фойдали моддаларни синтез қилиб бера олади. Экстремофил микроорганизмлар – Сиз экстремофил микроорганизмларни ўрганасиз. Бу экстремал шароитларда ҳам яшай оладиган микроблардир. Бизнинг сайёрамизда улардан ҳоли жой борми ўзи? – Сувости вуқлонларида ва улардан чиқиб турган қуйқада ҳарорат 300–400 даража бўлади. Микроорганизмлар яшаб, ўзидан кўпая оладиган энг катта ҳарорат бу 122 даражадир. Ва улар айнан ўша сувости вулқонлари оғзидан топилган. Албатта, сув юз даражада қайнаб, буғлана бошлайди, лекин уммон тубидаги чуқур сувостидаги катта гидростатик босим туфайли ерости манбалари томонидан қиздириладиган сув бу ҳароратда ҳам қайнамай, суюқлигича қолаверади. Шу жойда микроорганизмлар яшай олади. Улар гипертермофиллар дейилади. Фото: Google Photos Микробларнинг кўпайиши учун сув керак. Чўлларда микроорганизмлар спора кўринишида яшайди. Бундай шаклда улар қурғоқчиликка бардошли тура олади. Сув пайдо бўлиши биланоқ спора кўпайишни бошлайди. Атмосферада ҳам микроблар сув йўқлиги учун яшай олмайди, лекин ҳавода споралар учиб юради. Музликларда ҳам микроблар ўз вақти-соатини пойлаб ётади. Ерда мутлақ стерил жойлар жуда-жуда кам. – Спора нима ўзи? У қандай қилиб мураккаб шароитларда яшай олади? – Спора – табиатнинг ажойиб ихтироси. У жуда қалин деворга эга бўлган мини-ҳужайра десак бўлади. У жуда ҳам сувсизланган. Спорада барча жараёнлар тўхтаган ва ҳужайра тинч ҳолатда туради. Споралар юқори ҳарорат, қурғоқчилик, озуқа йўқлиги сингари ҳолатларга чидай олади. Шароит яхшиланиши билан улар кўпая бошлайди. Спорали бактериялар жуда кўп ва бу стерилизация жараёни учун катта муаммо туғдиради. Чунки уларнинг айрим турлари 120 даража ҳароратга ҳам бардош бера олади. Ҳамма бактериялар ҳам спора ҳосил қила олмайди. Масалан, ядросиз организмларнинг катта гуруҳини ташкил қилувчи архейлар спора ҳосил қилолмайди. Экстремофил бактериялар ҳам спора ҳосил қилмайди. Улар шундоқ ҳам юқори ҳароратларда ўзини жуда яхши ҳис қилади. – Яна қандай микроорганизмлар экстремофилларга киради? – Гипертермофиллар – 80 даражадан баланд бўлган ҳароратларда ҳам яшаб, кўпая оладиган организмлардир. Бу юқори ҳароратларда яшашга мослашган алоҳида гуруҳдир. Асидофиллар кислотавий муҳитда ҳам яшайверади. Галофиллар эса тузларнинг концентрацияси жуда юқори бўлган муҳитда ҳам, ҳаттоки 30 фоизли намакобда ҳам яшайди. Алкалофиллар pH кўрсаткичи катта бўлган ишқорий муҳитда кўпая олади. Ерда бундай экстремал муҳитлар мавжуд: қайноқ булоқлар, тузли кўлмаклар, ишқорли кўллар. Ўша ерларда ҳам микроблар ҳаёти барқ урмоқда. – Қандай қилиб микроблар экстремал ҳароратларда ва катта концентрацияли тузларда ҳам ўзини бемалол ҳис қилади? – Улар шунга мослашган. Экстремофилларнинг оқсиллари юқори ҳароратга чидамли бўлади. Мисол келтираман: тухумни қайнацак, унинг оқсили қотиб қолади. У ўз конформациясини ўзгартирди. Экстремофилларга эса ўз функциясини бажаришда давом этиш, масалан, ферментатив функцияни давом эттириш учун конформациясини сақлаб туриш жуда муҳим. 70 йилларда америкалик тадқиқотчи Томас Брок Еллоустоун қайнар булоқларида юқори ҳароратларда яшаб ўсадиган микробларни аниқлаган эди. Шундай 100 даражадан баланд ҳароратда ҳам ўсадиган микроблар 1953 йилда Камчаткадаги қайноқ булоқлардан ҳам топилган. Термофил микроорганизмларни ўрганиш ХХ асрнинг охирги йилларида бошланди. Кейин эса сувости вулқонларида янада катта ҳароратда яшайдиган микроблар аниқланди. Бир вақтнинг ўзида оқсиллар кимёси билан шуғулланувчи ёндош фанлар мутахассислари ушбу микроорганизмларнинг оқсил таркибини тадқиқ қила бошлади ва уларнинг нега бу қадар бардошли эканини ўрганишга киришди. – Бундай организмлар нима билан озиқланади? – Бошқа микроблар нима билан бўлса, булар ҳам шу билан: улар органик моддаларни истеъмол қилади ва кислороддан оксидловчи сифатида фойдаланади. Бундан ташқари, вулқонларда яшайдиган экстремофиллар ноорганик моддаларнинг энергиясидан ҳам фойдалана олади, уларга оксидловчи сифатида нафақат кислород, балки бошқа оксидловчи бирикмалар ҳам кетаверади. Бундай микроблар масалан, водороддан энергия манбайи сифатида фойдалана олади. Оксидловчи сифатида эса олтингугуртдан фойдаланиб, уларнинг нафас чиқариш маҳсулоти сифатида сероводород пайдо бўлади. – Биз юқори ҳарорат, кислотавий ва тузли муҳитда ҳам яшайдиган бактериялар ҳақида гаплашдик. Радиацияга ҳам бардошли микроблар борми? – Ҳа, бор. Бундайлардан энг таниқлиси Deinococcus radiodurans номли микроб. Гипертермофил архейлар ҳам анчайин катта радиацияга чидай олади. Бу уларда зарарланган ДНКни тиклай олиш билан боғлиқ ўзига хос механизмларнинг мавжудлиги билан изоҳланади. Deinococcus radiodurans. Фото: wикипедиа.cомонс Одам микробиоми – Касаллик қўзғатадиган «ёмон» микроблар мавжуд. Шунингдек, биз билан биргаликда тадрижий ривожланган ва бизнинг организмимизга ёрдам берадиган «яхши» микроблар ҳам бор. Айрим микроблар бетарафлик ҳолатида яшайди. Лекин биз антибиотиклар ва гигиена воситаларини қўллаш орқали микробларнинг хилма-хиллигини қисқартирамиз. Оқибатда, аллергия ва аутоиммун касалликлар келиб чиқади. Хўш, бу балансни бузиш ва фақат ёмон микробларга нисбатан танлаб таъсир қилиш орқали яхшиларни сақлаб қолиш мумкинми? – Охирги ўн йилликда биз шуни тушундикки, аллергия бу – одамда ёшликдан чиниқтирилмаган ва ёт микробларга дуч келмаган иммун тизимининг панд бериши экан. Сиз айтган бетараф микроорганизмлар ҳам аслида ёт микробларга бизнинг тери ва ичагимизга кириб ўрнашишга йўл қўймаслик вазифасини бажаради. Бироқ бу борада ҳам ҳали аниқланмаган жиҳатлар бисёр. Мен бу борада бир илмий мақола ўқигандим. Олимлар одам ичаги микробиомини таҳлил қилиб, ундан ҳаммада учрайдиган асосий, марказий гуруҳ микроорганизмларини ажратиб олишга уринган. Лекин, бундай микроорганизмлар йўқ. Фақат шундай микроорганизмлар бор эканки, улар кўплаб одамларда учрайди. Шу билан бирга микроблар хилма-хиллиги одам умри давомида жуда кўп ўзгаришларга йўлиқади. У қандай антибиотиклар қабул қилингани, қандай касалликлар бўлгани, турмуш тарзи ва ҳоказоларга боғлиқ бўлади. Шунга қарамай соғлом организмда мавжуд бўладиган микроблар гуруҳлари доимий қолади. Хусусан, бундай микробларга лактобактериялар ҳамда лактобациллалар киради. Улар пробиотиклар ҳам дейилади. Одам танасида яшайдиган микроорганизмларнинг яна катта қисми терида ва оғиз бўшлиғида бўлади. Ташқи муҳит билан контактда бўладиган ҳамма жойда, айниқса, ичакда ва бутун ҳазм системасида жуда кўплаб микроорганизмлар, жумладан, патогенлар ҳам яшайди. Шароитнинг ўзгариши, масалан, стресс, иммун тизимининг сусайиши сингарилари туфайли ушбу микроорганизмлар касаллик қўзғатиши мумкин. Одатда, улар тушовланган бўлади, лекин организм уларга қарши курашишни тўхтаца, булар яшнай бошлайди ва инфекция келтириб чиқаради. Яна бир муҳим жиҳат: ҳар бир одамнинг ўз микоорганизмлари бўлади. Бир одам учун улар одатий бўлса, бошқалар учун бу зарарли бўлиши мумкин, айниқса, болалар учун. Шу сабабли гигиена қоидаларига амал қилиш жуда муҳим. Космосдаги бактериялар – Айтайлик, Марсда, Титанда ёки Энселадда ҳақиқатан ҳам микроблар мавжуд. Бундай микроорганизмлар қай кўринишда бўлиши мумкин? Улар нима билан озиқланади? Бундай шароитларда қандай яшайди? – Тўғрисини айтсам, мен ўзга сайёраларда микроорганизмлар йўқ бўлса керак деб ўйлайман. Агар мабодо улар бор бўлса ҳам, микробларга суюқ сув зарур бўлади. Иккинчидан, уларга энергия манбайи, масалан, водород зарур. Учинчидан, оксидловчи керак. Эҳтимол, CO2, чунки у ҳамма жойда бор. Менимча, Марсда биоген метан топишганди. Агар у ердан микроорганизмларни аниқлашса лол қолган бўлар эдим. Фото: Google Photos Ҳаёт жуда мураккаб жараён ва у ҳамма жойда бир вақтда ривожланган бўлишига ишониш қийин. Агар қаердадир ҳаёт шаклига, айниқса, ердаги сингари кўринишдаги ҳаёт шаклига дуч келинса, унда катта эҳтимол билан микроорганизмлар қаердандир у ерга учиб бориб қолган бўлса керак дейишим мумкин. Ёки бизга ўша ёқлардан келиб қолган ёки биздан у ёққа борган, эҳтимол метеоритлар орқали етиб борган дейиш мумкин. – Бирор сайёрада метан ўзгаришларини аниқлашгани ҳақидаги янгиликларни ўқиш жуда қизиқ. Ва дарҳол у ерда ҳаёт бордир, дейишади. – Ҳа, бу қизиқ. Одамлар ўзга сайёраларда яшовчи тирик мавжудотларнинг, ҳеч бўлмаса, микробларнинг топилишини истайди. – Микроорганизмлар космосда яшай оладими? – Ҳа, яшай олади. Ҳамкасбларим тажриба қилиб кўрган. Космик кема ташқи тарафига, шартли айтадиган бўлсак, тош боғлаб қўйишган. Ундаги тирқичларда микроблар мавжуд бўлган. У учиб, атмосферанинг зич қатламларидан, юқори ҳароратли жойлардан ўтиб, кейин яна ерга қайтган. Албатта, бундай космик парвоздан кейин ўша тош тирқичидаги микробларнинг фақат бир тури яшаб қолган. Лекин шу бўлса ҳам яшаб қолдику! Бу ҳам бўлса микроорганизмлар, метеоритларга ўрнашган ҳолда коинот орқали учиб саёҳат қилиб, ерга етиб кела олишига исботдир. Бактерияларнинг амалий қўлланиши – Экстремофилларни ўрганишдан одамга фойда борми ёки бу фақат илмий нуқтаи назардан қизиқ холосми? – Микроорганизмларнинг юқори ҳароратларга чидамлилигидан биотехнологияларда ва саноат ишлаб чиқаришларида фойдаланилади. Масалан, Thermus aquaticus бактериясининг термик бардошли ДНК-боғланишли полимеразаси юқори ҳароратларда рўй берадиган полимераз занжир реакциясини амалга оширади. Ҳозирда бактерия ферментлари, шунингдек, инфексион касалликларнинг қўзғатувчисини аниқлашда ҳам ишлатилади. Бундай таҳлилни исталган поликлиникада ўтказиш мумкин. Яна бир термобарқарор фермент – ксиланаза – қоғозни оқартириш учун ишлатилади. Бу кимёвий ишлов бериш технологиясига муқобил, лекин экологик жиҳатдан бехатарроқ бўлган технологиядир. Экстремофил микроорганизмлардан олинадиган ферментлар қўлланадиган яна кўплаб соҳалар бор. Масалан, термобарқарор кератиназа қуш патини чиритади. Уни паррандачилик саноатида чиқитларни тезроқ йўқ қилиш учун ишлатиш мумкин. Ва албатта, фундаментал илмий қизиқиш доимо мавжуд. Келажакда нима сенга асқотишини ҳеч қачон олдиндан билмайсан. – Илмий фаолиятингиз мобайнида қайси бактерия сизни энг кўп ҳайратга солди? – Бу яқиндагина содир бўлди. Бу микроорганизмни ўрганиш билан ҳамкасабам шуғулланган. У геолог эди. Бактерия ишқорий муҳитда яшайди ва уни содали кўлдан топилди. Микроорганизмни ацетат (цирка) мавжуд муҳитда ҳамда темир оксиди мавжуд шароитда ўстириб кўрилди. Бу бактерия ацетатдан энергетик манба сифатида ва темир оксидидан оксидловчи сифатида фойдаланиб бемалол яшаб кетди. Энг қизиғи, ушбу бактерия жараённи тескарисига ҳам бажара олиши аниқлангани бўлди. У икки валентли темир учун валентлигача оксидлаб бера оларкан. Бу жараёнда олинган электронлар эса углекислота молекуласига йўналтирилиб, ундан ацетат ҳосил қилади. Бу бактерия шароитдан келиб чиқиб икки хил йўналишда ишлай олади. Олимлар ацетат миқдори камайиш ўрнига кўпаяётганини кўриб буни пайқаб қолди. Геоалкалибаcтер феррйҳйдритиcус номли бу бактерия қадимги ер шароитида ва Марсда яшаган бўлиши эҳтимоли мавжуд ажойиб номзоддир. Оксидланган темир ва углекислота ҳамма жойда мавжуд. Бу бактерия учун эса бошқа нарса керак ҳам эмас. У ноорганик темир минерали ва углекислотадан органик моддаларни ҳосил қилиб бера олади. Бу органик моддалардан эса бошқа микроорганизмлар фойдаланиши мумкин. Натижада, бутун бошли микроблар жамияти шаклланади. Шу тариқа кўз ўнгимда ажойиб бир кашфиёт бўлди. У қадимги ер ва эҳтимол бошқа сайёраларда юз берган жараёнларни изоҳлашга ёрдам бериши мумкин.