Гүн тэнгисийн анагаах ухааны эх үүсвэр болох боломж
Дэлхийн гадаргуугийн гуравны хоёроос илүү хувийг далай эзэлдэг ч хачирхалтай нь түүний ихэнх хэсэг, ялангуяа гүн далайн ус нь бараг судлагдаагүй хэвээр байна. Хэдэн зуу, мянган метрийн гүнд харанхуй, өндөр даралт, нам температур, хамгийн бага шим тэжээлийн ертөнц оршдог. Эдгээр эрс тэс нөхцөл байдал нь гүн далайн организмуудыг өвөрмөц аргаар дасан зохицоход хүргэдэг. Эдгээр дасан зохицолт нь ихэвчлэн амьд үлдэх, өрсөлдөх, хүрээлэн буй орчинтойгоо харилцан үйлчлэхийн тулд тусгай химийн нэгдлүүдийг үйлдвэрлэхтэй холбоотой байдаг. Тийм ч учраас гүн далайн ус эрдэмтдийн анхаарлыг улам бүр татаж байна: гүн далайн организмуудын үйлдвэрлэсэн био идэвхт нэгдлүүд нь янз бүрийн өвчний шинэ эм бэлдмэлийг бий болгох боломжтой юм.
Яагаад гүний тэнгис хар тамхи илрүүлэхэд ирээдүйтэй вэ?
Орчин үеийн эмийн нээлт нь амьд организмын үйлдвэрлэсэн нэгдлүүд болох "байгалийн бүтээгдэхүүн"-ээс ихээхэн хамаардаг. Олон антибиотик, хорт хавдрын эсрэг болон үрэвслийн эсрэг эмүүд нь хуурай газар, голчлон ургамал, хөрсний бичил биетнээс байгалийн гаралтай нэгдлүүдийг нээснээс үүссэн. Гэсэн хэдий ч хуурай газрын биотагийн судалгааны урт түүх нь үнэхээр шинэ молекулуудыг нээх боломжийг бууруулсан. Үүний эсрэгээр гүн тэнгис нь биологийн олон янз байдлын харьцангуй хөндөгдөөгүй "талбар" юм.
Далайн гүний организмууд гадаргуу дээрх даралтаас хэдэн зуун дахин их гидростатик даралттай тулгардаг. Тэд мөн нарны гэрэлгүйгээр амьдардаг тул тэдний хоол хүнсний гинж болон амьд үлдэх стратеги өөр өөр байдаг. Ийм нөхцөлд олон организм махчин амьтдыг зайлуулах, өрсөлдөгчдийг айлгах, халдвартай тэмцэх, эсвэл харилцахын тулд химийн нэгдлүүдийг "зэвсэг" эсвэл "бамбай" болгон ашигладаг. Эдгээр нэгдлүүд нь ер бусын химийн бүтэцтэй байж болох бөгөөд энэ нь эмийн үйлчлэх шинэ механизмыг бий болгох боломжийг нээж өгдөг - жишээлбэл, антибиотикт тэсвэртэй бактери эсвэл эмчлэхэд хэцүү хорт хавдрын эсийн эсрэг.
Биологийн идэвхт нэгдлүүдийн эх үүсвэрүүд: Микробоос сээр нуруугүй амьтад хүртэл
Далайн гүнд бичил биетүүд (далайн бактери ба мөөгөнцөр), хөвөн, шүр, анемон, нялцгай биетэн, эхинодермээс эхлээд далайн гүний загас хүртэл олон төрлийн организм амьдардаг. Эмийн нээлтэд далайн бичил биетүүд маш их сонирхолтой байдаг, учир нь тэд ихэвчлэн хоёрдогч метаболит буюу өсөлттэй шууд холбоогүй боловч амьд үлдэх, экологийн харилцан үйлчлэлд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг нэгдлүүдийн анхдагч үйлдвэрлэгчид байдаг.
Жишээлбэл, далайн хөвөнг далайн "химийн үйлдвэрүүд" гэж нэрлэдэг. Хөвөнтэй анх холбоотой байсан олон нэгдлүүдийг үнэндээ эд эсэд нь амьдардаг бичил биетний симбионтууд үүсгэдэг. Далайн гүнд хөвөн болон тэдгээрийн бичил биетний бүлгэмдэл хязгаарлагдмал хоол хүнстэй орчинд амьдрах ёстой тул бактерийн эсрэг эсвэл мөөгөнцрийн эсрэг нэгдлүүдийг үйлдвэрлэх нь хязгаарлагдмал амьдрах орон зайг хадгалах стратеги байж болох юм.
Хөвөнгөөс гадна гидротермаль нүхний эргэн тойрон дахь организмууд нь бас гайхалтай нөөц юм. Эдгээр газруудад эрдэс бодисоор баялаг халуун ус дэлхийн царцдасаас дээшлэн гарч, өвөрмөц экосистемийг бий болгодог. Химосинтезийн бичил биетүүд нь устөрөгчийн сульфид зэрэг химийн бодисуудыг энерги болгон хувиргаж, нарны гэрэлд найдахгүй хүнсний гинжин хэлхээний үндэс суурийг бүрдүүлдэг. Тэнд амьдардаг организмууд - аварга том хоолойт өт, хясаа, сам хорхой зэрэг - ихэвчлэн бичил биетүүдтэй симбиотик харилцаа үүсгэдэг бөгөөд эдгээр харилцан үйлчлэл нь өвөрмөц био идэвхт нэгдлүүдийг бий болгодог.
Хөгжиж буй эмнэлгийн хэрэглээний жишээнүүд
Далайн (гүн далайн орно) нөөц бололцоо нь батлагдсан эм болон одоогоор туршиж буй эмийн нэр дэвшигчдийн аль алиных нь тусламжтайгаар эмийн ертөнцөд чухал хувь нэмэр оруулсан. Эдгээр нь бүгд гүн далайн эх үүсвэр биш ч гэсэн судалгааны чиг хандлагаас харахад улам олон шинэ нээлтүүд далайн илүү туйлын амьдрах орчныг илтгэж байна.
Далайн организмын нэгдлүүдийг ихэвчлэн дараах зорилгоор судалдаг.
1. Хорт хавдрын эсрэг
Хорт хавдрын эсүүд хурдан хуваагдах чадвартай бөгөөд ихэвчлэн програмчлагдсан эсийн үхлээс зайлсхийх чадвартай байдаг. Далайн олон нэгдлүүд нь эсийн хуваагдлыг дарангуйлах, микротубул үүсэхийг тасалдуулах эсвэл апоптозыг өдөөх замаар ажилладаг. Тэдгээрийн өвөрмөц химийн бүтэц нь тэсвэртэй хорт хавдрын эсрэг шинэ зорилтот буюу үр дүнтэй эм боловсруулах боломжийг олгодог.
2. Антибиотик ба нянгийн эсрэг эмүүд
Антибиотикт тэсвэртэй байдлын хямрал нь шинэ антибиотик хайх ажлыг маш яаралтай болгож байна. Бичил биетний хүчтэй өрсөлдөөн, олон янзын хүрээлэн буй орчны нөхцөлтэй гүний тэнгис нь хуурай газарт өргөн тархаагүй механизмыг ашиглан нянгийн эсрэг бодис үйлдвэрлэж чаддаг.
3. Үрэвслийн эсрэг ба дархлаа дарангуйлах үйлчилгээтэй
Архаг үрэвсэл нь аутоиммунаас эхлээд дегенератив өвчин хүртэл олон өвчинтэй холбоотой байдаг. Далайн био идэвхт нэгдлүүд нь тодорхой үрэвслийн замд нөлөөлж, илүү өвөрмөц эмчилгээ хийх боломжтой.
4. Антивирус
Хэд хэдэн далайн нэгдлүүд нь вирусын репликацийг дарангуйлдаг эсвэл вирусын эсэд нэвтрэхэд саад учруулдаг болох нь батлагдсан. Дэгдэлт гарах аюул нэмэгдэж, шинэ вирус гарч ирэхийн хэрээр далайн эх үүсвэрээс вирусын эсрэг эм боловсруулах нь судалгааны улам бүр нэмэгдэж буй чиглэл болж байна.
5. Мэдрэлийн өвчний эм
Мэдрэлийн систем нь маш нарийн төвөгтэй бөгөөд мэдрэмтгий байдаг. Рецептор эсвэл ионы сувгийг сонгомол байдлаар өөрчлөх чадвартай молекулууд нь маш үнэ цэнэтэй байдаг. Далайн организмын зарим хорт бодис эсвэл хамгаалалтын нэгдлүүдийг архаг өвдөлт эсвэл мэдрэлийн эмгэгийн үед хэрэглэх эмийн нэр дэвшигч болгон өөрчилж болно.
Далайн гүнд мансууруулах бодис хайх, хөгжүүлэхэд тулгарч буй бэрхшээлүүд
Далайн гүнийг мансууруулах бодисын эх үүсвэр болгон ашиглах нь ирээдүйтэй боловч хүндрэлтэй байдаг. Гол бэрхшээлүүд нь хүртээмж болон технологи юм. Хэдэн мянган метрийн гүнд дээж авахад судалгааны хөлөг онгоц, усан доорх тээврийн хэрэгсэл (ROV/AUV), үнэтэй тусгай тоног төхөөрөмж шаардлагатай. Цаашилбал, организмыг гэмтээх эсвэл зорилтот нэгдлүүдийг алдахаас зайлсхийхийн тулд дээжийг болгоомжтой харьцах ёстой.
Дараагийн бэрхшээл бол материалын хүртээмж юм. Олон далайн организмууд маш бага хэмжээгээр нэгдлүүдийг үүсгэдэг. Хэрэв нэгдэл үр дүнтэй болох нь батлагдвал экосистемд хор хөнөөл учруулахгүйгээр үүнийг олноор үйлдвэрлэх арга зам хэрэгтэй. Боловсруулж буй шийдлүүдэд химийн синтез, хагас синтез, организмын тариалалт, эсвэл нэгдэл үүсгэдэг генийг амархан өсгөвөрлөх боломжтой эзэн рүү шилжүүлэх замаар бичил биетний генетикийн инженерчлэл (биосинтез)-ээр дамжуулан үйлдвэрлэх зэрэг орно.
Цаашилбал, эмийн боловсруулалтын үйл явц нь урт хугацаа шаарддаг: нэгдлүүдийг тодорхойлох, биологийн идэвхжилийн шинжилгээ, хоруу чанарыг тодорхойлох, бүтцийг оновчлох, клиникээс өмнөх туршилт, клиник туршилт, лиценз авах. Эмийн олон нэр дэвшигчид гаж нөлөө эсвэл хүнд үзүүлэх үр дүнгүй байдлаас болж дундаас нь бүтэлгүйтдэг. Тиймээс далайн биологичид, органик химич, эм зүйчид болон эмийн үйлдвэрлэлийн салбарын хамтын ажиллагаа маш чухал юм.
Ёс зүй ба хамгааллын талууд
Далайн гүний хайгуул хийхдээ ёс зүйн болон тогтвортой байдлыг харгалзан үзэх ёстой. Далайн гүний экосистемүүд ихэвчлэн удаан ургадаг бөгөөд эмзэг байдаг - зарим гүний далайн шүрэн нийгэмлэгүүд хэдэн зуун жилийн настай байж болно. Далайн ёроолын уурхайн олборлолт зэрэг өргөн хүрээтэй дээж авах эсвэл үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагаа нь бүрэн ойлгогдоогүй амьдрах орчныг сүйтгэх эрсдэлтэй.
Хариуцлагатай биологийн хайгуулын зарчмууд нь нөлөөллийг багасгах, ил тод байдал, тэгш эрхтэйгээр ашиг тусыг хуваалцахыг онцолдог. Далайн биологийн олон янз байдалд дэлхий нийтийн анхаарал улам бүр нэмэгдэж байгаатай холбогдуулан хайгуул нь хортой мөлжлөгийн хэлбэр болохгүй байхын тулд олон улсын дүрэм журам хөгжиж байна.
Орчин үеийн технологийн үүрэг: Метагеномик ба хиймэл оюун ухаан
Технологийн дэвшил нь далайн гүнээс мансууруулах бодис хайх ажлыг хурдасгаж байна. Метагеномик нь судлаачдад бичил биетний бүлгэмдлийн генетикийн материалыг лабораторид бүгдийг нь өсгөвөрлөхгүйгээр судлах боломжийг олгодог. Олон далайн бичил биетнийг өсгөвөрлөхөд хэцүү тул энэ арга нь өмнө нь нуугдаж байсан "нийлмэл үйлдвэр"-д нэвтрэх боломжийг нээж өгч байна.
Үүний зэрэгцээ хиймэл оюун ухаан (AI) болон тооцооллын хими нь нэгдлийн бүтцийг урьдчилан таамаглах, биологийн идэвхжилийн боломжит түвшинг үнэлэх, эмийн нэр дэвшигчдийг илрүүлэх үйл явцыг хурдасгахад тусалж байна. Робот техник, геномын өгөгдөл, молекулын загварчлалын хослол нь далайн гүний хайгуулыг илүү үр ашигтай, зорилтот болгож байна.
Дүгнэлт
Далайн гүн нь ирээдүйн эмийн эх үүсвэр болох асар их боломжтой. Өвөрмөц организмыг бүрдүүлдэг эрс тэс орчин нь хуурай газрын эх үүсвэрээс ялгаатай бүтэц, үйлчлэх механизмтай биологийн идэвхт нэгдлүүдийг үүсгэдэг. Энэхүү боломж нь хорт хавдрын эсрэг, нянгийн эсрэг, үрэвслийн эсрэг, вирусын эсрэг, тэр ч байтугай мэдрэлийн өвчний эмчилгээг хөгжүүлэхэд хүртэл үргэлжилдэг. Гэсэн хэдий ч анагаах ухаанд ашиглах зам нь бэрхшээлгүй биш юм: хүртээмж муутай, томоохон хэмжээний нэгдлүүдийн үйлдвэрлэл, урт хугацааны клиник туршилтууд, далайн гүний экосистемийг хадгалах хэрэгцээ.
Метагеномик, биосинтетик инженерчлэл, хиймэл оюун ухаан зэрэг технологийн дэмжлэгтэйгээр далайн гүнээс мансууруулах бодис нээх боломж улам бүр нээлттэй болж байна. Ирээдүйд амжилтыг зөвхөн нээгдсэн шинэ эмийн тоогоор төдийгүй хүн төрөлхтний шинжлэх ухааны судалгаа, хамгааллын хоорондын тэнцвэрийг хадгалах чадвараар хэмжих болно. Далайн гүн нь зөвхөн газрын доорх нууцлаг бүс нутаг төдийгүй дэлхийн эрүүл мэндийн сорилтуудыг шийдвэрлэхэд тусалж чадах асар том химийн номын сан юм - хэрэв бид үүнийг ухаалгаар хамгаалж чадвал.
