Maqolaning 1-qismini bu yerda o‘qing → sinaps.uz/maqola/12702

Bular — o‘zimizniki

Ammo iHART ma’lumotlaridagi barcha mikrob DNK bo‘laklarini to‘g‘ridan to‘g‘ri plastinalar bilan bog‘lash xato bo‘ladi. Qanday qilib ular ma’lumotlar bazasiga kirib qolgan bo‘lishi mumkin? Balki ular donorlarning qoni bilan birga namunaga kirib kelgandir…

Inson tanasining ko‘p joylarida mikrobioma mavjud. Bakteriyalar ichak, ko‘z va jinsiy a’zolarda yashaydi. Ammo qon boshqa masala. U har doim steril deb hisoblangan (hech bo‘lmaganda sog‘lom odamda shunday). Ammo bugungi kunda ko‘plab olimlar bu borada bahslashishga tayyor.

1969-yilda italiyalik olimlar mikroskop ostida qon bakteriyalariga o‘xshash narsani payqab qoladi, ammo keyin bu shunchaki qon hujayralaridan ajratilgan membrana pufakchalari ekani ma’lum bo‘ladi. Daniyaliklar esa qon namunalaridan mikrobial muhit yetishtirdi. Janubiy afrikalik tadqiqotchilar gap bakteriyalarning xususiyatlarida emas, balki parvarishlash mahoratida ekanini ta’kidladi. Ehtimol, bakteriyalar tasodifan qonga kirib qolib, u yerda yashay olmasa-da, laboratoriyadagi yaxshi tanlangan muhit tufayli o‘sar…

Keyinroq sekvenatorlar laboratoriyalarga olib kelinganida, olimlar qonda bakterial DNK va RNK izlarini qidira boshladi va topishga muvaffaq bo‘ldi. Ba’zilar nihoyat qon mikrobiomini kashf etganini e’lon qilgan bo‘lsa, boshqalari bu topilmalarni tajriba o‘tkazuvchilarning “no‘noq qo‘li” bilan bog‘ladi.

Siz tasodifiy “mehmonlar” bilan emas, balki qonning “asl egalari” bilan muomala qilayotganingizni isbotlash juda qiyin ish. Ushbu “egalarning” o‘zi, agar ular mavjud bo‘lsa ham, juda kichik bo‘lgani tufayli (aks holda biz ularni ancha oldin, oddiy so‘lak tarkibida payqagan bo‘lardik) ularning namunalardagi DNK miqdori juda past bo‘lishi kerak. Namunadagi DNK qancha kam bo‘lsa, biz uni izlash va sinovdan o‘tkazish usullarining sezgirlik chegarasiga shunchalik yaqin bo‘lamiz va xato qilishimiz osonroq bo‘ladi. Shu tufayli raqiblarni qon mikrobiomasi mavjudligiga ishontirish uchun barcha mumkin bo‘lgan nazorat vositalarini to‘plash kerak bo‘ladi (masalan, barcha reagentlarni alohida-alohida tartiblab olish kerak). Ko‘pchilik tadqiqotchilar bunday yondashuv bilan maqtana olmaydi.

Bundan tashqari, qo‘shni to‘qimalar ham ifloslanish manbasi bo‘lishi mumkin, masalan, tomirga kiritiladigan igna yo‘lidagi va turli mikroblar yashaydigan teri. Vaqti-vaqti bilan devorlari orqali alohida bakteriyalar kirib borishida ichaklar ham manba vazifasini bajarishi mumkin. Unda qon oqimini bakteriyalar manbasi sifatida qabul qilish kerakmi yoki yo‘qmi, aniq emas. Yaqinda o‘tkazilgan (hali ko‘rib chiqilmagan) tadqiqotda ma’lum bo‘ldiki, qonda bakteriyalar topilganda, ular umumiy yadroga ega, yaxshi o‘rnashib olgan jamoa emas, har safar turli xil turlar to‘plami bo‘lib chiqdi. Boshqa barcha inson mikrobiomalarida ham shunday holat takrorlandi.

Bularning barchasini hisobga olgan holda, Stenford olimlari iHART ma’lumotlar bazasidagi iflosliklarni qon bakteriyalari izi deb hisoblamaslikka qaror qildi. Bundan tashqari, ular inson namunalarida DNK parchalari topilgan bakteriya turlari ko‘proq suv yoki og‘iz bo‘shlig‘ida yashashi, qonning doimiy “aholisi” maqomiga ega bo‘lganlarga umuman o‘xshamasligini ta’kidladi.

Biz xato qildik

Shundan keyin Stenford tadqiqotchilarida uchinchi fikr paydo bo‘ldi. Ular mikrob genomlarining ba’zi qismlari namuna olingan odamning jinsi bilan shubhali darajada yaxshi bog‘langanini payqab qoldi. Bakterial DNKning 77 647 qisqa (har biri yuztadan nukleotid) bo‘laklari erkak jinsiga tegishli namunalarda ko‘proq uchragan.

Ba’zi bakteriyalar jinsga bog‘liq ravishda autizmga hamroh bo‘ladi deya xulosa qilish mumkin edi. Ammo olimlar bu mikrob bo‘laklari irsiyat orqali meros bo‘lib o‘tishini payqab qoldi. Bir oilada bakterial DNKlar asosan ota-o‘g‘il yoki ona-qiz juftligida bir-biriga mos kelgan, ammo aksinchasi yuz bermagan, ya’ni ota va qizlarda (shuningdek, ona va o‘g‘illarda) ular kamdan kam hollarda kesishgan. Bu tadqiqotchilar uchun g‘ayrioddiy tuyuldi. Agar mikroblar bir oilada yashasa, ular jinsdan qat’iy nazar a’zolari orasida tarqalgan bo‘lishi kerak.

Shunday qilib, olimlar DNKning bunday shubhali bo‘laklari reaktivlardagi iflosliklar yoki qon bakteriyalari emas, balki jins bilan bog‘liq bo‘lgan inson DNK bo‘laklari degan fikrga keldi. Jinsga tegishli xromosomalarning bo‘laklari negadir bakterial DNKga o‘xshab ko‘rinardi.

Endi nima noto‘g‘ri ketganini va nima uchun inson DNKsi bakterial DNK bilan adashtirilganini tushuntirish kerak bo‘ladi, axir bu 78 mingta bo‘lak haqiqiy bakteriyalarning referens genomlari qismlariga mos kelgandi-da.

Bunday holatlar avval ham sodir bo‘lgan. Olimlar bakteriyalar genomi ketma-ketligini aniqlaganda, ularda ham bakteriyalar manbasining genetik materiali o‘zining DNKlari bilan ifloslanish xavfi tug‘ilardi. Shuning uchun bakterial genomlarda begona fragmentlar bir necha marta topilgan. Misol uchun, 2014-yilda gonoreya qo‘zg‘atuvchisi genomida qo‘y va sigir DNKsi topilgan. 2011-yilda esa 492 tur, jumladan, amfibiya, qurt, zebrabaliq va makkajo‘xori ketma-ketligida inson genomidagi Alu-qaytariqlarning bo‘laklari topilgan. Demak, inson Y xromosoma bo‘laklari bakterial genomlar orasida ham topilishi mumkin ekan. Bo‘laklar ular bilan ishlagan biolog yoki bemorlardan yoxud boshqa birovdan meros bo‘lib qolgan bo‘lishi mumkin.

Stenford olimlari o‘zining taxminlarini tasdiqlay olmadi, chunki inson genomi hali to‘liq o‘rganilmagan edi. Garchi u 20 yildan ortiq vaqt davomida shifrlangan deb hisoblansa-da, unda ko‘plab oq nuqtalar qolgan (bu haqda ko‘proq bilib olish uchun “Inson genomi: yigirma yildan keyin” maqolasini o‘qing). Stenford guruhi kontaminom bo‘yicha o‘z tahlillarini bayon etganida, ularning ixtiyorida inson DNKsi to‘liq ma’lumotnomasi yo‘q edi. Shuningdek, shubhali ketma-ketliklarni solishtirish mumkin bo‘lgan Y xromosomasini o‘rganish ham “teshiklarga” to‘la edi.

Oqibatda ular faqat taxmin qilishi mumkin edi va shunday qildi ham. Ulardan oldingilar bakteriyalar genomlarining referenslarini yig‘ganda, ma’lumotlardagi kerakli ketma-ketliklarni keraksizlardan ajratishiga to‘g‘ri keldi. Misol uchun, tasodifan namunaga tushib qolgan inson DNKsini boshqalardan ajratish kerak bo‘lganidek. Ularni filtrlash uchun olingan barcha ketma-ketliklar mos ravishda inson genomiga taqqoslab tekshirildi, mos kelganlari olib tashlandi va qolganlari bakterial genom deb hisoblandi. Ammo referens to‘liq bo‘lmagani tufayli inson DNKsining ayrim bo‘limlari ularga mos kelmagan va shu bo‘laklar bakterial deya qayd etilgan. Endilikda bu ketma-ketliklar inson namunalaridan chiqa boshlagach, ular bakteriya izlari bilan yanglishtirilmoqda.

Stenford olimlarining maqolasi nashr qilish uchun qabul qilingandan so‘ng to‘liq o‘lchamli va oq dog‘larsiz inson genomi referensining yangi versiyasi paydo bo‘lgan edi (bu haqda batafsilroq “Genom markaziga sayohat” maqolasida berilgan). Shuning uchun Jons Hopkins universiteti olimlari undan foydalanishga muvaffaq bo‘ldi. Xuddi shu yerda gonoreya qo‘zg‘atuvchisining genomida sigir va qo‘y, keyin esa odam genomi izlarini topgandi. Tadqiqotchilar iHART ma’lumotlar bazasidagi barcha shubhali 77 647 ta DNK bo‘lagini Y xromosomasining to‘liq versiyasiga taqqoslab ko‘rdi va 73 691 ta bo‘lak ularga mos kelishini aniqladi. Shunday qilib, autizm kasalligi bor oilalarda bir jinsdagi odamlarga bir-biridan o‘tadigan shubhali bakterial DNK aslida ham inson jinsiy xromosomalarining bir qismi bo‘lib chiqdi.

Olimlar inson namunalari bakteriyalar bilan qanchalik kuchli zararlanganini baholashga urinib, buning aksini – odamning o‘zi simbiontlarning genomlariga qanchalik kirib borganini kashf qildi. Tadqiqotchilar bunday ifloslanishni, an’anaviy eksperimental ifloslanishdan farqli o‘laroq, raqamli ifloslanish deb atadi. Ular quyidagicha eslatma beradi: o‘z namunalarini mikroblardan qutqarishni o‘rganganlar endilikda mikroblar himoyasiga tayyor turishi kerak. Ular mikroblarning genomlarini “yuvishi”, bakteriyalarni inson izi va iflosliklardan himoya qilish uchun yangi ehtiyot choralarni ishlab chiqishi zarur.

​​Muallif: Polina Loseva.Ushbu maqola nplus1.ru saytidagi “Наследили тут. Поучительная история о том, как неизвестные паразиты испортили данные в генетической базе ” nomli maqolaning tarjimasi.
Muqova surat: nplus1.ru