O'tgan 20 yil ichida olimlar okeandan to'plangan mikrobial genomlar miqdorini sezilarli darajada oshirdilar, bu antibiotik tanqisligi, plastik ifloslanish echimlari va genomni tahrirlash kabi asosiy muammolarni hal qilishga yordam beradi. Biroq, mikrobial genom ma'lumotlarini biotexnologiya va tibbiyotda qo'llash har doim qiyin bo'lgan.
Xitoyning BGI genomika tadqiqot markazi boshchiligida Shandong universiteti, Xiamen universiteti, Xitoyning Okean universiteti, Daniyaning Kopengagen universiteti bilan hamkorlikda Nature jurnalida chop etilgan “Global dengiz mikrobial xilma-xilligi va uning biopropeksiyadagi salohiyati” nomli yangi tadqiqotda, va Buyuk Britaniyadagi Sharqiy Angliya universiteti tadqiqotchilari dengiz namunalaridan 43200 ga yaqin mikroorganizmlar (bakteriyalar, arxeya) genomlarini tahlil qildilar va 138 xil populyatsiyada keng xilma-xillikni aniqladilar. Ular genom o'lchamlari qanday rivojlanishi haqida yangi tushunchalar beradi, masalan, dengiz mikroorganizmlari CRISPR Cas tizimini (ularning immunitetini himoya qilishning bir qismi) antibiotiklarga qarshilik genlari bilan qanday muvozanatlashadi. Ushbu genlarning aksariyati mikroorganizmlarning omon qolishiga yordam berish uchun antibiotiklar tomonidan faollashtiriladi.
CRISP Cas tizimi va antibiotiklarga chidamlilik genlari ham bakterial immunitet tizimining bir qismidir. Kompyuterga asoslangan usullardan foydalangan holda tadqiqot guruhi yangi CRISPR-Cas9 tizimini va turli organizmlardagi immunitet tizimining yana bir muhim tarkibiy qismi bo'lgan 10 ta antimikrobiyal peptidni kashf etdi.
Antibiotiklar, jumladan antibiotiklar, antiviral preparatlar, antifungal dorilar va antiparazitar preparatlar odamlar, hayvonlar va o'simliklardagi infektsiyalarning oldini olish va davolash uchun ishlatiladigan dorilardir. Jahon sog'liqni saqlash tashkiloti ma'lumotlariga ko'ra, ayrim dori vositalarini haddan tashqari iste'mol qilish natijasida kelib chiqadigan dori-darmonlarga chidamlilik tarqalishining kuchayishi ko'payib borayotgan infektsiyalarning samarali oldini olish va davolashga tahdid soladi, bu esa yangi turlarini izlashni talab qiladi.
Tadqiqot guruhi, shuningdek, okeanni ifloslantiradigan oddiy plastmassani - polietilen tereftalatni (PET) parchalashi mumkin bo'lgan uchta fermentni topdi, bu esa yana bir muhim ekologik va sog'liq muammosidir. Laboratoriya tajribalari dengiz metagenomikasining tadqiqot natijalarini tasdiqladi, bu uning potentsial amaliyligini ko'rsatadi.
Tomas Mok, Sharqiy Angliya universiteti Atrof-muhit fanlari fakultetining dengiz mikrobiologiyasi professori, "bu ish dengiz metagenomikasi sohasini" yangi bosqichga olib chiqadi. Ushbu tadqiqot dengiz mikrobiomasining keng ko'lamli metagenomik ketma-ketligini ta'kidlaydi. dengiz mikrobial xilma-xilligini va uning evolyutsion naqshlarini tushunishga yordam beradi va bu bilimlarni biotexnologiya va tibbiyotda qo'llashning yangi usullarini topishga yordam beradi.
Okean Yerdagi eng katta va eng muhim ekotizim bo'lib, dengiz mikroorganizmlari va ularning atrof-muhit o'rtasidagi o'zaro ta'sir global miqyosda uglerod fiksatsiyasi va ozuqa moddalarining aylanishi kabi jarayonlar uchun asosdir. Bu o'zaro ta'sirlar Yerning yashashga yaroqliligiga hissa qo'shadi. Sho'rlanish, haroratning o'zgarishi, yorug'lik mavjudligi va sirtdan dengiz tubiga, qutbdan tropikgacha bo'lgan bosim farqlari kabi omillar dengiz mikroorganizmlarining moslashuvi va koevolyutsiyasiga ta'sir qiluvchi noyob seleksiya bosimini yaratadi.
Ushbu tushunchalarga asoslanib, tadqiqotchilar metagenomikadan olingan dengiz mikrobial genom kutubxonasidan genom qazib olish va biologik tadqiqotlar uchun asosiy manba sifatida foydalanadilar, bu yangi genetik vositalar va bioaktiv birikmalarni kashf qilish imkonini beradi.
Ushbu ma'lumotlar dunyo bo'ylab turli dengiz muhitlarini qamrab oladi, qutb mintaqalaridan qutb mintaqalarigacha, dengiz sathidan eng chuqur xandaklargacha. Ushbu tadqiqot taxminan 24200 turdagi gen to'plamlarini o'z ichiga olgan yangi ommaviy ma'lumotlar bazasini yaratish orqali odamlarning dengiz mikrobiomasi haqidagi tushunchasini sezilarli darajada yaxshilaydi.
Tadqiqotchilarning ta'kidlashicha, "Avvalgi tadqiqotlar okean tizimlarining biologik xilma-xillikni saqlashdagi roli haqida dastlabki ma'lumotlarni taqdim etgan bo'lsa-da, bu yangi tadqiqot nafaqat oldingi kashfiyotlarga asoslanadi, balki okeanni barqaror tadqiq qilish va undan foydalanish uchun yangi imkoniyatlar yaratadi. Chuqur o'rganishdan foydalangan holda. Dengiz mikrobiotasini genom asosida qazib olish, biokimyoviy va biofizik laboratoriya tajribalari bilan birgalikda bu ishni ilgari surish antibiotik tanqisligi va okean ifloslanishi kabi global muammolarni hal qilish uchun ulkan salohiyatni namoyish etadi ekologik barqarorlikni rag'batlantirish.
