Сұхбат • 17 Шілде, 2023

Рахметқажы Берсімбай: Әлем ғалымдары адам жасушасын өсіріп, органдарды жаңалайтын деңгейге жетті

646 рет
көрсетілді
20 мин
оқу үшін

Көрнекті ғалым, Клеткалы биология және биотехнология ғылыми-зерттеу институтының директоры Рахметқажы Берсімбай есімі елімізге ғана емес, шет мемлекеттерге де жақсы таныс. Жақында айтулы академикпен кездесіп, әлемдік және отандық генетика ғылымы туралы аз-кем әңгімелестік.

Рахметқажы Берсімбай: Әлем ғалымдары адам жасушасын өсіріп, органдарды жаңалайтын деңгейге жетті

– Рахметқажы аға, қазір әлемде биотехнология ғылымы қарқынды дамып, кейінгі жыл­дары осы салада бірнеше жа­ңалық ашылды. Әңгімені содан өрбітсеңіз...

– Бүгінгі биотехнология ғы­лымының жетістіктері негі­зі­нен молекулалық генетика сала­сындағы іргелі зерттеулерге бай­ланысты болып отыр. Әлем био­логтарының шамамен 60 па­йызы генетика мәселесімен айналысады. Биологияның бұл саласы неге қызығушылық тудырады? Бұған көптеген себеп бар. Мысалы, АҚШ-та осы ғы­лымға, соның ішінде генетика са­ласындағы зерттеулер федералды қаржыландырудың 55 пайызын құрайды. Осыдан-ақ генетика ғы­лымының рөлі артып, қазір оның жетекші салаға айналғанын көріп отырмыз. ХХІ ғасырдың басында тірі ағзалардың геномдарын зерттеуге бағытталған жаңа биотехнология ерекше екпінмен дамыды.

Негізінен адам денсаулы­ғы мен генетика проблемасы өз­ара тығыз байланысты. Ста­тис­ти­­­ка­ға сүйенсек, 1000 жаңа ту­ған нәрестенің 35-40-та тұқым қуалайтын аурудың көптеген түрі кездеседі. Бұл көрсеткіш моногенді аурулар ретінде кө­рінуі де мүмкін. Ол белгілі бір ген­­дердегі мутациялары бар жаңа туған сәбилердің шамамен 8-10 пайызын қамтиды.

Шындығын айтқанда, әлем ғалымдары генетика саласында адам таңғаларлық жетістіктерге қол жеткізді. Бүгінде адам гене­тикасының үлкен жетістігі ре­тінде гендердің барлық 46 адам хромосомасында орналасу реті то­лығымен анықталды. Қазір адам геномының жалпы мөлшері шамамен 3,2 миллиард нуклеотидтік жұпты құрайды, ал адамдағы гендердің жалпы саны 25 мың болады деп есептелді. Адам геномындағы гендер реттілігінің толық зерттеліп аяқталуы адам генетикасын зерттеу тарихындағы маңызды кезең саналады.

– ДНҚ-ны зерттеу нәти­же­сінде ғылым мен техниканың жаңа саласы – ДНҚ технологиясы пайда болғанын білеміз. Бұл туралы не айтасыз?

– ДНҚ технологиясының пайда болуы арқылы медицинада­ғы алғашқы жетістіктер адам бо­­йын­дағы аурулардың пайда бо­луына жауапты жеке ген­дердің оқшаулануымен және си­пат­тамасымен байланыс­ты. Бұл адам ауруларының мо­ле­кулалық негіздері туралы білі­мі­міздің айтарлықтай артуына ғана емес, сонымен қатар ме­ди­цинаның жаңа саласы – мо­ле­кулалық медицинаның қа­лып­тасуына әкелді. Бүгінгі моле­ку­лалық медицинаның заманауи жетістіктері геномды зерттеу­­ге негізделіп, гендік ауруларды диагностикалау және емдеуде ДНҚ технологиясы әдісін ке­ңінен қолданады. Гендік ауру­лар – бір ген деңгейінде ДНҚ за­қымдануынан болатын ауру­лардың үлкен тобы. ДНҚ техно­логиясының медицинадағы ал­ғаш­қы қолдануларының бірі ген­ді диагностикалау құралы ре­тін­­де ДНҚ тізбегін пайдаланды. Ген­­дік диагностиканың негізінде адам жасушаларына нуклеин қыш­қыл­дарын енгізетін рекомби­нант­ты гендік медицинаның жаңа бағытының бірі ретінде гендік терапия дамыды.

Заманауи генетиканың тағы бір айрықша саласы – гендік және геномды редакциялау. Кейінгі жылдары жаңа жоғары тиімді зерт­теулердің нәтижесінде гендер мен геномдарды өңдеуге арнал­ған құралдарды пайдалану жаңа­ша өріс алды. Бұл – ағылшынша CRISPR/Cas деп аталатын ген­дік технологиялық құралдар им­мун­дық жүйеге негізделген жоғары организмдердің геном­дарын өңдеудің жаңа технология­сы. Гендер мен геномдарды өңдеудің жаңа әдістері дұрыс емес гендік тізбектерді түзетуге және тұқым қуалайтын ауруларды емдеуге мүмкіндік берді. Бұл болашақ­та тұқым қуалайтын ауруларды тікелей терапия әдісімен медицинада қолдануға жағдай туғызады.

Гендерді өңдеу адамның көп­теген дертін, соның ішінде тұқым қуалайтын ауруларды, вирустық инфекцияларды және қатерлі ісіктерді емдеуге мүмкіндік берді. Қазіргі биомедицинада кейбір технологиялар белсенді түрде қолданылып отыр. Бүгін генді редакциялау құралының көмегімен тұқым қуалайтын қан аурулары емделіп, қатерлі ісік жасушаларымен күресетін иммундық жасушалар құрылды.

Жуырда ДНҚ-ның «молеку­лалық ауысуы» деп аталатын генетикалық механизм ашылды. Ол биологияның негізгі па­ра­дигмаларының бірі туралы тү­сінігімізді түбегейлі өзгертті. Ге­нетикалық ақпаратты тиімді өң­деу үшін ДНҚ-ның қос спираль түзуі қажет емес екені дәлелден­ді. ДНҚ молекуласы өзара әре­кеттесу арқылы ақпаратты сақ­тайды. Бұл молекулалардың бір-біріне жақындығы төмен бол­ғанда жүзеге асады. Осы зерттеу нәтижелері «Nature» журналы­ның биылғы қаңтардағы санын­да жарияланды. Ашылған іргелі құ­бы­лыс генетиканың шешілмеген жаңа мәселелері мен ұзақ өмір сүру және жер бетінде тіршілік­тің пайда болу эволюциясын түсі­нудің кілті болады деген болжам бар. Сондай-ақ бұл жаңалық ем­деу кезіндегі препараттарға жа­ғымсыз реакцияларды анық­тау және азайту арқылы гендік те­ра­пияның ерекшелігі мен ДНҚ/РНҚ вакциналарының қауіп­сіз­дігін сапалы жақсартады. Бір мысал келтірейін. Жақында Хан­тер синдромы деп аталатын адам­ның бауыр жасушасының му­ко­полисахаридтерін ыдырата­тын маңызды ферментті синтез­дей ал­мауына байланысты зардап шекк­ен науқасқа миллиардтаған кор­рекциялық гендердің көшір­месін енгізді. ДНҚ-ны кесуге тиіс гендерді редакциялау құрал­дарын инъекциялады. Бауыр жасу­ша­сының геномы сол адамның өмі­рінің соңына дейін өзгеруі ке­рек. Егер нәтижесі дұрыс болса, зерт­теушілер басқа тұқым қуалайтын аурулармен тәжірибе жасауды көздеп отыр.

Кейінгі жылдары адамның қар­таюына генетикалық бірқатар зерттеу жүргізілді. Осы бағыт­тың бірі – ұзақ өмір сүруге байланысты мутацияларды іздеу. Нәтижесінде, өсу гормонының рецепторларының мутациясы ерлердің өмір сүру ұзақтығы мен интеллект деңгейі қартаюының баяулауымен генетикалық түрде байланысты болуы анықталды.

– Енді еліміздегі генетика ғылымының дамуына тоқтал­саңыз. Біздегі жағдайға қандай баға бересіз?

– Қазір мемлекетіміз бұл са­лаға айтарлықтай көңіл бөліп отыр. 1995 жылы елімізде Жалпы генетика және цитология институты құрылды. Мен сол институтты ұйымдастырып, алғашқы директоры болдым. Сонда молеку­ла­лық генетиканың заманауи әдіс­терін қолдана отырып, біраз зерттеу жүргіздік. Соның ішінде иондайтын радиацияның бола­шақ ұрпаққа тигізетін әсерінен пайда болатын генетикалық өз­ге­рістерді анықтау мақсатында Семей полигонындағы ядролық жарылыстардың адам геномына әсерін зерттеуді ерекше атап өткім келеді. Осы зерттеулердің нә­тижесінде ядролық қарудың зар­дабын тартқан халықтың бо­ла­шақ ұрпағы үшін генетикалық тә­уекелдің төмендегені туралы аса маңызды қорытынды жасалды.

Қазір түркі тілдес елдер ішін­де қазақтың көнеден келе жатқан халық екені дәлелденді. Көрнекті антрополог Оразақ Смағұлов өз зерттеулерінде осыдан 4-5 мың жыл бұрын қазақ жерінде өмір сүрген тайпалардың ген­дік ерекшелігінің үштен бір па­йызы бүгінгі қазақтардың дене құрылымында сақталып қалға­нын айтады. Яғни қазақтар популяциясында биоәлеуметтік ерек­­шеліктерінің тамыры осыншама уақыт үзілмеген. Былайша айтқанда, біздің генетикалық та­рихымыз өзіміздің генімізде, физио­логиялық, морфологиялық ерек­шелігімізде толық орын ал­ған. Егер біз 4-5 мың жыл бойы өз ерекшелігімізді сақтап қал­ған болсақ, онда әрі қарай да, яғни осы үшінші мыңжылдықта ұрпақтарымызды генетикалық тұрғыдан сақтау мүмкіндігіміз бар деп толық айта аламыз.

Біздің жеті атаға дейін қыз алыс­­пау дәстүріміз – ерекше құ­былыс. Ата-баба­мыз адам ге­не­тикасын өте жақ­сы біл­ген. Қазақ шежіресіндегі жи­­нал­­ған мәліметтердің бар­лы­ғы ес­керіле отырып, генети­ка мәсе­ле­сімен айналысып жүр­ген ғы­лы­ми орталықтарда соң­ғы кез­­де палеогенетикалық зерт­теу жүр­гізіле бастады. Сон­дай-ақ елі­міз­дегі ғылыми орта­лық­тар­да медицина мен ауыл ша­руа­шылығына байланысты проб­лема­лардың шешімін табуға ба­ғыт­талған генетикалық зерттеу жүзеге асты.

– Әлемде генетика ғылымы қай бағытта дамып барады? Біз соған ілесе алып отырмыз ба?

– Бұл сұрағыңызға толық­қан­ды жауап беру үшін біраз нәрсенің басын ашып айту керек. Елімізде ғылымның әр саласы өзінше даму жолында, осы бағытта бірнеше жоба қолға алын­ды. Бүгінде дамыған елдер адам жасушасын өсіріп, орган­дарды жаңалайтын деңгейге жет­ті. Мәселен, Жапонияда өте­тін «Ғылым мен технология – қо­ғамда» атты әлемдік деңгейдегі фо­румға бірнеше рет қатыстым. Бұл жиынға олар өте қатты мән береді. Елдің Премьер-министрі қатысып, баяндама жасайды. Оған дүниенің түкпір-түкпірінен мықты ғалымдар, әсіресе Нобель сый­лығының лауреаттары жи­налады. Сонда ғылымның соңғы жетістіктері көрсетіледі. Соңғы бір жиында Жапония Премьер-министрі баяндамасында әлем­дік деңгейдегі ғылымның барысы ­туралы айта келіп, оның үш бағытта даму керек екенін алға тартты. Бірінші бағыт – сутегі энергетикасы. Қоршаған ортаға көміртегі газын аз шығарып, барынша қор­шаған ортаны сақтау.

Екінші бағыт – ғаламдық ден­саулық сақтау ісі. Соның ішінде регенеративті медицина, яғни органдарды, ұлпаларды, тіндерді қайта жаңартып, солардың жұ­мысын реттеу. Жасушалар да машина сияқты олардың да өзінің реттелетін механизмі болады. Со­лардың бәрі істен шыққанда ол да жұмысын тоқтатады. Соның барлығын қалай реттейміз? Оны жасушалардың жаңа технологиясы арқылы реттеуге болады. Мо­лекулалық және жасушалық биология саласындағы ең үлкен жетістіктердің бірі – жасушалық технологиялар (стволовые клетки). Осындай жасушаларды зерттеп, ғылымға енгізген – Жапония ғалымы, Нобель сыйлығының лау­­реаты Синья Яманака. Оның ашқан жаңалығы – жасушалық технология. Жасушаларды өсір­геннен кейін оларға антибиотиктер мен басқа да түрлі химиялық қоспалардың әсерін анықтайды. Содан кейін адамға пайдаланады. Қазір әлемде жасушалық технология қарқынды даму үс­тінде. Елімізде де осы салаға бағыт­талған зертханалар бар. Бі­рақ дамыған елдермен оны салыс­тыра алмаймыз. Мен Яманака мыр­заның зертханасында болдым. Еңбектерімен таныстым. Кейін ол кісімен келісіп, Еуразия ұлттық университетінен бір жас маманды Киото университетіне соның жетекшілігінен тәжірибе алмасуға жібердім. Жасушалық генетикалық технологиялар – қа­зір­гі молекулярлық медици­на­ның негізгі және қарқынды дамып жат­қан бағытының бірі. Ол фармакологияда, токсикологияда ­жә­не жеке медицинада үлкен күш­ке ие болып отыр.

Үшінші бағыт – роботтехника. Жапония робот технология­сынан әлемде бірінші орында тұр. Олар төсекте жатқан ауру адамның кей­бір мүшесін роботпен алмас­тырып, жүрмейтін адамды жүргізген. Қысқасы, робот пен адамды біртұтас етіп шығар­ған. Аты робот болғанымен, заты олай емес. Кәдімгі адамның бір бөлшегін жасағандай нәрсе. Бұл деген – техника, технология! Жа­понияда қарт адамдар көп. Мі­не, солар қалған ғұмырында ауыр­май, сырқамай, қиналмай жүруі керек. Олардың көздейтіні осы. Адамның бір күндік өмірі қалса да, оны ауру-сырқаусыз, жаны қиналмай өткізуі қажет. Жасушалық технологияны да­мы­тудың өзі сондай мақсаттан туған. Мұндай дамыған елдерден үйренеріміз көп.

– Жаңа сіз Семей полигонын­дағы ядролық жарылыс­­тың адам геномына әсерін зерт­­­теу туралы айттыңыз. Нәти­же­сіне толығырақ тоқталып өтесіз бе?

– Семей полигонында 40 жыл­дан астам ядролық қарудың жан­түршігерлік сынақтары жүргізіл­ді. Сондықтан елімізде иондаушы радиацияның генетикалық зардаптары мәселесі өте өзекті. По­лигонда барлығы 470 жарылыс (оның ішінде 26 жерүсті, 90 әуе және 354 жерасты) жүргізілді, бұл осы өңірдегі экологиялық-эпи­демиологиялық жағдайдың адам төзгісіз нашарлауына әкел­ді. Семей полигонының қасіретін тартқан жандардың зардабы оның қанша ұрпағына дейін берілеті­нін біз молекулалық генетиканың заманауи әдістерін пайдалана отырып анықтадық. Ең бірінші радиациялық сәулелердің 1949 жылы жарылғанда сынақтың астында қалған адамдардың, олар­дың балалары мен немере­ле­рінің, яғни үш буын өкілінің қанын алып зерттедік. Шежіре жасау арқылы үш ұрпақты зерттеп, солардың қай жылы туған, радиацияның қашан, қандай әсер алғанын зерттеп, кейінгі туған балаларда радиацияның әсері жоқтығы анықталды. Әсе­рі тіптен жоқ емес, бірақ уақыт өткен сайын радиацияның ағза­дағы жасушаларға тигізер қау­пі азая береді. Сосын радиа­ция­ның әсері әр адамға әрқалай ықпал етеді. Әр адамның радиа­цияға сезімталдығы гендер­мен анықталады. Мысалы, радиа­цияның бір дозасы кей адамға тез әсер етіп, онкологиялық ауру­ға шалдықтыруы мүмкін. Ал кей адамда ол өзгеріссіз, яғни әсер етпеуі де ғажап емес. Се­мей өңірі тұрғындарының ра­диа­­циялық жарылыстардан ке­йінгі елу жылда үш ұрпағы өмір сүріп келді. Осы үш ұрпаққа жа­салған зерттеулердің барысында радиациялық дерт ұрпақтан ұрпаққа берілгенімен, бірте-бір­те бәсеңдей береді деген нақты нәтиже жасалды. Қазақ жеті ата­ға дейін үйленуге тыйым салады. Бәлкім, адамның қаны жетінші ұрпақта толық тазарады деген ұғыммен тұжырымдасақ, радиациялық дерттен адамның жетінші ұрпағы құлантаза құ­тылуы әбден мүмкін. Елу жылда үш ұрпақ ауысты десек, қалған төрт ұрпақ жүз жылдың ішінде ­ауысып үлгереді. Болашақта радиация қасіретінен халқымыз толық арылады деген болжам жасауға ғылыми негіз бар деп айтуға болады. Бұл үшін, әрине, ра­диацияға ұшыраған жерлер­дің экологиялық тазалығына қазір­ден бастап мән беруіміз керек.

Бұл зерттеулерге Еуропа ода­ғының халықаралық жобасы шеңберінде Американың Питс­бург университеті мен Ұлы­бри­таниядағы Лестер универ­ситеті­нің және Финляндиядағы радиа­ция­ны зерттеу орталығының бі­лікті ге­нетик мамандары қа­тысты. Мен осы жобаның ғылы­ми жетекшісі болдым. Зерттеудің нәтижесі «Science», «Mutation Research», «Radiation Research» атты ғылыми журналдарда жарияланды. Сондай-ақ АҚШ, Жапония, Финляндия, Англия және Ре­сей секілді елдерде өткен ірі ғы­лыми форумдарда баяндалып, ғалымдардың жоғары бағасына ие болды.

– Біраз жанның өмірін жал­маған пандемия кезінде отан­дық мамандар вакцина жасап шығарып, індеттің алдын алуға зор үлес қосты. Ғалым ретінде вакцинация туралы пікіріңіз қандай?

– Заманауи медицинаның жетістіктері адам геномы бойынша ғылыми зерттеулердің нәти­желерімен байланысты екені аян. Біз вирустар мен бактериялар әле­мінде өмір сүріп жатырмыз. Адам кез келген түзелмейтін және жа­ғымсыз салдарларға ұшырамау үшін өзінің генотипін сыртқы қол сұғушылықтан қорғауға бар кү­шін салады. Бүгінде әртүрлі ауруларды емдеуге арналған тиім­ді дәрі-дәрмектерді жасаудың ең перспективалы тәсілдерінің бірі дербестендірілген медицина туралы көп айтылады. Кейбір аурулар үшін дәстүрлі вакцинация әдістері тиімсіз. Сондықтан түбегейлі жаңа вакциналар қажет. Генетикалық вакциналардың әрекет ету прин­ципі адам жасушаларына пато­геннің ДНҚ-ның жасуша ядросына түскен кезде антигендік ақуыз молекулаларының синте­зін индукциялайтын бөліктерін ғана енгізуге негізделген. Еліміз вак­цинация арқылы ковид інде­­тін еңсерді. Бұл вакциналар Қазақ­стан ғалымдарының күші­мен жа­салған. Елімізде ковидке қар­сы вакцинаның жаса­луы мем­ле­кетіміздегі осы саладағы зерт­теулердің жоғары деңгейін көр­сетеді. Мұндай зерттеулерге жан-жақты қолдау керек.

– Жас ғалымдардың генетика ғылымына қызығушылығы бар ма?

– Қазір мемлекет тарапынан жас ғалымдардың ғылыми жұмыстарын заманауи деңгейде жүргізуге баса назар аударылды. Мәселен, бұрын Ғылым және жоғары білім министрлігінің гранттық және бағдарламалық қар­жыландыруға арналған конкурстары үш жылда бір рет қана болса, қазір жыл сайын өтеді. Іргелі ғылыммен айналысатын ғылыми-зерттеу институттары­на тіке­лей қаржы бөлінді. Жас ға­лымдар арасында ғылыми бай­қаулар өтіп, соның арасынан біздің қызметкерлер де үздік атанды. PhD докторанттарының шәкіртақысы 80 пайызға өсті. Докторантураның шәкіртақысы әлі де көбейеді деген сенім бар. Қазір елімізде «Болашақ» бағдарламасы аясында 500 ға­лымның әлемнің жетекші ғы­лыми орталықтарында ғылы­ми тағылымдамадан өтуі ұйым­дас­тырылды. Сонымен қатар жас ға­лымдар орталықтарына жыл сайын 1000 грант бөлетін «Жас ға­лым» жобасы жүзеге асты. Жа­қында осы бағдарламаға Еуразия ұлттық университетінен 22 адам таңдалды. Осындай мазмұнды іс-шаралар жас ғалымдардың ғылымға деген қызығушылығын арттыра түседі деп сенемін.

– Ұлттық ғылым акаде­миясына мемлекеттік мәртебе берілді. Енді академияның бағыт-бағдары қандай болу керек деп ойлайсыз?

– Ұлттық ғылым академия­сының толық мүшесі ретінде бұл жағымды жаңалықты жы­лы қабылдадым. Бүгінгі таң­да академияға ғылым мен иннова­цияның жаңа бағыттарын дамыту жөніндегі үлкен міндет жүк­телді. Ғылым академиясына қойылатын басты талап – ғылы­ми-зерттеулерді әлемдік деңгей­де жүзеге асыру. Ол үшін еліміз­дің жоғары оқу орындарында шет ­ел­дің белгілі университеттері­мен бірлесіп, жаһандық деңгей­де жоғары білікті кадрлар даяр­лауды қамтамасыз ету қажет. Бұл екі бағыт өзара байланысты еке­нін ескерген дұрыс.

Ғылыми зерттеулерді әлемдік деңгейде жүргізу үшін ғылыми-зерттеу жұмыстарының басым бағытын нақты белгілеп, ғы­лы­ми-зерттеу институттарда жүр­гі­зілетін жұмыстарға арнайы қо­мақты қаражат бөлу керек. Ғы­лымның маңызды салаларын ұзақмерзімді дамыту үшін рес­публиканың жетекші жоғары оқу орындарымен бірлесіп, оған шет­елдік ғалымдарды тартып, арнайы бағдарлама қабылдау қажет. Шет­елдерде университеттер жоғары білікті кадрларды ғылыми-зерт­теу институттары ғалымдарымен бірлесіп дайындап, зерттеулерді бірге жүргізеді. Мұндай тәжірибе Ресейде бар. Мәселен, Новосібір мемлекеттік университеті Ресей ғылым академиясының Сібір бө­лімшесінің Цитология және генетика институтымен бірлесіп, Генетикалық технологиялар инс­титутын ұйымдастырды. Оның міндеттері – «геномдық зерттеу­лер және генетикалық техноло­гиялар» бағыты бойынша жо­ғары білікті кадрларды даярлап, бірлескен ғылыми жобаларды жүзеге асыру. Бұл үрдіс қазір био­логияда шешуші рөл саналады. Бұған екі жыл бұрын гендер мен геномдарды редакциялау саласында зерттеулер жүргізген авторларға Нобель сыйлығының берілуі дәлел. Елімізде осындай ғылыми-зерттеу институты құрылса, геномдық молекулалық медицина саласы дамиды. Қазіргі заманауи инновациялық зерттеу­лер бірнеше ғылыми пәндердің түйісуімен болғанын ескерсек, кадрларды даярлауға басқа да пәндердің мамандарын тарту өте қажет екені даусыз.

– Әңгімеңізге рахмет.

 

Әңгімелескен

Азамат ЕСЕНЖОЛ,

«Egemen Qazaqstan»