Шинэ Нобел - Өөрийгөө идэгч эсүүд

- Үнэн байж магадгүй ч, олж тогтооход туйлын хүндрэлтэй. Бүх насаа зориулаад ч үр дүнгүй дуусч мэднэ.

Тухайн үедээ тийн хэлэгдэж, судлаачид төдийлөн ойртон сонирхдоггүй байсан "Аутофаги" гэх механизмыг судалж эхэлсэн Токиогийн их сургуулийн дэд профессор Осүми. Түүний 30 шахам жилийн нөр хөдөлмөрийн үр дүн болж, тэрээр өнгөрсөн оны Нобелтоноор тодрон 2 тэрбум төгрөгөөр байлагдсан билээ.

30 жил хөдөлмөрлөөд 2 тэрбум төгрөг гэж сонсвол зарим хүн голж, зарим нь атаархах л байх. Үнэндээ Нобелтонуудын хувьд гэвэл гавьяаг нь дагаж ирэх бай шагнал огтоос анхааралд нь өртдөггүй шиг бололтой бөгөөд, бүгдийг нь судалгааны хүрээлэндээ ч юм уу, залуу үедээ цацаад өнгөрдөг нь заншил шахуу болжээ.

Аутофаги гэж юу вэ? Та ийм үг анх удаагаа сонсож байгаа бол ердөө ч ичих хэрэггүй. Угаас судлаач мэргэжилтнүүдийн дунд өргөнөөр танигдаж эхэлсэн нь тун саяхнаас эхтэй. 1990-д оны дунд хүртэл бүх дэлхийгээр жилдээ үсрээд л 10, 20 судалгааны үр дүн л нийтлэгддэг байсан бол, өдгөө тэр тоо 3,000 хол давдаг болжээ. Ингэтэл анхаарлын төвд орж ирсэн нь, аутофаги амьтдын амьд явахад туйлаас чухал үүрэг рольтой, мөн маш олон өвчинтэй нягт хамааралтай болох нь тогтоогдсонтой холбоотой.

Грек хэлэнд "ауто" гэдэг нь "өөрийгөө", "фаги" гэдэг нь "идэх" гэсэн утгатай. Эндээс Аутофаги гэдэг нь "өөрийгөө идэх" гэсэн санааг илэрхийлэх бөгөөд, маш хялбархнаар тайлбарлах юм бол, эсүүд өөрийн доторх хэрэггүй хуучин зүйлсээ өөрсдөө идэж ашиглах систем юм. Тун хачирхалтайгаар өчүүхэн жижиг тоос сорогч шиг эрхтэнцэр гэнэт гарч ирснээ, эсийн доторхийг задлаад тавьчина. Тиймээ, үнэхээр гэв гэнэт юу ч байхгүй газраас тоос сорогч гараад ирнэ гээч!. Тэгээд хуучирч эвдэрсэн уураг, митохондрия гэх зэрэг эсийн дотор эрхтэнцэрүүд зайлуулагдана.

Цаашлаад, аутофагийн талархууштай нь, тэгж цэвэрлэсэн хогноосоо уураг хийх шинэ түүхий эд бэлтгэнэ. Насанд хүрсэн хүн өдөрт дундажаар 160-200 гр уураг нийлэгжүүлдэг. Гэтэл түүнийхээ дөнгөж 60-80 граммыг л хоол хүнснээс гаргаж авдаг ба, түүнээс ихийг гаргаж авах хүчин чадал угаас хүнд байхгүй аж. Өөрөөр хэлбэл хүн яаж ч их идлээ гээд хэзээд тэжээлийн дутагдалд байх болно. Тэгэхээр тэрхүү дутагдсан хэсгийг аутофаги нөхдөг гэсэн үг.

Хүн гээчийг биологийн байр суурьнаас харвал "60 их наяд эсийн хамтын үйл ажиллагаа" гэж тодорхойлж болно. 1 сая шоргоолжны хамтын үйл ажиллагааг бид "шоргоолжны үүр" гэж нэрлэдэгтэй төстэй гэх үү дээ. Тэр 60 их наяд эс харилцан биесдээ туслалцаж аж төрдөг ба, хэн нь ямар үүрэг гүйцэтгэхийг эс нэг бүр доторх ген зааварчилж байдаг. Тэднийг нарийвчлан ажиглавал, эсүүдийн дотор болон гадна талаар зүсэн зүйлийн биомолекулууд (уураг, өөх тос, сахар, нуклейн хүчил гэх мэт) хөвөлдөнө. Түүн дотор ялангуяа уураг хамгийн их хэмжээтэй бөгөөд, хүнд л гэхэд 20,000 илүү төрлийн уураг хийгддэг. Уургууд биеийн дотоод дахь урвалыг зохицуулах, фермент болон тэжээл зөөх, гормонтой реакцлах, булчинг агшаах, эсийг хөдөлгөөнгүй бэхлэх, бичил биетүүдээс хамгаалах, эсийн бүтцийг хадгалах, гэх зэрэг тоолж баршгүй олон зориулалтаар ашиглагдаж, чухам эдгээр нь амьд организмын үйл ажиллагааны суурь нь болж өгдөг. Тиймдээ ч бид амьд явахын тулд өдөр бүр их хэмжээний уураг нийлэгжүүлдэг (үйлдвэрлэдэг) учиртай юм.

Тэгтэл уургийг нарийвчлан харвал, ердөө 20 төрлийн амин хүчлийг ямар нэгэн дарааллаар хэлхэж бүтээсэн зүйл байх бөгөөд, ямар дарааллаар хэлхсэнээр нь түүний зориулалт тодорхойлогдоно (мэдээж тэр дарааллын заавар бүгд ген дотор бичээтэй байгаа). Энд анхаарууштай нь, хүний уургууд ихэнх нь зөвхөн хүнд л байдаг уургууд бол, түүнийг бүрдүүлэх амин хүчлүүд нь дэлхий дээрх бүх амьтдад нийтлэгээр ашиглагдаж байдаг. Тиймээс бид амин хүчлийг цоо шинээр бүтээгээд байх шаардлагагүйгээр (тэгж мэдээж чадах ч), зүгээр л бусдаас зээлээд ашиглачихаж болдог. Тийм ч учраас бид уургийг хүнс болгон идэж, идсэн уургаа амин хүчил болтол нь буталж боловсруулаад, буцаагаад түүгээрээ өөрийнхөө уургийг үйлдвэрлэдэг хэрэг.

Даанч, өмнө өгүүлснээр ингэж бэлтгэсэн түүхий эд яагаад ч хүний хэрэгцээг бүрэн хангахгүй. Үнэндээ хүний бие өдөрт нийлэгжүүлдэг уурагтайгаа бараг ижил хэмжээний уургийг амин хүчил болгон задалж байдаг ба, түүнээсээ гаргаж авсан түүхий эдээ дахин боловсруулж (recycle) уураг бүтээдэг.

Өөрөөр хэлбэл, уургийн түүхий эдийн ихэнх нь хоол тэжээлийг бус өөрөө өөрийгөө идсэнээр гаргаж авдаг байх нь. "Уургаа задлах нь хоол идэхээс ч чухал" гээд хэлсэн ч хэтрүүлэг болохгүй мэт. Хүний нийгэмд ч бас хийсэн зүйлээ олигтойхон дахин боловсруулж чадалгүй асуудал дагуулдаг шүү дээ. Харин амьд организм аль хэдийнэ чамбай гэгч нь, тэгэхдээ бүр маш оновчтойгоор дахин боловсруулдаг механизмыг өөртөө агуулдаг ажээ.

Уургийг задлах операцийг ерөнхийлөн 2 төрөлд хувааж болно. Эхнийх нь ямар уургийг задлахаа урьдчилан онилох арга. Жишээ нь убиквитин гэх тэмдэг тавигдсан уураг харагдвал шууд газар дээр нь нухдаг протеасом гэх аварга фермент бол түүний нэг төлөөлөл юм. Нөгөө арга гэвэл юуг ч задлах чадалтай универсал систем. Мэдээж тийм этгээд сул сэлгүүцэж явбал хавийн юманд аюул учруулаад салахгүй биз. Тиймээс тэрхүү хүчирхэг фермент эсийн доторх лизосом хэмээх бяцхан уутанд байрлана. Эсүүд задлах шаардлагатай гэж үзсэн өөрийн хэсгийг лизосом руу зөөж аваачин задлах ба, чухам энэ процесийг аутофаги гэж нэрлээд байгаа юм.

Анхандаа аутофагийг "Эсүүд өлсөхөөрөө өөрийгөө задалж тэжээл хийдэг механизм юм байна" гэж ойлгож байж. Тэндээс "өөрийгөө идэх" гэдэг нэр үүссэн боловч, яваандаа энэхүү "өлсгөлөн үеийн арга хэмжээ" гэх үүрэг дээр нэмэгдээд, эсүүд өөрийн доторхоо цэвэрлэх үүрэг ч бас аутофагид бий болох нь илрэв. Сүүлдээ "хамгаалах" үүрэг бас нэмж нотлогдсон. Эдгээр бүх том нээлтүүдийг хийхэд Осүми профессорын гавьяа зүтгэл үлэмж хувь нэмэр оруулжээ. Тэрээр 1993 он гэхэд аутофагитай хамаарал бүхий 14 генийг олж тогтоосон нь цаашдын судалгааны хөгжилд жинтэй ташуур болсон аж.

Нууцыг нээсэн адал явдал Осүмиг Токиогийн их сургуулийн дэд профессор байсан 1988 оноос эхэлжээ. Нэгэн өдөр нөгөө л янзаараа өөрийн судалгааны бай болсон хөрөнгөний бактерийг микроскопоор ажиглаж байтал, энд тэндгүй үсчих бяцхан цэгүүд олноор харагдах юм гэнэ. Гайхширсан профессор шууд зөнгөөрөө "Аутофагитай холбоотой юм биш байгаа?" хэмээн сэжиглэсэн гэдэг. Учир нь хөрөнгөний бактериуд тухайн үед өлсгөлөн төлөвт байсан юмсанж.

Үнэхээр ч тэр нь тийм байсан бөгөөд, тэрхүү үл мэдэх цэгүүд нь мөнөөх тоос сорогчнууд байсан хэрэг байж. Ингээд олон тооны туршилт ажиглалт хийсний үр дүнд уг үзэгдлийг аутофагиас үүдэлтэй болохыг тогтоож, үүнээсээ цаашлаад хөрөнгөний бактерийн генүүдийг нэг бүрчлэн сонгож хиймлээр мутац үүсгэх замаар, аль ген аутофагитай холбоотой болохыг нь шалгаж гарав. Өдгөө 30 илүү төрлийн тийм ген тогтоогдсон боловч, тэдгээрээс хамгийн чухал 14 генийг Осүми профессор илрүүлжээ.

Гэвч 1993 оны тухайн үед түүний "агуу нээлтийг" төдийлөн хүмүүс сонирхсонгүй. Харин 96 онд Токиогийн их сургуулиас Айчи дахь Суурь биологийн судалгааны төв рүү шилжсэнээр Мизүшима, Ёшимори нарын шинэ хамтрагчдаар хүч нэмж, өөрийн илрүүлсэн генүүдээ ашиглан аутофагийн механизм болон цэвэрлэх үүрэг, хамгаалах үүрэг гэх зэрэг өдий төдий онисогуудыг тайлж, явсаар сүүн тэжээлтнүүдэд ч аутофагийн ген байдаг болохыг илрүүлсэн нь Нобел авахад шийдвэрлэхүйцээр нөлөөлжээ.

Өнөө үед аутофаги нь эукариот буюу цөмт бүтэцтэй эс бүхий амьтдад нийтлэг агуулагдах механизм болох нь мэдэгдээд буй. Үндсэн зарчим нь адилхан бөгөөд, хөрөнгөний бактерийн генүүд бүгдээрээ хүнд ч бий. Нэг ёсондоо бактериас авахуулаад ургамал, шавж, загас, хөхтөн гээд бүхий л эукариот амьд биетэд аутофаги нь зайлшгүй шаардлагатай механизм бөгөөд, тэр нь байхгүй болчихвол тэжээлийн дутагдлаар бүгд өлсөж үхэх болно.

Нэг талаар харвал эсүүд зүгээр л өлссөндөө өөрийгөө идээд байгаа мэт харагдавч, үнэндээ тэр нь өөрийгөө шинэчлэн залуужуулж, эрүүл мэндээ хамгаалах ч үр нөлөөг агуулна. Тэд уургаа шинээр нь байлгахын тулд цаг үргэлж сольж байдаг. Үүнийг суурь түвшний аутофаги хариуцна. Зүйрлүүлж хэлбэл, бассейны усыг цэвэр байлгахын тулд тодорхой түвшинээс дээш гарсан усыг үргэлж асгаж байдаг шүү дээ. Өнгөц харахад үрэлгэн мэт санагдавч, эсүүдийн хувьд үүнийгээ тун ч оновчтой гүйцэтгэдэг.

Суурь түвшиний аутофагиас гадна, тэжээлийн хомсдол тохиолдсон үед аутофагийн үйл ажиллагаа эрс эрчимжинэ. Хулганыг ганц шөнө мацаг бариулахад л бүх биеэр нь үлэмж хэмжээний аутофаги өрнөх жишээтэй. Цаашилбал, сүүн тэжээлтний үр төл дөнгөж мэндэлмэгцээ шууд өлсгөлөнтэй нүүр тулдаг гэх ба, тэр үеийг ч бас аутофагийн ачаар даван туулдаг нь тогтоогдоод буй.

Ямартай ч, уснаас өөр хүнсгүй бүтэн сар амьд явсан хүний тухай үнэмшихэд хэцүү ярианууд, мацаг барьсанаар бие цэвэршин эрүүлждэг гэх сүүлийн үеийн моод гээд олон зүйлийн учгийг аутофагийн судалгаа тайлсаар байна.

Хожмын судалгаагаар аутофаги болон өвчнүүдийн хамаарал ч тогтоогдоод буй. Жишээлбэл, паркинсон, альцхаймер зэрэг мэдрэлийн өвчнүүдийн шалтгаан нь, мэдрэлийн эсүүд доторх аутофагийн үйл ажиллагаа доголдож, хорт бодис хог хуримтлагдсанаар үүддэг бололтой. Тэгэхээр аутофагийн үйл ажиллагааг эрүүлжүүлэх үйлчилгээтэй бэлдмэл ирээдүйд гаргаж авч чадвал тэр нь паркинсон өвчний эмчилгээнд том ахиц болно гэж мэргэжилтнүүд үзэж байна.

Эсрэгээрээ хорт хавдрын хувьд гэвэл, хорт хавдрын эсүүд тун ч ховдог өлсөмтгий тул өлсгөлөн төлөвт амархан орж, гол төлөв аутофагиас гаргаж авсан амин хүчлээр тэжээл хийдэг юм гэнэ. Тиймээс түүний аутофаги функцийг нь гацааж орхивол амархан үхнэ ээ л гэсэн үг.

Аутофагийн "хамгаалах" үүргийн тухайд гэвэл, тэрээр гаднаас орж ирсэн өвчин үүсгэгч нянгуудыг ч бас "боловсруулж" орхино. Хэдийгээр өвчин үүсгэгчид биед нэвтэрвэл цусны цагаан бөөм зэрэг дархлааны хамгаалалт тэднийг хориглох боловч, хоригийг сэтэлсэн зарим нэг нь эс рүү шурган орох тохиолдол ч гарна. Тэр үед эсийн өмнөө барих зэвсэг нь аутофаги юм. Сүүлийн үеийн судалгаагаар эсүүд хэрхэн өвчин үүсгэгчийг олж таньдаг болохыг ч тогтоогоод буй. Гэх байдлаар Аутофаги нь биологийн ертөнц дэхь хамгийн халуун сэдвүүдийн нэг болж, өдөр алгасалгүй шинэ нээлтүүд зарлагдсаар байна. Гэсэн хэдий ч, судлах шаардлагатай тодорхойгүй зүйлс ахиад цаана нь өчнөөн бий гэх бөгөөд, өмнө ярьсан эм эмчилгээг бодит болгоход л ахиад дор хаяж 20 жилийн судалгаа шаардлагатай гэлцдэг.

Харин судлаачдын хувьд гэвэл, яндашгүй их ургац хураах тариачин аятай, аутофагийн дуусашгүй адал явдалд умбан суугаа биз ээ. Аутофагийн хамгаалах үүргийг анхлан нээсэн Ёшимори гуай энэ тухайгаа "Одоо ч зүүдлээд байгаа юм шиг санагддаг" хэмээн илэрхийлсэн нь бий. Түүнээс "Яаж ийм гайхалтай нээлтүүд хийгээд байгаа нууцаа дэлгээч" хэмээн асуувал

- Би үүнийг зөвхөн аз ч юм уу эгзэг нь таарсан төдий зүйл гэж боддоггүй. Магад хамгийн чухал нь тууштай шинж юм болов уу. Нобелийн хэмжээний том нээлтүүд ихэвчлэн "хүсээгүй үр дүнгээс" л эхэлдэг. Тэдгээр хүсээгүй тооцоогүй зүйлсийг тэвчээртэйгээр тууштай хөөгөөд явах л нээлтэд хүрэх хамгийн дөт зам байх.

... Бидний хэнд маань ч гайхаж хачирхах зүйл бишгүй тохиолддог шүү дээ. Цонх мөргөх ялаа, бусдын цочир уур, даргын бүтэшгүй даалгавар гээд юу эс таардаг билээ. Тэр үед та сониуц зангаа өрдөж, хамаг анхаарлаараа сайтар ажиглаад нэг үзээрэй. 2 тэрбумын үнэ хүрэхгүй байж болох ч, өөрөө өөртөө та дараагийн нээлтийн эзэн ч болох юм билүү. Гайхамшигт үнэ чухал бус, гагцхүү та түүнийг анзаарах л чухал билээ.