www.science.az
02.06.2017 11:46

Molekulyar biotexnologiya əsri

Bitki yarpaqlarında sintez olunan zülallar bəşəriyyəti ölümcül xəstəliklərdən xilas edəcək

AMEA-nın müxbir üzvü, biologiya elmləri doktoru, professor Tərlan Məmmədov Azərbaycanı ABŞ, Yaponiya, Türkiyə kimi ölkələrdə təmsil edən, dünya elminə öz dəyərli töhfələrini verən alimlərimizdəndir. Artıq 20 ilə yaxındır ki, Vətəndən kənarda çalışan həmvətənimiz molekulyar biologiya sahəsi üzrə dünyaya səs salan mühüm ixtiraları ilə tanınır. Onun əsas elmi tədqiqat istiqamətləri molekulyar biotexnologiyanın ən mühüm sahələrindən olan bitki ekspresiya sistemindən istifadə etməklə, rekombinant zülalların  ekspresiyası və istehsalı texnologiyasının yaradılmasıdır. Hədəf isə insan və heyvanların yoluxucu xəstəliklərlə mübarizəsi üçün vaksinlərin, enzimlərin, o cümlədən xərçəngə qarşı terapevtik zülalların və s. əldə olunmasıdır. Tərlan Məmmədov dünyada ən sürətli gen sintezinin texnologiyasını hazırlayan alimdir, şəkərsiz zülal sintezini təmin edən molekulyar biotexnologiyanın patentinin müəllifi və yeganə ixtiraçısıdır.

Tərlan müəllim Türkiyə hökümətinin dəvəti ilə artıq 3 ildir ki, Akdeniz Universitetində (Antalya) fəxri professor kimi elmi tədqiqatlarını davam etdirir. 20-yə yaxın müəlliflik şəhadətnaməsi və patentin müəllifi olan alimin 348 elmi əsərindən 164-ü xaricdə, 42 məqaləsi beynəlxalq bazalarda indeksləşən jurnallarda çap olunub. T.Məmmədov Akdeniz Universitetində çalışdığı qısa bir vaxtda Molekulyar Biotexnologiya Mərkəzi yaradıb. Onun TÜBİTAK-a təqdim etdiyi bütün layihələr qurum tərəfindən dəstəklənib və bu layihələrə 5 milyon ABŞ dolları məbləğində maliyyə vəsaiti ayrılıb. Alimin rəhbərliyi ilə insan sağlamlığının keşiyində duracaq daha davamlı müalicə metodlarının yaradılması üçün hazırda mühüm işlər görülür. Onun yüksək həssaslıqla yanaşdığı və diqqətində olan məsələlərdən biri də kadr hazırlığıdır. Mərkəzdə 6 azərbaycanlı tələbə və magistr də çalışaraq peşəkar mütəxəssis kimi yetişdirilir. Tələbələr TÜBİTAK tərəfindən maliyyələşdirilən layihələr  hesabına yüksək təqaüdlə təmin edilirlər.

Bakıda səfərdə olan alimlə söhbətimiz qəzetimizin redaksiyasında baş tutdu. Olduqca maraqlı keçən müsahibə zamanı bir çox məsələlərə aydınlıq gətirdik...

- Tərlan müəllim, ilk öncə Vətənə xoş gəlmisiniz...

- Təşəkkür edirəm. Doğma Azərbaycana hər gəlişimdə istənilən sahədə yeni irəliləyişlərin, inkişafın şahidi oluram. Bu, məni çox sevindirir. Burada yaradılan şərait, imkanlar hər bir vətəndaşın, cəmiyyətin tərəqqisi deməkdir. Ölkənin davamlı və dayanıqlı inkişafı üçün bu, mühüm amildir. Vətənə hər səfərimdə çox yüksək təəssüratlarla geri dönürəm.

- Müasir dövrdə bəşəriyyətin aciz qaldığı bir sıra xəstəliklərin innovativ müalicə üsullarının icad edilməsində biokimya, molekulyar biologiya kimi sahələr olduqca vacib rol oynayır. Hazırda sizin rəhbərliyiniz ilə hansı araşdırmalar aparılır? Ümumiyyətlə, bu sahələrin gələcək inkişaf perspektivləri hansı mühüm yenilikləri, inqilabları vəd edir?

-Bildiyiniz kimi XXI əsr molekulyar biotexnologiya əsridir. Çağdaş dövrdə istənilən fəaliyyət sahəsində az qala hər saniyədə yeni imkanlar meydana çıxır. Bu da onu göstərir ki, elm, texnologiya çox sürətlə inkişaf edir, o cümlədən molekulyar biologiya və biotexnologiya. Bu gün dünyada molekulyar biotexnologiya sahəsində əsas nailiyyətlərdən biri rekombinant zülalların (rekombinant zülalrekombinant DNT ilə kodlaşdırılmış zülallardır) istehsalı texnologiyasıdır.

Rekombinant zülal  hər hansı bir orqanizmin (istər insan, istərsə də heyvan) virus, bakteriya və s. genlərinin müxtəlif zülal ekspresiya sistemlərində, o cümlədən bitki hüceyrələrinə daxil edilməsi və həmin genin məhsulu olan zülalların bu bitki huceyrələrində sintez olunması prosesidir. Burada bitkinin özünün təbii zülalından deyil, bizə lazım olan zülaldan söhbət gedir. Bu, rekombinant zülaldır. Sonrakı prosesdə bitki hüceyrəsində bu zülal istehsal olunur və bitki yarpaqlarından ayrılır. Rekombinant zülallardan vaksin, terapevtik zülallar və s. kimi istifadə olunur. Məhz 3-cü nəsil vaksinlər bu texnologiya vasitəsi ilə sintez edilir. Bu vaksinlər və terapevtik zülallar müxtəlif irsi xəstəliklərlə, insan və heyvanlarda olan yoluxucu xəstəliklərlə, həmçinin xərçənglə mübarizədə çox vacib müalicə vasitələridir. Mənim ixtira etdiyim şəkərsiz zülal texnologiyası bir çox mühüm rekombinant zülalların, vaksinlərin, terapevtik zülal və enzimlərin çox ucuz və yüksək aktivliklə istehsal edilməsinə imkan verir.

Son zamanlar müharibələrin aparıldığı münaqişə zonalarında bioloji silahların fəsadlarının əyani şahidiyik. Təsəvvür edin ki, bu kimi texnologiyaların icad edilməsi və getdikcə daha da təkmilləşdirilməsi, yeni imkanlarının meydana çıxması dünya tibb elmində inqilabi sıçrayışdır və bəşəriyyətin düçar olduğu xəstəliklərlə, bəlalarla mübarizədə etibarlı silahdır.

- 2001-ci ildə ABŞ hökuməti Qara yaraya qarşı vaksinin hazırlanmasını sifariş etmişdi. Bildiyim qədər bu araşdırmalarda siz də iştirak etmisiniz...

-11 sentyabrda terror hadisələri törədildikdə Amerika hökuməti bioloji silah hücumları ehtimalını da nəzərə alaraq, belə bir hücumun olacağı təqdirdə milyonlarla vətəndaşını qorumaq üçün vaksinin hazırlanmasını sifariş vermişdir. Məlumdur ki, terrordan sonra sibir xorası (Qara yara) sporları yerləşdirilmiş zərflər 5 nəfərin ölümünə, 17 nəfərin isə bu virusa yoluxmasına səbəb olmuşdu. Həmin vaxtdan sonra Amerika Birləşmiş Ştatları və digər ölkələr kütləvi immunizasiya halında istifadə üçün stabil, yuksək aktivli və ucuz vaksinin yaradılması üçün bir çox layihələri maliyyələşdirdi. Bir çox universitet və şirkətlər bu tədqiqatların aparılması üçün milyonlarla dollar məbləğində vəsait xərclədi. Amma sintez edilmiş vaksinin immunogen və stabil olması baxımından problemlər var idi. Məsələ onda idi ki, Qara yaraya qarşı antigen zülal hüceyrədə sintez olunanda ona şəkər molekulları birləşirdi ki, bu da sintez olunmuş zülalın nativ (təbii) konformasiyasını pozurdu. Alimlər uzun illər bu problem üzərində çalışsalar da, sintez olunan zülalın düzgün qatlanmaması səbəbindən sintez edilən vaksin molekulu aktivliyə malik olmurdu və buna görə də vaksinlərin stabilliyi və immunogenliyi çox aşağı olurdu.

Mən araşdırmalar apardıqdan sonra yeni bir texnologiya − şəkərsiz zülal sintezi texnologiyasını ixtira etdim. Bu mühüm molekulyar biotexnologiyaya hüceyrə daxilində şəkər molekulunu kəsən bir bakteriya enziminin genini (canlı hüceyrələrdə kimyəvi reaksiyaları sürətləndirən maddələrdir) bitki hüceyrəsinin daxilinə transfer etməklə nail oldum. Nəticədə həmin bakterial enzim hüceyrə daxilində sintez olunan zülal molekullarındakı şəkər molekullarını kəsərək zülalların şəkərsiz halda sintezinə imkan yaratdı. Bununla da Qara yara infeksion xəstəliyinə qarşı dünyada ən ucuz, daha davamlı, yuksək aktivli və immunogen vaksini yaradan ilk alim oldum.

Beləliklə, bütün ekspresiya sistemləri daxil olmaqla, dünyada ilk dəfə olaraq şəkərsiz zülal texnologiyasını ixtira etdim və 2012-ci ildə onun patentini aldım. Bu texnologiya çox mühüm və çətin ekspresiya olunan mürəkkəb zülal antigenlərin, vaksinlərin və terapevtik zülalların, sənaye enzimlərinin yüksək aktivliklə və ucuz qiymətə istehsal edilməsinə imkan yaradır. Hazırda bu texnologiyadan istifadə etməklə bir çox vaksinlər, terapevtik zülallar istehsal prosesindədir.

Bir məqamı da qeyd etmək istəyirəm. Hamımız bilirik ki, malyariya xəstəliyindən milyonlarla insan tələf olur. Ümumdünya Səhiyyə Təşkilatının sonuncu məlumatına görə, təkcə bir ildə 300 milyona yaxın insan bu virusa yoluxur, 800 minə yaxın adam isə dünyasını dəyişir. Vətəni Qərbi və Mərkəzi Afrika olan bu infeksion xəstəlikdən ehtimallara görə, bəşər övladı düz 50 000 ildir ki, əziyyət çəkir. Dünyanın ən iri tibb şirkətləri vaksinin əldə olunması üçün milyonlarla dollar xərcləyirlər. Amma təəssüf ki, malyariya əleyhinə etibarlı vaksin hələ də yoxdur.

Ümid edirəm ki, şəkərsiz zülal texnologiyası yaxın gələcəkdə bir sıra yoluxucu xəstəliklərin əleyhinə, o cümlədən də malyariya xəstəliyinə qarşı etibarlı vaksinlərin yaradılmasına imkan yaradacaq.

- Fəaliyyətinizin əsas istiqamətlərindən biri də irsi xəstəliklərin müalicəsi ilə bağlı tədqiqatlardır.

- İrsi xəstəliklərin yeni müalicə üsullarının yaradılması bu gün dünya alimlərini düşündürən məsələlərdəndir. Rəhbərlik etdiyim mərkəzdə bir çox xəstəliklərin müalicəsi üçün bitki transient (keçid) ekspresiya sistemindən istifadə etməklə müxtəlif rekombinant terapevtik zülallar sintez olunur. Burada söhbət bitki hüceyrələrində insan genlərinin ekspresiyasından (genlərin ekspresiyası – irsi informasiyanın gendən funksional məhsula – RNA və ya zülala çevrilməsi prosesidir) gedir. Qeyd etdiyim kimi, bu sistemin bir çox üstünlükləri vardır. Sistem gələcəkdə müxtəlif genetik xəstəliklərin müalicəsinə imkan verəcək. Daha bu xəstəliklərdən əziyyət çəkənlərə sağlam insanların qanının, o cümlədən zülalların köçürülməsinə ehtiyac qalmayacaq. Bu işi bitkilərdən alınmış zülallar görəcək, donorlara elə də ehtiyac olmayacaq. Təsəvvür edin ki, bitki yarpaqlarında milyonlarla insanı ölümcül bəlalardan xilas edəcək zülal sintez olunur. Bilirsinizmi, bu, inqilabi bir texnologiyadır. Digər tərəfdən, insan sağlamlığı üçün daha təhlükəsizdir.

- Təhlükəsizdir dedikdə, yəqin ki, müxtəlif patogenləri nəzərdə tutursunuz.

- Bəli. Yəni, bitki ekspresiya sistemi ilə sintez edilən zülallar patogenlərdən və toksinlərdən azaddır. Qandan alınan, yaxud məməli ekspresiya sistemləri vasitəsi ilə sintez edilən zülalların köçürülməsi zamanı insan bu patogenlərə yoluxma təhlükəsi ilə üzləşir. Rekombinant zülalların sintezi üçün son illər istifadə olunan bitki transient ekspresiya sistemi isə digər ekspresiya sistemləri ilə müqayisədə müəyyən üstünlüklərə malikdir. İlk növbədə bitkilər təhlükəsizlik baxımından ən perspektivli rekombinant zülal ekspresiya platforması hesab olunurlar. Bu sistem yoluxma riskini minimuma endirir. Biz bitkiyə insandan alınan zülalı deyil, həmin zülalın genini daxil edirik. Bitki yarpaqlarında sintez olunan zülal insan orqanizmi üçün tamamilə təhlükəsizdir. Rekombinant zülallar məməlilərdə olan patogenlərdən və bakterial toksinlərdən azaddırlar.

- Digər tərəfdən rekombinant zülallar daha ucuz başa gəlir...

-Təbii ki. Bu gün bir çox irsi xəstəliklərin müalicəsinə dünyada dəyəri milyardlarla ölçülən vəsait sərf olunur. Yaxın gələcəkdə müalicə daha ucuz başa gələcək.

Bu zülalların həcmini çoxaltmaq və daha çox insana yardım etmək də asan məsələ deyil. Burada limit deyilən bir şey var. Amma bitkilər üzərində heç bir məhdudiyyət yoxdur. Sözügedən sistem müxtəlif zülalların kütləvi istehsalına imkan verir. Zülalların genini bitki hüceyrələrinə transfer edirik və bu sistem bir həftədən az müddətdə hər 1 kq biokütləyə yüzlərlə milliqram hədəf zülalın (vaksin, anticisim və terapevtik zülal) toplanmasını təmin edir. Onu da qeyd edim ki, bitki transient ekspresiya sistemini Türkiyəyə ilk dəfə gətirən alim mən olmuşam.

- Gələcəkdə biz daha hansı möcüzələrin şahidi ola biləcəyik? Xüsusən də bəşəriyyətin bəlası olan xərçəng xəstəliyinin müalicəsində inqilab gözlənilirmi?

- Molekulyar biologiya sahəsi çox sürətlə inkişaf edir. Fikir verin, DNT-nin strukturu 1950-ci ildə təqdim edilib. Həmin vaxtdan 67 il keçib. Bu dövr ərzində dünyada elmi-texniki tərəqqi sayəsində mükəmməl texnologiyalar yaradılıb, müxtəlif sahələrdə yetərli qədər inqilabi yeniliklər baş verib.

Bu gün xərçəng xəstəliyinin müalicəsində müxtəlif yanaşmalar vardır: xərçəng xəstəliyinə qarşı vaksinlərin yaradılması, kök hüceyrələri ilə müalicə, genlərin redaktə edilməsi (CRISPR texnologiyası) yeni texnologiyalardır. Müasir dövrdə bu xəstəliyə yoluxmuş ayrı-ayrı orqanların müalicəsində yetərli qədər irəliləyişlər vardır. Məsələn, qaraciyər, ağciyər xərçəngi ilə lokal mübarizə üçün vaksinlər var. Amma universal vaksini hələ heç kəs ixtira etməyib. Xərçəng hüceyrələrinin nəzarətsiz bölünməsinin qarşısını ala biləcək elə bir sistem yoxdur. Bunun üçün bütün dünya çalışır. Xərçəng xəstəliklərinə cavabdeh olan hüceyrələrin susdurulması üzrə tədqiqatlar aparılır.

Düşünürəm ki, biokimya, bioinformatika və molekulyar biotexnologiya sayəsində çox yaxın gələcəkdə bu xəstəliyin çarəsi tapılacaq, bəşəriyyət xərçəng kimi bəladan xilas olacaq. Ümumiyyətlə, yaxın gələcəkdə bizim heç ağlımıza gətirə bilməyəcəyimiz, dünyanı silkələyən inqilabi texnologiyalar meydana çıxacaq.

- Dünyanı cənginə alan genetik modifikasiya olunmuş məhsulların (GMO) insan sağlamlığına təsiri ilə bağlı fikirlərinizi bilmək istərdik. Cəmiyyətdə bununla bağlı müxtəlif mülahizələr yürüdülür, suallar birmənalı şəkildə cavablandırılmayanda insanların narahatçılığı daha da artır.

- GMO məhsullarının insan orqanizminə mənfi və ya müsbət təsiri haqda hələlik qəti fikir söyləmək çətindir. Son illər bu məhsulların mənfi tərəfinin olduğu göstərilir. Hazırda dünyanın bir sıra ölkələrində GMO məhsullarına qadağa qoyulur. Bəzi dövlətlərdə artıq bu məhsullardan istifadə etmirlər. Zərərli olub-olmadığı bəlkə də 5-10 ildən sonra daha aydın şəkildə bilinəcək. Amma demək olmaz ki, bu məhsulların qəbulu tamamilə yolverilməzdir. Hər halda bunu gələcək göstərəcək.  

- Pedaqoji fəaliyyətiniz və yaratdığınız mərkəz elmlə təhsilin inteqrasiyasının təşkilinə əyani sübutdur...

- Elmlə təhsilin vəhdəti elmi bilik və ideyaların təcrübədə tətbiqində mühüm amildir.   Universitetdə müasir biokimya, molekulyar bitki biotexnologiyası və enzimologiya elmini tədris edirəm (enzimologiya - fermentlərin, yəni canlı orqanizmlərdə kimyəvi reaksiyaları kataliz edən zülallar və ya nuklein turşularının (RNA) quruluşu, fəaliyyəti və fəallığının tənzimlənməsini öyrənən müasir biokimyanın əsas sahələrindən biridir). Yüksək ixtisaslı, innovativ təfəkkürlü, elmə öz töhfələrini verə biləcək gələcəyin alimlərinin yetişdirilməsi hər bir müəllimin müqəddəs borcudur. Bunun üçün əlimizdən gələni edirik. Çalışırıq ki, elmlə təhsilin inteqrasiyasını yüksək səviyyədə təşkil edək.

Rəhbərlik etdiyim mərkəzdə dünyada vüsət alan təhlükəli xəstəliklərin yeni müalicə üsullarının, texnologiyaların əldə olunması istiqamətində mühüm işlər aparılır. Mərkəzdəki bütün qabaqcıl cihazlar, texniki avadanlıqlar ABŞ-dan alınıb.

- Elmin inkişafı düsturu varmı?

- Bilirsinizmi, elmin inkişaf etdirilməsi üçün müəyyən şərtlər vardır. Birinci şərt - elmi tədqiqatlara rəhbərlik edəcək şəxs innovativ təfəkkürlü, öz ideyalarını ortaya qoyan, dünya təcrübəsinə malik yaxşı bir alim, ekspert olmalıdır. Layihə rəhbəri ideyanın əsasında elmə töhfələrini verə biləcək qədər potensialı olan magistr, doktorant və mütəxəssislərdən ibarət komanda yarada bilməlidir. Alimlər tələbələrinə təlim keçməli, onları öyrətməlidirlər. Məsələn, bu yaxınlarda Çin hökuməti ABŞ-da çalışan 50-dən cox çinli alimi ölkəsinə dəvət edib. Bunun üçün milyonlarla dollar məbləğində vəsait ayırıb. Nəticədə Çində elm və texnologiya surətlə inkisaf edir. Yəni, bu o deməkdir ki, istənilən ideyanın reallaşdırılması üçün ekspertlər mütləq şəkildə lazımdır, komanda yığılmalıdır.

İkinci şərt – bu işləri həyata keçirmək üçün ciddi maliyyə vəsaiti olmalıdır. Maliyyə olmadan ideyaları reallaşdırmaq mümkün deyil. Məsələn, Türkiyədə göndərdiyim bütün layihələr TÜBİTAK tərəfindən dəstəklənir. TÜBİTAK sistemi ABŞ-ın National Science Foundation (NSF) təşkilatı kimidir, bu ölkədə bir necə ildir ki yaradılıb. Bu sistem Türkiyədə çox effektli fəaliyyət gostərir, hər bir layihə 5 müstəqil alim-ekspert tərəfindən dəyərləndirilir. Hazırda Türkiyədə ABŞ-ın “National Institutes Health (NIH)” institutu kimi qurum yaradılır. NIH ABŞ-da elmi tədqiqatları dəstəkləyən milli tibbi elmi-tədqiqat agentliyidir, yəni, belə desək, kəşfi insan sağlamlığına çevirir.  

Üçüncü şərt - elm məhsula çevrilməlidir. Elm və istehsalat arasında "körpü" institutları yaradılmalıdır. Elm istehsalatla sıx əlaqədə olmalıdır. Bunun həm iqtisadi cəhətdən faydası vardır, həm də elmin nəticəsi olur.

Ülviyyə Rzayeva

AMEA Rəyasət Heyəti aparatı İctimaiyyətlə Əlaqələr və Elmin Populyarlaşdırılması İdarəsinin rəis müavini

“Elm” qəzeti, 2 iyun 2017-ci il