მემკვიდრეობა და ინოვაცია: საქართველოს უნივერსიტეტის ახალი სამეცნიერო ჰაბი

თანამედროვე მეცნიერებაში მნიშვნელოვანი შედეგები ხშირად სხვადასხვა დისციპლინის გადაკვეთაზე მიიღწევა. სწორედ ამ მიდგომას ეფუძნება საქართველოს უნივერსიტეტის ბაზაზე შექმნილი ახალი სამეცნიერო ჰაბი, რომელიც სამ მიმართულებას: მოლეკულურ მედიცინას, ერთიან ჯანმრთელობასა (One Health) და სინთეზურ ბიოლოგიას აერთიანებს.

ინიციატივის მიზანი ქართული სამეცნიერო პოტენციალის საერთაშორისო დონეზე ინტეგრაციაა. ამასთან, რაც ყველაზე მნიშვნელოვანია, პროექტი იმ მულტიდისციპლინური ხედვის გაგრძელებაა, რომელსაც საფუძველი ცოტნე ჯავახიშვილმა ჩაუყარა. რა პრაქტიკული დანიშნულება აქვს ამ თანამშრომლობას და რა სამეცნიერო პერსპექტივებს ხსნის ის ქვეყნისთვის?

აღნიშნულ თემებზე ვესაუბრეთ საქართველოს უნივერსიტეტის მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სკოლის დირექტორს მერაბ თოფურიას, „ერთიანი ჯანმრთელობის“ ინსტიტუტის დირექტორს, პროფესორ მამუკა კოტეტიშვილსა და სინთეზური ბიოლოგიის ინსტიტუტის მკვლევარს, მოლეკულურ ბიოლოგ გვანცა ბრაჭველს.

ინტერვიუ მერაბ თოფურიასთან

ბატონო მერაბ, საქართველოს უნივერსიტეტმა შექმნა სამეცნიერო ჰაბი, რომელიც სამ სპეციფიკურ და მნიშვნელოვან ინსტიტუტს აერთიანებს. რა მთავარი კონცეფცია უდევს ამ ჰაბს საფუძვლად და რა პრაქტიკულ შედეგს ელით ასეთი ინტერდისციპლინური თანამშრომლობისგან?

ყველაფერი დაახლოებით ორი წლის წინ დაიწყო. უნივერსიტეტის სტრუქტურაში შედის ონკოლოგიური კლინიკა „მედულა“. მათ კონფერენციაზე დასწრებისას გამოჩნდა, რომ დღის წესრიგში იდგა იმუნოლოგიური პრობლემა: სიმსივნის, კერძოდ, ლიმფომების სამკურნალოდ იმუნოთერაპიის ახალი მეთოდები შემოვიდა, თუმცა საჭირო იყო განკურნების პროცესის მეცნიერული ახსნა. თუ იცი მექანიზმი, უკვე შეგიძლია ეს ცოდნა სხვა ტიპის სიმსივნეებზეც გადაიტანო.

სწორედ ამიტომ, დავუკავშირდით ვესტმინსტერის უნივერსიტეტის პროფესორს, ცნობილ იმუნოლოგს, ნინო ფორაქიშვილს. მან გადაწყვიტა, დაბრუნებულიყო საქართველოში და ჩვენთან პროფესორად დაეწყო მუშაობა. ასე შეიქმნა მოლეკულური მედიცინის ინსტიტუტი, რომელიც რამდენიმე ლაბორატორიას აერთიანებს, მათ შორის კიბოს შესწავლის მექანიზმებისა და გენური რეგულირების მიმართულებებით.

მოგვიანებით მოვიწვიეთ ამერიკაში მოღვაწე პროფესორი მამუკა კოტეტიშვილი და შევქმენით მიკროორგანიზმთა გენეტიკის ლაბორატორია. ამ ორი მიმართულების გადაკვეთისას გამოჩნდა ცოტნე ჯავახიშვილი, რომელიც სან-დიეგოში, სკრიპსის ინსტიტუტში სინთეზური ბიოლოგიის მიმართულებით მოღვაწეობდა. შევთავაზეთ ჩვენთან შესაბამისი ლაბორატორიის შექმნა და ერთ წელიწადში ინსტიტუტი დავაკომპლექტეთ.

სამწუხაროდ, ის გაფრინდა ამერიკაში და ტრაგიკულად დაიღუპა, რაც უმძიმესი დარტყმა იყო. ის მუშაობდა სრულიად ახალ მიმართულებაზე, დნმ-ის უბნების ხელოვნურად შექმნაზე ახალი, ბუნებაში არარსებული სპეციფიკური ცილების მისაღებად.

დღეს ეს სამივე ინსტიტუტი ქმნის უნიკალურ ინტერდისციპლინურ სივრცეს, სადაც თავს იყრის გენეტიკა, მოლეკულური ბიოლოგია, ქიმია და ბიოინფორმატიკა. ჩვენი მიზანია ახალი ტიპის სამკურნალო მეთოდების შექმნა, მაგალითად, მიკროორგანიზმების რეზისტენტობის დაძლევა ახალი თაობის ანტიბიოტიკებისა თუ მოდიფიცირებული ბაქტერიოფაგების შექმნით და შემდგომ მათი წარმოებაში დანერგვა.

ფაქტია, დღეს მსოფლიოში ყველაზე დიდი აღმოჩენები დისციპლინების გადაკვეთაზე ხდება. როგორ უწყობს ხელს ჰაბი ქართული მეცნიერების საერთაშორისო რუკაზე გამოჩენას?

ლაბორატორიები სრულფასოვნად სულ რაღაც ერთი წელია მუშაობს, თუმცა გამოხმაურება უკვე უპრეცედენტოა. მაგალითად, დიდი ბრიტანეთის მთავრობამ და აშშ-ის ჯანმრთელობის ეროვნულმა ინსტიტუტმა (NIH) პროფესორ მამუკა კოტეტიშვილს სთხოვეს გარკვეულ სამეცნიერო მიმართულებებზე რეცენზიის მომზადება. მეტიც, მას შესთავაზეს მსოფლიოში რეიტინგით მესამე წამყვანი ჟურნალის, „Frontiers in Microbiology“-ის რედაქტორობა.

არ შემიძლია არ აღვნიშნო ნინო ფორაქიშვილისა და პიტერ ლიდიარდის ფუნდამენტური წიგნი იმუნოლოგიაში, რომელიც ოქსფორდში გამოდის და მთელი მსოფლიოს იმუნოლოგებისთვის სამაგიდო წიგნი გახდება. ამასთან ერთად, მაისში სან-დიეგოში უკვე ჩატარდა მსხვილი საერთაშორისო კონფერენცია „SynBio“, სადაც თავი მოიყარეს ტექნოლოგიურმა სტარტაპებმა და ინვესტორებმა. მასში ჩვენმა ინსტიტუტმა უშუალოდ მიიღო მონაწილეობა.

ინტენსიური კავშირები გვაქვს ჩინეთთან, სადაც ჩვენი მკვლევრები სამუშაოდ მიემგზავრებიან, ხოლო თბილისში თავად ვმასპინძლობთ საერთაშორისო კონფერენციას „ერთიან ჯანმრთელობაში“. რეალურად, ჩვენ უკვე გავედით საერთაშორისო მასშტაბებზე.

ცოტნე ჯავახიშვილის მოწაფეებზეც გკითხავთ. როგორ აგრძელებენ ისინი მის დაწყებულ საქმეს და სად იმყოფებიან ამჟამად?

როდესაც ცოტნეს ვკითხე, როგორ შეარჩია ეს ახალგაზრდები, მიპასუხა: „ერთ-ერთმა სტუდენტმა ლექციაზე ისეთი კითხვა დამისვა, ამოვიცანი მისი პოტენციალი და ლაბორატორიაში მივიწვიეო. მეორე ტელევიზორში ვნახე, ბიოეთიკაზე საუბრობდა, ნომერი გავიგე და დავურეკეო.“ ის აფასებდა კრიტიკულ აზროვნებას. ეს ახალგაზრდები წლების განმავლობაში ესწრებოდნენ მის შეხვედრებს, სადაც არა მხოლოდ ვიწროდ სინთეზურ ბიოლოგიაზე, არამედ ზოგადად მეცნიერებასა და ლიტერატურაზეც საუბრობდნენ.

დღეს ეს ახალგაზრდები მივლენილები არიან მსოფლიოს წამყვან ინსტიტუტებში, სკრიპსის ინსტიტუტში, პარიზის პასტერის ინსტიტუტში, ლონდონის ტროპიკული მედიცინის ინსტიტუტში, ბონსა და ფლორიდაში. მიუხედავად იმისა, რომ უცხოეთში მათ უზარმაზარი პერსპექტივები აქვთ და იქაური ლაბორატორიები სიამოვნებით იტოვებენ, ისინი დიდი პატრიოტები არიან და სურთ, ქართულ სამეცნიერო სივრცეში იმუშაონ. მათი დონე იმდენად მაღალია, რომ მაგალითად, პასტერის ინსტიტუტში ჯერ კიდევ სტუდენტობისას უკვე აქვეყნებენ სტატიებს საერთაშორისო ჟურნალებში.

„ცხოვრებაში არ მინახავს ასეთი ჭკვიანი და მოტივირებული ახალგაზრდები… მათ აუცილებლად უნდა დავეხმაროთ, რომ ეს ენთუზიაზმი და საქმისადმი ფანატიკური სიყვარული არ ჩაუქრეთ.“

თქვენ ახსენეთ ცოტნე ჯავახიშვილის სახელობის პრემია. რა არის ამ ჯილდოს მთავარი მიზანი?

ცოტნეს ძალიან არ უყვარდა, როცა ივანე ჯავახიშვილის შთამომავლად მოიხსენიებდნენ. მას სურდა, თავად შეექმნა საკუთარი სახელი და ის ნამდვილად დიდი მეცნიერი იყო. ჩვენ დავაწესეთ ცოტნე ჯავახიშვილის საერთაშორისო პრემია, რომელსაც ძალიან სოლიდური ფინანსური ჯილდო ახლავს. ეს არ იქნება ლოკალური პრემია. იგი გადაეცემათ მსოფლიო დონის მეცნიერებს, რომლებსაც აქვთ საქართველოსთან კავშირი, ან არიან ქართველები, რომლებიც წარმატებით მოღვაწეობენ უცხოეთში. ყოველი წლის ოქტომბრის ბოლო კვირადღე გამოცხადდა „ცოტნეს დღედ“ და სწორედ ამ დღეს გაიცემა ეს პრემია საზეიმო ვითარებაში.

5-10 წლის პერსპექტივაში, სად ხედავთ საქართველოს უნივერსიტეტის სამეცნიერო ჰაბს და რა იქნება ის მთავარი შედეგი, რომლითაც იტყვით, რომ მიზანი მიღწეულია?

დავიწყებ იმით, რასაც აქამდე ვმალავდით. საქართველოს უნივერსიტეტი იქნება პირველი კერძო უნივერსიტეტი, რომელიც კოსმოსში პირველ ქართულ თანამგზავრს გაუშვებს. ეს არის „კუბსატი“ (CubeSat), რომელიც სრულად ჩვენს ლაბორატორიებში აიწყო (ფოტოელემენტების გარდა). მასში ჩატვირთულია სრულიად ორიგინალური ტექნიკა და რამდენიმე ისეთი „ნოუ-ჰაუ“, რომლის შესახებაც ჩვენმა გუნდმა NASA-შიც კი გააკეთა მოხსენება. გაშვება წლის ბოლო კვარტალში იგეგმება და მას SpaceX-ი აიტანს.

რაც შეეხება ბიოლოგიას, აქ ისეთი სწრაფი ნაბიჯებით მივიწევთ წინ, რომ წინასწარ განსაზღვრაც კი მიჭირს. თუმცა, როდესაც ვუყურებ ჩვენი მკვლევრების ენთუზიაზმსა და შესაძლებლობებს, უდიდესი იმედი და რწმენა მიჩნდება, რომ გარკვეული დროის შემდეგ, სწორედ ამ ჯგუფიდან ვიღაც ნობელის პრემიას მიიღებს. ეს იქნება ცოტნესა და უნივერსიტეტის საერთო ხედვის სრული ტრიუმფი.

ინტერვიუ მამუკა კოტეტიშვილთან

მერაბ თოფურიას მიერ აღწერილი მასშტაბური კონცეპტუალური და ინფრასტრუქტურული ჩარჩო მხოლოდ დასაწყისია. იმისათვის, რომ გავიგოთ, კონკრეტულად რა პრაქტიკულ საფრთხეებს უპირისპირდება ეს ჰაბი, უშუალოდ კვლევით მიმართულებებს უნდა ჩავუღრმავდეთ. ერთ-ერთი ასეთი უმნიშვნელოვანესი ფლანგი „ერთიანი ჯანმრთელობის“ (One Health) ინსტიტუტია, რომელიც გლობალური მედიცინის ყველაზე მწვავე გამოწვევებს, მათ შორის ზოონოზურ ინფექციებსა და ანტიმიკრობულ რეზისტენტობას იკვლევს. როგორ მუშაობს ეს კონცეფცია პრაქტიკაში და რატომაა გადამწყვეტი დისციპლინების გაერთიანება, ამაზე ერთიანი ჯანმრთელობის ინსტიტუტის დირექტორი, მამუკა კოტეტიშვილი საუბრობს.

ბატონო მამუკა, ერთიანი ჯანმრთელობის (One Health) კონცეფცია დღეს გლობალური მედიცინისა და მეცნიერების ერთ-ერთი უმთავრესი პრიორიტეტია. რა არის თქვენი ინსტიტუტის მთავარი მისია საქართველოს უნივერსიტეტის სამეცნიერო ჰაბის კონტექსტში?

ერთიანი ჯანმრთელობა გულისხმობს ადამიანის, ცხოველის, მცენარისა და გარემოს ჯანმრთელობის ერთიანობას. ეს ოთხი დომენი ერთმანეთზეა გადაჯაჭვული და ნებისმიერ მათგანში მომხდარი ცვლილება პირდაპირ თუ ირიბ გავლენას ახდენს დანარჩენებზე. ჩვენი ინსტიტუტი ამ ფორმატში ძირითადად იკვლევს ზოონოზურ ინფექციებს (რომლებიც ცხოველიდან ადამიანს გადაეცემა და პირიქით) და ანტიმიკრობულ რეზისტენტობას. ეს უკანასკნელი უმძიმესი გლობალური გამოწვევაა, თუ პრობლემა არ მოგვარდა, 2050 წლისთვის მსოფლიო კატასტროფული სამედიცინო და ეკონომიკური კრიზისის წინაშე დადგება.

ჩვენი ჰაბი სამ ინსტიტუტს აერთიანებს: მოლეკულური მედიცინის ინსტიტუტს (რომელიც სიმსივნეების მექანიზმებს იკვლევს), სინთეზური ბიოლოგიის ინსტიტუტსა და ერთიანი ჯანმრთელობის ინსტიტუტს. ჩვენი მისიაა, სწორედ ამ მულტიდისციპლინური მიდგომით ვუპასუხოთ იმ გამოწვევებს, რომელთა გადაჭრაც ცალკეული, იზოლირებული დარგების ფარგლებში შეუძლებელია.

როგორ წარმოგიდგენიათ ამ სამი ინსტიტუტის ერთობლივი მუშაობა პრაქტიკულ სამეცნიერო ასპარეზზე და რა ტიპის ინოვაციურ კვლევებს უნდა ველოდოთ ამ კოლაბორაციისგან?

სინთეზური ბიოლოგია არის უმძლავრესი პლატფორმა, რომელიც მოლეკულურ მედიცინასაც ემსახურება და ერთიან ჯანმრთელობასაც. მაგალითად, სინთეზური ბიოლოგიის მეთოდების გამოყენებით, შეიძლება შეიქმნას სიმსივნეების ადრეული დეტექციისა და სკრინინგის გაცილებით ეფექტიანი მეთოდები.

ჩვენი ინსტიტუტის (ერთიანი ჯანმრთელობის) მიმართულებით კი, სინთეზური ბიოლოგია გვაძლევს საშუალებას, შევიმუშაოთ ინფექციური აგენტების სწრაფი იდენტიფიკაციის უნიკალური მარკერები. თუ არ ჩავიხედეთ სიღრმეებში, მოლეკულური მექანიზმების დონეზე, ზედაპირული მიდგომებით ინფექციებსა და ანტიმიკრობულ რეზისტენტობას ვერ დავამარცხებთ. სინთეზური ბიოლოგია არის პლატფორმა, რომელიც გვაძლევს ინსტრუმენტებს, რომ ზედაპირული დიაგნოსტიკიდან უჯრედულ და მოლეკულურ მექანიზმებში ჩავიდეთ.

ინსტიტუტების სინერგიისა და სამეცნიერო ჰაბის შექმნის იდეა ცოტნე ჯავახიშვილის ხედვას უკავშირდება. თქვენთვის, როგორც ინსტიტუტის დირექტორისთვის, რას ნიშნავს ამ მოდელის რეალობად ქცევა, განსაკუთრებით იმ ფაქტის გათვალისწინებით, რომ ბატონ ცოტნეს არ დასცალდა ამ იდეების სისრულეში მოყვანა?

მიუხედავად იმისა, რომ ცოტნესთან ხანგრძლივი ურთიერთობა არ მქონია, ჩვენ სამ ადამიანს, მერაბ თოფურიას (რომელიც მთავარი გენერატორი იყო ამ პროცესების), ცოტნე ჯავახიშვილსა და მე, ერთი დიდი ემოციური იდეა გვაერთიანებდა. ჩვენ გვჯეროდა, რომ ქართველ ერში არის უდიდესი ინტელექტუალური პოტენციალი და გვსურდა, საქართველოში შეგვექმნა ბიომედიცინის უმძლავრესი ჰაბი.

როდესაც ვსაუბრობთ აშშ-ის ეკონომიკურ სიძლიერეზე, მისი ერთ-ერთი მთავარი საყრდენი ცოდნისა და მეცნიერების ექსპორტია. ჩვენი მიზანიც ეს იყო, საქართველო გამხდარიყო არა მხოლოდ სავაჭრო ცენტრი, არამედ ინტელექტის გენერატორი ცენტრი, როგორც ისრაელია, სადაც ტექნოლოგიური შედევრები იქმნება. ჩვენი ხედვა იყო ცოდნის ექსპორტირება მსოფლიოში.

რა იყო ბატონი ცოტნეს მთავარი მოტივაცია ამ სამი დისციპლინის გაერთიანებისას და რამდენად პასუხობს ეს მიდგომა თანამედროვე საერთაშორისო სტანდარტებს?

ცოტნე ძალიან კარგად ხედავდა ტრანსსექტორული და მულტიდისციპლინური კვლევების აუცილებლობას. დღევანდელი საერთაშორისო სტანდარტებით, გლობალური პრობლემების გადაწყვეტა მხოლოდ დარგების მჭიდრო ურთიერთკავშირით არის შესაძლებელი. სინთეზური ბიოლოგიის, ერთიანი ჯანმრთელობისა და მოლეკულური მედიცინის შერწყმა ზუსტად ის თანამედროვე ხედვაა, რაც პასუხობს დასავლური მეცნიერების დღევანდელ ტენდენციებს. რასაც არ უნდა ვიკვლევდეთ ერთ ინსტიტუტში, აღმოჩენა აუცილებლად გამოადგება მეორეს.

თუ თანამედროვე გამოწვევებს გავითვალისწინებთ, როგორ შეუძლია ჰაბის ძალისხმევას რეალური წვლილი შეიტანოს ქვეყნის საზოგადოებრივი ჯანდაცვის განვითარებაში?

საქართველოში გვაქვს ერთი ფუნდამენტური პრობლემა: ჩვენ ჯერ კიდევ კარგად არ ვიცით, რეალურად რა პრობლემების წინაშე ვდგავართ, რადგან არ გვაქვს დაავადებების ადეკვატური და სიღრმისეული აღრიცხვა.

ავიღოთ მარტივი მაგალითი: პაციენტი მიდის კლინიკაში დიარეული ინფექციით. ხშირ შემთხვევაში ექიმი ვარაუდის დონეზე, დიაგნოსტირების გარეშე უნიშნავს ანტიბიოტიკს. ეს ნიშნავს, რომ ასეთი შემთხვევები ეპიდემიოლოგიურად არ ირიცხება. არ გვაქვს ზუსტი ბაზა, რომელიც გვაჩვენებდა ამა თუ იმ დაავადების რეალურ მასშტაბსა და ბუნებას.

სწორედ აქ ერთვება ჩვენი ჰაბი. სინთეზური ბიოლოგიისა და ერთიანი ჯანმრთელობის კოლაბორაციით, ჩვენ შეგვიძლია შევქმნათ პათოგენების დეტექციის ისეთი თანამედროვე მეთოდები, რომლებიც ზუსტად დაადგენენ, რა იწვევს დაავადებას, სად არის მისი აღმოცენების წყარო და რა ფაქტორები უწყობს ხელს მის გავრცელებას ჩვენს რეგიონში. სანამ ვარაუდის დონეზე, ზუსტი მოლეკულური დიაგნოსტირების გარეშე ვნიშნავთ ანტიბიოტიკებს, ვერ გავიგებთ რეალურად რა ინფექციურ გამოწვევებთან გვაქვს საქმე ქვეყანაში.

როგორ ხედავთ სამეცნიერო ჰაბის როლს საერთაშორისო პარტნიორების მოზიდვასა და ქართული კვლევითი პოტენციალის გლობალურ ასპარეზზე დამკვიდრებაში?

ჩვენი ინსტიტუტი სულ ცოტა ხნის წინ, 2024 წელს დაფუძნდა და უკვე უზარმაზარი საერთაშორისო აღიარება მოვიპოვეთ. ვინაიდან საქართველოს უნივერსიტეტი ძლიერი იურიდიული პირია, ჩვენ გავხდით ევროკავშირის „ერთიანი ჯანმრთელობის ასოციაციის“ სრულუფლებიანი წევრები. ეს ჩვენს ახალგაზრდებს აძლევს საშუალებას, გაიარონ უმაღლესი დონის ტრენინგები ევროპის წამყვანი ექსპერტებისგან.

შედეგები უკვე სახეზეა: მხოლოდ წელს, ბოლო ოთხი თვის განმავლობაში, ჩვენმა მცირერიცხოვანმა ჯგუფმა მსოფლიოს წამყვან ჟურნალებში ოთხი სამეცნიერო სტატია გამოაქვეყნა (მათ შორის Springer Nature, BMC Microbiology, Oxford Academic-ის Virus Evolution, Frontiers in Microbiology). ბევრი დიდი ინსტიტუტი ინატრებდა ასეთ მოკლე დროში მსგავსი შედეგის დადებას.

რამდენად მნიშვნელოვანია ამ თაობისთვის (მათ შორის ცოტნე ჯავახიშვილის მოწაფეებისთვის) ასეთი ინტერდისციპლინური პლატფორმის არსებობა?

რაც უფრო მეტად ფლობ მონათესავე დარგებს ექსპერიმენტულ დონეზე, მით უფრო ფართო ჰორიზონტები გეშლება. ასეთი პროფესიონალის ფასი თანამედროვე მეცნიერებაში ფასდაუდებელია.

სიმართლე გითხრათ, მქონდა პერიოდი, როდესაც მერილენდის უნივერსიტეტის პროფესორი ვიყავი და ამერიკაში სამუდამოდ დაბრუნებას ვფიქრობდი. მაგრამ როდესაც ვნახე მერაბ თოფურიას ენთუზიაზმი, შევხვდი ცოტნეს და დავინახე უნივერსიტეტის ადმინისტრაციის სრული მხარდაჭერა, დავრჩი. როცა ასაკში შედიხარ, გიჩნდება სურვილი, შენი დაგროვილი ცოდნა შენს სამშობლოში ჩადო და რაღაც გენიალური ააშენო. ეს ჰაბი სწორედ ის გარემოა, სადაც შეგვიძლია ახალგაზრდები გავზარდოთ და საქართველო მართლაც ძლიერ, ინტელექტუალურ ქვეყნად ვაქციოთ.

ინტერვიუ გვანცა ბრაჭველთან

თუ „ერთიანი ჯანმრთელობა“ და მოლეკულური მედიცინა გვიჩვენებს, რა საფრთხეების წინაშე ვდგავართ და სად არის პრობლემის ფესვები, სინთეზური ბიოლოგია გვთავაზობს კონკრეტულ, მაღალტექნოლოგიურ ინსტრუმენტებს მათ გადასაჭრელად. ამ უმძლავრეს პლატფორმას საქართველოს უნივერსიტეტის ჰაბში ახალგაზრდა, ენერგიული თაობა უდგას სათავეში. მეცნიერები, რომლებიც ცოტნე ჯავახიშვილის მოსწავლეები არიან და დღეს მსოფლიოს წამყვან ლაბორატორიებში მიღებულ ცოდნას ქართულ სივრცეში აერთიანებენ. როგორია სინთეზური ბიოლოგიის პრაქტიკული მომავალი და როგორ გრძელდება ცოტნე ჯავახიშვილის სამეცნიერო მემკვიდრეობა, ინსტიტუტის მკვლევარი და მოლეკულური ბიოლოგი, გვანცა ბრაჭველი გვიყვება.

გვანცა, თქვენ ხართ ცოტნე ჯავახიშვილის სახელობის სინთეზური ბიოლოგიის ინსტიტუტის მკვლევარი და მოლეკულური ბიოლოგი. რა არის ამჟამად ინსტიტუტის მთავარი სამუშაო ფოკუსი და კონკრეტულად, რა მიმართულების კვლევებს აწარმოებს გუნდი?

ინსტიტუტის მთავარი სამუშაო ფოკუსი სინთეზური და გამოყენებითი ბიოლოგიის განვითარებაა თანამედროვე მოლეკულური ბიოლოგიის ტექნოლოგიების მეშვეობით. ჩვენი მიზანია არა მხოლოდ ბიოლოგიური პროცესების შესწავლა, არამედ მათი მიზანმიმართული მოდიფიკაცია და ახალი ფუნქციური სისტემების შექმნა.

კონკრეტულად, კვლევები ძირითადად კონცენტრირებულია გენის ექსპრესიის რეგულაციაზე და მისი კონტროლის მექანიზმებზე, რაც საშუალებას გვაძლევს გავიგოთ, როგორ შეიძლება უჯრედის ქცევის გადაპროგრამება სხვადასხვა სიგნალზე საპასუხოდ. ამ მიმართულებასთან ერთად ვიკვლევთ, როგორ შეიძლება სინთეზური ბიოლოგიის ინსტრუმენტების გამოყენებით მივიღოთ ახალი ბიოლოგიური ფუნქციები და სისტემები.

ინსტიტუტის დაფუძნების იდეა ცოტნე ჯავახიშვილს ეკუთვნის და გუნდი სწორედ მისი სამეცნიერო ხედვის გარშემო შეიქმნა. მიუხედავად იმისა, რომ დღეს ის ჩვენ გვერდით აღარ არის, მისი სამეცნიერო მემკვიდრეობა და ხედვა კვლავ განსაზღვრავს ჩვენი კვლევების მიმართულებას.

საქართველოს უნივერსიტეტის სამეცნიერო ჰაბი სამ ინსტიტუტს აერთიანებს. მოლეკულური ბიოლოგის გადმოსახედიდან, რა შესაძლებლობებს იძლევა ამ ტიპის მულტიდისციპლინური თანამშრომლობა?

ამ სამი მიმართულების ურთიერთკავშირის გასაგებად მნიშვნელოვანია, პირველ რიგში, თითოეულის მიზნის დანახვა. ერთიანი ჯანმრთელობის (One Health) მიდგომა სწავლობს გარემოს, ცხოველებსა და ადამიანის ჯანმრთელობას შორის არსებულ დინამიკურ კავშირს. ამ ქოლგის ქვეშ ხვდება ისეთი საკითხები, როგორიცაა გარემოში არსებული კანცეროგენების გავლენა ადამიანზე, ინფექციური აგენტების გავრცელება სხვადასხვა მასპინძელ ორგანიზმებში და გლობალური დათბობის გავლენა დაავადებების ეპიდემიოლოგიაზე.

ამავე პრობლემების მეორე მხარე უკვე არის მოლეკულური იმუნოლოგია, რომელიც სწავლობს, თუ როგორ პასუხობს ადამიანის იმუნური სისტემა ამ გარე და შიდა ფაქტორებს მოლეკულურ და უჯრედულ დონეზე. ანუ ერთიანი ჯანმრთელობა გვაძლევს ფართო ეკოლოგიურ და ეპიდემიოლოგიურ სურათს, იმუნოლოგია კი ამ პროცესს ხსნის მექანიზმების დონეზე, იკვლევს როგორ ხდება ინფექციაზე პასუხი ან როგორ ვითარდება იმუნოპათოლოგია.

რაც შეეხება სინთეზურ ბიოლოგიას, ის შეიძლება განვიხილოთ როგორც დამაკავშირებელი და ინტერვენციული პლატფორმა. თუ იმუნოლოგია გვიხსნის რა ხდება და ერთიანი ჯანმრთელობა გვაჩვენებს სად და რატომ ხდება, სინთეზური ბიოლოგია გვაძლევს შესაძლებლობას, რომ ეს პროცესები მიზანმიმართულად შევცვალოთ.

თუ უფრო პრაქტიკულად შევხედავთ, რა კონკრეტულ პრობლემებზე მუშაობის საშუალებას გაძლევთ სინთეზური ბიოლოგიის პლატფორმა ჯანდაცვისა და სამედიცინო მიმართულებით?

ასეთი ინტერდისციპლინური მიდგომა გვაძლევს საშუალებას, ვიმუშაოთ ისეთ საკითხებზე, როგორიცაა სიმსივნურ უჯრედებში რეცეპტორების ექსპრესიის რეგულაცია, თუ როგორ შეგვიძლია ამ პროცესის მოდულაცია იმუნური პასუხის გასაძლიერებლად. ასევე, მნიშვნელოვანი მიმართულებაა ანტიმიკრობული რეზისტენტობის კვლევა, რაც მოიცავს პათოგენების გავრცელების შესწავლას გარემოში.

სინთეზური ბიოლოგია ხშირად გამოიყენება ბიოსენსორების შექმნის პროცესში, რაც განსაკუთრებით საინტერესო შეიძლება იყოს სწრაფი და ზუსტი დიაგნოსტიკური სისტემების განვითარების კუთხით. ვფიქრობ, ჩვენი მუშაობა გენის რეგულაციისა და სასიგნალო გზების მოდულაციის გარშემო დაიწყება და შემდგომ ეტაპზე ამ ცოდნას უფრო ფართო გამოყენებით კონტექსტში გადავიტანთ. მაგალითად, მოვახდინოთ იმუნური პასუხის მოდულაცია გენური თერაპიის გზით, განვავითაროთ ახალი თაობის თერაპიული მიდგომები ან შევქმნათ ანტიმიკრობული რეზისტენტობის წინააღმდეგ ინჟინრული სტრატეგიები.

ინსტიტუტის ექვსი მეცნიერ-თანამშრომელი უშუალოდ ცოტნე ჯავახიშვილის მოწაფეები ხართ. ვისაუბროთ მის მემკვიდრეობაზე, რა იყო მისი მთავარი სამეცნიერო ხედვა და მეთოდი, რომელმაც ეს გუნდი გააერთიანა?

ის, რაც ჩვენს ჯგუფს აერთიანებს, პირველ რიგში არის ცოტნე და თითოეული ჩვენგანის მასთან მეგობრობა. პირადად მე მას მივიჩნევ მთავარ მენტორად იმ განსაკუთრებული დამოკიდებულების გამო, რაც მას ახალგაზრდა მეცნიერების მიმართ ჰქონდა. ის იყო ყოველთვის მეგობრული, თანასწორი და საოცარი იუმორით სავსე. არ მახსენდება საკუთარ ცოდნაში ოდესმე შემპაროდა ეჭვი და ცოტნეს არ მოეცა მოტივაცია და ვალიდაცია, რომ ნაბიჯი წინ გადამედგა.

ადამიანებში ხედავდა პოტენციალსა და შესაძლებლობებს და შემდეგ ამ ყველაფრის განვითარებას უწყობდა ხელს. მოტივაცია, რომ ამ სფეროში გაგვეგრძელებინა კვლევა, დიდწილად მისგან გვაქვს.

დღეს ინსტიტუტის გუნდის წევრები მსოფლიოს წამყვან კვლევით ცენტრებში იღებთ გამოცდილებას. რამდენად მნიშვნელოვანია ეს საერთაშორისო ქსელი და უნივერსიტეტის მხარდაჭერა საქართველოში ამ დარგის განვითარებისთვის?

ამჟამად ვუახლოვდებით ლაბორატორიის მოწყობის დასრულებას და პარალელურად ვაგრძელებთ თანამშრომლობის გამყარებას მსოფლიოს წამყვან ინსტიტუტებთან. აუცილებლად უნდა აღვნიშნო Scripps Research Institute-ის თანადგომა, სადაც ცოტნე წლების განმავლობაში მუშაობდა. ეს ინსტიტუტი მსოფლიოში ერთ-ერთი წამყვანია ბიოსამედიცინო სფეროში და ამჟამად ჩვენი ერთი თანამშრომელი, ანასტასია, სწორედ მათთან იმყოფება ბაქტერიული გენომების ევოლუციისა და სინთეზური მეთოდების შესწავლის მიზნით.

ორი თანამშრომელი, ნინი და ნინი, პასტერის ინსტიტუტში ითვისებენ ბიოდიზაინისა და ბიოინჟინერიის მეთოდებს. მესამე ნინი იმყოფება ბონში, სადაც ჰემოფილიის კვლევით ცენტრში იღებს მონაწილეობას გენური თერაპიის მეთოდების დახვეწის პროექტში. მეკო მალე გაემგზავრება ფლორიდის უნივერსიტეტის მიკრობიოლოგიისა და უჯრედული მეცნიერებების ლაბორატორიაში. მე კი ამჟამად ვსწავლობ ლონდონის ერთ-ერთ წამყვან უნივერსიტეტში (London School of Hygiene and Tropical Medicine) საქართველოს უნივერსიტეტის დაფინანსებით.

ლაბორატორიის სრულად მოწყობის შემდეგ, ჯგუფის თითოეულ წევრს ექნება არა მხოლოდ შესაბამისი ცოდნა და პრაქტიკული გამოცდილება, არამედ აქტიური კოლაბორაციები მსოფლიოს წამყვან ინსტიტუტებსა და მკვლევრებთან. ამ პროცესში განსაკუთრებულად აღსანიშნავია საქართველოს უნივერსიტეტის წვლილი, მათი აქტიური ხელშეწყობით სრულდება ლაბორატორიის გამართვა და სამეცნიერო თანამშრომლობის განვითარება. ეს მხარდაჭერა მნიშვნელოვანია არა მხოლოდ ჩვენთვის, არამედ ბევრად ფართო გავლენა ექნება საქართველოში ბიოსამედიცინო სფეროსა და სინთეზური ბიოლოგიის განვითარებაზე.

დასასრულს, სამეცნიერო ჰაბის მაგალითი ნათლად აჩვენებს მთავარს: ქართულ მეცნიერებაში იზოლირებული კვლევების ეტაპი სრულდება. მოლეკულური მედიცინის, ერთიანი ჯანმრთელობისა და სინთეზური ბიოლოგიის გადაკვეთაზე ახალი თაობა ცოტნე ჯავახიშვილის დაწყებულ საქმეს რეალობად აქცევს. შედეგად, ქვეყანა ცოდნის იმპორტიორიდან ტექნოლოგიების ექსპორტიორი გახდება.

ავტორი: არსენ სებისკვერაძე