სურნელი

როდესაც ბუნებაში აყვავებული Hibiscadelphus wilderianus-ის სურნელი უკანასკნელად შევიგრძენით, მაშინ ტელეფონი ახალი გამოგონება იყო. ეს ხე მაუის კუნძულზე, ჰალეაკალას მთის ფერდობზე იზრდებოდა და, როგორც წყაროები მიგვანიშნებენ, სხვა სახეობებთან ერთად, სავარაუდოდ, 1910-1913 წლებში გადაშენდა, რადგან ფერმერებმა ეს ადგილები საძოვრებისათვის გაკაფეს.

ერთი საუკუნის შემდეგ მეცნიერები დაინტერესდნენ, მართლაც დაასრულა თუ არა ამ სახეობამ დედამიწაზე არსებობა? იქნებ შესაძლებელია ნაწილობრივ მაინც დაუბრუნდეს სიცოცხლე ხეს, რომლისგანაც მხოლოდ გამხმარი ნიმუშებია შემორჩენილი არქივში.

ბოსტონის ბიოტექნოლოგიურმა კომპანია Ginkgo Bioworks-მა ხუთწლიანი მუშაობის შემდეგ სურნელოვანი ფანჯარა გაჭრა წარსულში. დნმ-ის რეკონსტრუქციისა და სინთეზური ბიოლოგიის დახმარებით მან აღადგინა გაუჩინარებული ჰავაიური მცენარის სურნელი ყვავილობისას, რომელსაც ღვიის მსგავსი მომჟავო სუნი აქვს.

დაკარგულის უკან დაბრუნება ადვილი საქმე არ იყო. მეცნიერებს ჯერ საკვლევი ობიექტის ნაშთები უნდა მოეძიებინათ. Ginkgo Bioworks-ის შემოქმედებითმა დირექტორმა, ქრისტინა აგაპაკისმა თავდაპირველად მრავალწლოვან მზრალ გრუნტში დაიწყო ძიება, თუმცა უშედეგოდ, შემდეგ კი, ჰარვარდის უნივერსიტეტის ჰერბარიუმებსა და ბიბლიოთეკებს მიმართა.

ჰარვარდში ალბომების გვერდებში მოქცეული 20 გადაშენებული მცენარის დაპრესილი ეგზემპლარი ინახებოდა. აგაპაკისს 14 მათგანიდან ნიმუშის აღების უფლება მისცეს, რომელთაგან სამი მცენარის გაცოცხლება გადაწყდა. მათ შორის ერთ-ერთი იყო Hibiscadelphus wilderianus-ი. სამივე მცენარიდან ნეკის ფრჩხილისოდენა ნიმუშები აიღეს და კალიფორნიის უნივერსიტეტში, სანტა-კრუსის პალეოგენომიკის ლაბორატორიაში გადაგზავნეს, სადაც გენეტიკოსებმა მოახდინეს მცენარეთა დნმ-ის სეკვენირება.

როდესაც ორგანიზმი კვდება, მიკრობები, მზის სხივები და წყალი მაშინვე იწყებს უჯრედებში დნმ-ის დეგრადირებას. მის აღსადგენად კი მეცნიერებმა დნმ-ის მორჩენილი ფრაგმენტები ერთმანეთს უნდა მიაბან. მოლეკულური ბიოლოგი ბეთ შაპირო ამ პროცესს ადარებს „პაზლის აწყობას, რომელიც ტრილიონი ფრაგმენტისგან შედგება“.

შაპირო ერთ-ერთი პირველი იყო, ვინც დნმ-ის ანალიზსა და რეკონსტრუქციაზე მუშაობდა. თავის გუნდთან ერთად ის იყენებდა ვრცელ დნმ-ის ელექტრონულ მონაცემთა ბაზას გადაშენებული მცენარის ნიმუშიდან გენეტიკური ფრაგმენტების იდენტიფიცირებისათვის. შემდეგ ერთმანეთთან აკავშირებდა მცენარეთა ფერმენტების იმ გენებს, რომლებიც სურნელის მოლეკულებს წარმოქმნიან.

სინთეზურ ბიოლოგიაზე მომუშავე კომპანია Twist Bioscience-ის დახმარებით, ციფრულად აღდგენილი დნმ-ის თანმიმდევრობის მიხედვით დაბეჭდეს მათი სინთეზური ვერსიები. შემდგომ Genko-ში დნმ-ის ეს თანმიმდევრობა, რომელიც სუნის წარმომქმნელი ფერმენტების კოდს შეიცავდა, საფუარში ჩაიდო; ის გაიზარდა და სურნელის მოლეკულები წარმოქმნა.

Ginkgo-დან მოლეკულები გადაიგზავნა ბერლინში მკვლევარ სისელ ტოლაასის ლაბორატორიაში, სადაც დაიწყო მეცნიერებისა და ხელოვნების ამ ერთობლივი პროექტის შემოქმედებითი ნაწილი.

ტოლაასი მოლეკულებისგან ისე აწყობს სურნელს, როგორც მწერალი სიტყვებს ასოებისგან. ის სუნების დიდი არქივის დახმარებით მუშაობს, რომელიც 25 წლის განმავლობაში იქმნებოდა. მისი მონაცემთა ბაზა და სინჯარების ნაკრები 10 000-მდე მოლეკულასა და შენარევს შეიცავს. Ginkgo-სგან გამოგზავნილი მოლეკულებისა და არქივში არსებული სუნების სტრუქტურათა შედარების საფუძველზე ის ადგენს, როგორი სუნი შეიძლება წამოქმნას ამა თუ იმ მოლეკულამ. ტოლაასი 8 თვე მუშაობდა ფორმულაზე, რათა წარმოედგინა ის სუნები, რომლებიც შეიძლებოდა ამ მცენარეებს ჰქონოდათ.

„მე არაფერს ვამატებ, – ამბობს ტოლაასი, – მხოლოდ ფაქტებს ვალაგებ“. საბოლოოდ, ჰავაიური მცენარის 10-მდე სუნის ვერსია შეიქმნა. ყოველი ვერსია წარმოადგენდა სურნელთა პალიტრას, რომელიც ამ მცენარეებს შეიძლებოდა ჰქონოდათ ველურ ბუნებაში.

როდესაც აგაპაკისმა შექმნილ ნიმუშებს პირველად უყნოსა, მას ძლიერი ემოცია დაეუფლა: „ჩვენ შევიგრძნობთ დიდი ხნის წინ დაკარგული არსების სუნს, – ამბობს იგი, – ხშირად არ გვინდა გავიაზროთ, თუ რა შემზარავი რამაა გადაშენება“.

სინთეზური ბიოლოგია, რომელიც გადაშენებული სურნელის აღსადგენად გამოიყენება, მეცნიერების თანამედროვე დარგია. Ginkgo Bioworks-ი მონაწილეობს მიკრობების შექმნაში, რომელიც ჩაანაცვლებს ქიმიურ სასუქს, ცოცხალი ბაქტერიებისგან ამზადებს კანის მოვლის საშუალებებს და ქმნის ცილებს ხორცის ალტერნატიული პროდუქტებისთვის. აგაპაკისის აზრით, სინთეზურ ბიოლოგიას დიდი პერსპექტივა აქვს და ის შეიძლება ადამიანთა ყოველდღიური ცხოვრების ნაწილად იქცეს, ისევე როგორც უსადენო ინტერნეტი და ელექტროხელსაწყოები გახდა.

Ginkgo Biowork-ის ლაბორატორიაში კიდევ ორი გადაშენებული მცენარის სურნელის აღდგენაზე მუშაობდნენ, ესენია:

Orbexilum stipulatum

მცირე ზომის ყვავილოვანი მცენარე, ცნობილი როგორც ოჰაიოს ჩანჩქერის ფსორალეა, სავარაუდოდ, 1881 წელს გადაშენდა. კენტუკიში კაშხლის პროექტმა მცენარის უკანასკნელი ჰაბიტატი წყლით დაფარა. როგორც პროექტში მონაწილე ხელოვანმა, ალექსანდრა დეიზი გინსბერგმა აღნიშნა, ამ ყვავილის აღდგენილ სუნს „ციტრუსოვანი და კანფეტისმაგვარი“ სურნელი ჰქონდა.

Leucadendron grandiflorum

ცნობილი როგორც ვაინბერგის ბუჩქი, პატარა თეთრყვავილოვანი მცენარე, სამხრეთ აფრიკაში გაჩნდა. მისი გავრცელების არე ვენახებმა დაიკავა და ბოლოს ის 1806 წელს ნახეს. სუნი, რომელიც ტოლაასმა აღადგინა, გინსბერგისთვის „მძაფრი და თამბაქოსმაგვარი“ იყო. სამხრეთაფრიკელი კონსერვაციონისტები იმედოვნებენ, რომ შეძლებენ ადგილობრივი მცენარის დაბრუნებას. გავრცელების არეში ნიადაგის ფრთხილად დაწვის შემთხვევაში შესაძლებელია მცენარის მიძინებული თესლის აღმოჩენა.

სარა გიბენსი, National Geographic-ის ავტორი გარემოს დაცვის საკითხებზე.