Homo sapiens-ი, რომელიც ყველაზე გონიერ ცოცხალ არსებად მიიჩნევს თავს და კოსმოსის კოლონიზაციის ამბიციაც აქვს, შეიძლება ითქვას, ერთი რიგითი სახეობაა, რომელიც დედამიწის არსებობის 4,5-მილიარდწლიანი ისტორიის უახლეს პერიოდში „გაბატონდა“ პლანეტაზე. ადამიანთა 7-მილიარდიანი პოპულაცია რიცხვითაც წარმოუდგენლად ჩამორჩება პლანეტის უძველეს ბინადრებს, რომლებიც შეუიარაღებელი თვალისთვის უხილავები არიან. მათ დასანახად ელექტრონული მიკროსკოპი დაგჭირდებათ.
მიესალმეთ ვირუსებს – დედამიწის ძირძველ მკვიდრებს, რომელთაც უამრავი რამით შეუძლიათ გონიერი ადამიანის გაკვირვება, თანაც – სასიამოვნოდ.

რას წარმოადგენენ ვირუსები? საყოველთაოდ მიღებული, მარტივი პასუხი ამ კითხვაზე არ არსებობს. ფიზიკურად რომ დავახასიათოთ, ვირუსი არის მიკროსკოპული ზომის, ცილის გარსით ოსტატურად შეფუთული, გენეტიკური ინფორმაციის მატარებელი მოლეკულა – დნმ ან რნმ; იმაზეც ყველა თანხმდება, რომ ის აგრესორი აგენტია, რომელსაც დამოუკიდებლად გამრავლება არ შეუძლია და მხოლოდ მასპინძელი ორგანიზმის უჯრედში შეჭრის შემდეგ ახერხებს საკუთარი ასლების წარმოებას. ამ თავისებურების გამო, ევოლუციურ ხეზე სიცოცხლის სამ დომენს (ბიოლოგიურ სისტემატიკაში ორგანიზმების დაჯგუფების უმაღლესი რანგი) შორის მისი ადგილი არ მოიძებნა და ვირუსი სიცოცხლის ზღვარზე მყოფ ან სიცოცხლის არაუჯრედულ ფორმად არის მიჩნეული. არაცოცხალიც ნამდვილად არ ეთქმის პარაზიტს, რომელიც გასამრავლებლად მიზანში ამოღებულ ცოცხალ უჯრედში საკუთარ გენეტიკურ მასალას ნერგავს და აიძულებს, მისი ასეულობით ასლი აწარმოოს, რის შედეგადაც მასპინძელი უჯრედი იღუპება. არსებობს ე.წ. ზომიერი ვირუსებიც, რომლებიც მასპინძელში შეჭრის შემდეგ შენიღბულად აგრძელებენ ცხოვრებას და უჯრედს სასიკვდილოდ არ წირავენ.

პეტრის ფინჯანზე არსებული გამჭვირვალე წერტილები იმის ნიშანია, რომ „ბაქტერიის მჭამელმა“ ვირუსებმა სტაფილოკოკის ბაქტერიები გაანადგურეს

ასეთი პარაზიტის ბრალია ვერაგი შიდსიც, აბეზარი სეზონური გრიპი და თამბაქოს მოზაიკური დაავადებაც, რომლის შესწავლისასაც დადგინდა ვირუსების არსებობა და რაობა 1892 წელს. საუკუნეზე ოდნავ მეტია, რაც ადამიანმა გაიგო ვირუსების არსებობის შესახებ და ამ ხნის განმავლობაში ფართო საზოგადოებისთვის ვირუსი ცალსახად უარყოფით გმირად მოიაზრებოდა. იყო პერიოდი, როდესაც სამეცნიერო საზოგადოებაც ასე თვლიდა. XX საუკუნის დასაწყისში კი გამოჩნდნენ მეცნიერები, რომელთაც ეს შეხედულება შეცვალეს: ფრედერიკ ტუორტი – ინგლისში, ფელიქს დ’ერელი – საფრანგეთში. ამ ნიადაგზე გადაიკვეთა იმ დროს ახალგაზრდა ქართველი მეცნიერის, გიორგი ელიავას (სწორედ მის სახელს ატარებს ბაქტერიოფაგიის, მიკრობიოლოგიის და ვირუსოლოგიის ინსტიტუტი თბილისში) და განთქმული ფრანგული წარმოშობის კანადელი მეცნიერის, ფელიქს დ’ერელის გზები. უჩვეულო, „კეთილი“ ვირუსების შესწავლით 100 წლის წინ დაწყებული თანამშრომლობა ისევ აკავშირებს ქართულ მეცნიერებას პარიზის პასტერის ინსტიტუტთან: კიდევ უფრო უჩვეულო, აქამდე უცნობი ტიპის ვირუსებს იქ ახლა დავით ფრანგიშვილი სწავლობს. მისი ხელმძღვანელობით ჩატარებული კვლევის შედეგები მნიშვნელოვნად ცვლის ვირუსოლოგიაში და, ზოგადად, ბუნებისმეტყველებაში დამკვიდრებულ ზოგიერთ წარმოდგენას.

პლანეტაზე არსებული ვირუსები ერთმანეთის მიყოლებით რომ დავალაგოთ, მწკრივის სიგრძე 10 მლნ სინათლის წელიწადი იქნება

2018 წლის იანვარში საქართველოს ეროვნული მუზეუმის აუდიტორიაში გაიმართა პარიზის პასტერის ინსტიტუტის პროფესორის, დავით ფრანგიშვილის საჯარო ლექცია სახელწოდებით: „ვირუსების იდუმალი სამყარო“. მრავალწლიანი კვლევის შედეგების გაზიარებამდე მან აუდიტორიას დედამიწაზე მიკროორგანიზმების გავრცელების თავისებურებები წარუდგინა და ერთი კოსმოსური მასშტაბის ანალოგიაც მოიყვანა: პლანეტაზე არსებული ვირუსები ერთმანეთის მიყოლებით რომ დავალაგოთ, მწკრივის სიგრძე 10 მლნ სინათლის წელიწადი იქნებაო (შედარებისთვის ისიც შეახსენა, რომ ჩვენი გალაქტიკა 100 ათას სინათლის წელიწადზეა გადაჭიმული); ამ კონტექსტში მოიხსენია მანვე დედამიწა „ვირუსების პლანეტად“.

ალბათ, უკეთ უნდა იცნობდეთ მიკროსკოპულ „რობოტებს“, რომელთაც ევოლუციურ, იმავე ფილოგენეტიკურ ხეზე, ცოცხალი ორგანიზმების სამ ძირითად განშტოებაზე – ბაქტერიებს, არქეებსა და ევკარიოტებს შორის – ერთი პატარა ტოტიც არ ეკუთვნით, არადა, პლანეტის ყველაზე მრავალრიცხოვან სიცოცხლის ფორმას წარმოადგენენ. დღეისათვის დეტალურად არის აღწერილი, დაახლოებით, 5000 ვირუსი, თუმცა ცნობილია, რომ უნდა არსებობდეს მათი მილიონობოთ სახეობა, ჯამში 10³¹ ნაწილაკი – რაც სიცოცხლის ყველა ფორმაზე მეტია. ეს პათოგენური ნაწილაკები ყველგან არიან, სადაც სიცოცხლეა და სიცოცხლის ყველა ფორმას შესაბამისი პარაზიტი მოეძებნება.

შეიძლება შემაშფოთებლად ჟღერს, თუმცა საგანგაშო არაფერია. მავნებლობისა და დამღუპველი ზემოქმედების მქონე არსების სინონიმად ქცეულ ამ აგენტებს კაცობრიობის წინაშე დამსახურებაც ბევრი აქვთ, ზოგი პირდაპირი და ზოგიც – არაპირდაპირი. თავიდან, ძირითადად, იმ ვირუსებს სწავლობდნენ, რომლებიც ადამიანის, ცხოველისა და მცენარის დაავადებას იწვევენ; ასე ჩამოყალიბდა საყოველთაო სტერეოტიპი, რომ ვირუსი ცალსახად უარყოფითი გმირია. თუმცა ბიოსფეროში ყველასთვის ავადსახსენებელ ვირუსებზე გაცილებით მეტი, ცხოველთა და მცენარეთა სამეფოსთვის უწყინარი, ან მეტიც, სასიკეთო ვირუსია, რომლებიც მხოლოდ მიკროორგანიზმებს ერჩიან: ბაქტერიებსა და არქეებს.

ვირუსის მასპინძლობისთვის საჭირო კრიტერიუმებს ბაქტერია სავსებით აკმაყოფილებს. ცოცხალი ორგანიზმების კლასიფიკაციის სამი დომენიდან ერთ-ერთში გაერთიანებული, პროკარიოტული, ერთუჯრედიანი ორგანიზმები – ბაქტერიები დედამიწის ბიომასის უდიდეს ნაწილს შეადგენენ. ამ არსებებს ვირუსებთან შედარებით უფრო დიდი ხანია ვიცნობთ, შეგუებულნი ვართ მათთან თანაცხოვრებას და უფრო ნაცნობია მათი პირობითად დაყოფა მავნე და სასარგებლო ბაქტერიებად. ზოგი გვკლავს, ზოგის გარეშე ვერც ვიცოცხლებდით. ასეა ვირუსების შემთხვევაშიც – პარაზიტი, რომელიც ჩვენ არაფერს გვიშავებს და მავნე ბაქტერიას კლავს, ავტომატურად კეთილშობილდება ჩვენ თვალში. ასეთი კეთილშობილი არსებები არიან ბაქტერიის ვირუსები, რომელთაც ბაქტერიოფაგებს – სიტყვასიტყვით: „ბაქტერიის მჭამელებს“ უწოდებენ. ტრადიციულად, შემოკლებით მათ ფაგებსაც უწოდებენ. ვირუსების ნათელი მხარე 1917 წელს ფაგების აღმოჩენის შემდეგ გამოაშკარავდა და სწორედ ამ პერიოდში გადაიკვეთა ქართული მეცნიერება პასტერის ინსტიტუტთან.

სიცოცხლის სამი დომენი
დედამიწა, დაახლოებით, 4,5 მილიარდი წლისაა. თითქმის 4 მილიარდი წლის წინ უკვე არსებობდა უნივერსალური საერთო წინაპარი, რომელსაც თანდათანობით გამოეყო ყველა თანამედროვე სახეობა. პლანეტის ბინადარ ცოცხალ ორგანიზმებს, ევოლუციური ნათესაობის საფუძველზე, სამ ძირითად განშტოებად ყოფენ. სიცოცხლის სამ დომენს წარმოადგენენ: ბაქტერიები, არქეები და ევკარიოტები. პირველ ორ შტოზე განლაგებულნი არიან პროკარიოტული მიკროორგანიზმები, რომლებიც ერთი შეხედვით ძალიან ჰგვანან ერთმანეთს, თუმცა გენეტიკური თვალსაზრისით არქეები ევკარიოტებთან უფრო ახლოს არიან.

ბაქტერიებისა და არქეების მაინფიცირებელი ვირუსების სტრუქტურა

იკოსაედრული სიმეტრიის სფერული ვირუსი
Corticoviridae
იკოსაედრული ტიპის ვირუსში გენეტიკური მასალა შეფუთულია შიდა ლიპიდურ შალითაში, რომელსაც ცილოვანი აგებულების გარსი, კაფსიდი აკრავს.

იკოსაედრული თავისა და
წანაზარდის მქონე ვირუსი
Miovirdae
ე.წ. თავ-კუდიანი ფაგის გენეტიკური მასალა მხოლოდ ცილოვანი გარსითაა გარშემორტყმული.
ამ ორივე ტიპის ვირუსის კაფსიდში ორჯაჭვიანი, უშალითო დნმ იმდენად მჭიდროდ არის ჩატუმბული, რომ წნევა ასჯერ უფრო დიდია, ვიდრე შამპანურის ბოთლში.

1919 წელს ახალგაზრდა ბაქტერიოლოგი გიორგი ელიავა ვაქცინების დამზადების შესასწავლად მიავლინეს პარიზის პასტერის ინსტიტუტში. იქ გაიცნო მან ბაქტერიოფაგის აღმომჩენი კანადელი მეცნიერი, ფელიქს დ’ერელი, რომელიც იმ დროს ამტკიცებდა, რომ ფაგებით მკურნალობა შეეძლო, მისი კოლეგები კი ამას სერიოზულად არ აღიქვამდნენ; ელიავას თვითონაც ჰქონდა შემჩნეული, რომ მტკვრის წყლის კვლევის დროს ბაქტერიის შტამი ქრებოდა და ამ მოვლენას ვერაფრით ხსნიდა; შემდეგ კი დაასკვნა, რომ ეს სწორედ ფაგების ნამოქმედარი იქნებოდა. საერთო ინტერესით გაერთიანებული სხვადასხვა თაობის მეცნიერები დამეგობრდნენ კიდეც. ამას მოჰყვა დ’ერელის თბილისში ოფიციალური მოწვევაც. კომუნიზმის იდეებით გატაცებულმა ექსცენტრიკულმა მეცნიერმა იოსებ სტალინს შესთავაზა წითელი არმიის დახმარება ფაგებით. შემდეგ უკვე თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტის საპატიო პროფესორმა, დ’ერელმა, ფაგოთერაპიის ფენომენზე დაწერილი წიგნიც სტალინს მიუძღვნა. 1923 წელს თბილისში დაარსებული ბაქტერიოფაგიის ინსტიტუტი მსოფლიოში ფაგოთერაპიის ცენტრი უნდა გამხდარიყო, თუმცა ელიავასა და დ’ერელის შორსმიმავალი გეგმები ტრაგიკულად შეფერხდა. გიორგი ელიავა ემსხვერპლა გასული საუკუნის 30-იანი წლების რეპრესიებს. 1937 წელს გიორგი ელიავა და მისი ქართველი კოლეგები ხალხის მტრებად გამოაცხადეს და დახვრიტეს. მათ ბრალად ედებოდათ, რომ სპეციალურად გაავრცელეს დიზენტერია, ბოტულიზმი და ყველა უბედურება, რაც ბაქტერიებს უკავშირდებოდა. ლიდერების გარეშე დარჩენილი ინსტიტუტი გადავიდა სსრკ-ის ჯანდაცვის სამინისტროს დაქვემდებარებაში. ვაქცინების და შრატების საკავშირო ქსელის წამყვან მიმართულებად მაინც ფაგოთერაპია და პროფილაქტიკა დარჩა. სსრკ-ფინეთის ომში, ე.წ. „ზამთრის კამპანიის“ დროს, ჯარისკაცებში მასობრივად გამოიყენეს ფაგები განგრენის საწინააღმდეგოდ, რამაც მნიშვნელოვნად შეამცირა ამპუტაციის რიცხვი და აღარავის სჭირდებოდა ფაგების ეფექტურობის დამტკიცება მიუხედავად იმისა, რომ გამოყენებული პრეპარატები არ იყო საჭირო სტანდარტებით ტესტირებული.

ფაგოთერაპიის ტალღამ აგორება ბოლომდე ვერც მოასწრო, ისეთ დროს გამოჩნდა ანტიბიოტიკები, რომლებმაც ბაქტერიებთან უნივერსალური მებრძოლის ნიშა დაიკავა. თუმცა, ათწლეულების განმავლობაში ანტიბიოტიკების არათანმიმდევრულმა, საყოველთაო გამოყენებამ მსოფლიო ახალი, ურთულესი პრობლემის წინაშე დააყენა – ბაქტერიებმა სწრაფად განიცადეს ევოლუცია და ანტიბიოტიკების მიმართ რეზისტენტობა გამოიმუშავეს. ამიტომ ფაგოთერაპიის მნიშვნელობა კვლავ აქტუალური გახდა მთელ მსოფლიოში. საქართველოში, სადაც ფაგოთერაპია უწყვეტი ისტორიის გამო ტრადიციულ დარგად შეგვიძლია ჩავთვალოთ, მსოფლიოს შორეული წერტილებიდან ჩამოდიან პაციენტები, რომელთაც დაავადების გამომწვევი ბაქტერიების ანტიბიოტიკებისადმი რეზისტენტობა უკვე საკუთარ თავზე გამოცადეს და უკანასკნელ ხსნას ფაგებით მკურნალობაში ხედავენ.

ბაქტერიული ვირუსის გამრავლების ლითიური ციკლი

თერაპიული მიმართულების გარდა, ბაქტერიის ვირუსების არაპირდაპირი, თუმცა ფასდაუდებელი დამსახურებაა მეცნიერების განვითარებაში შეტანილი წვლილი. XX საუკუნის მეორე ნახევარში ფაგებს იყენებდნენ სიცოცხლის მექანიზმის ამოხსნის მოდელად. ფაგებზე დაკვირვებამ შესაძლებელი გახადა დნმ-ის როგორც გენეტიკური ინფორმაციის მატარებელი მოლეკულის აღმოჩენა, გენის პირველადი აღწერა და გენების რეგულაციის მექანიზმის ახსნა. ვირუსების მარტივი აგებულებისა და, შესაბამისად, მცირე ზომის გენომის სეკვენირება მეცნიერებმა ბევრად უფრო ადრე შეძლეს, ვიდრე რომელიმე უჯრედული ფორმის გენომისა. ასე გავიგეთ, რას წარმოადგენს, როგორ ინახება და როგორ გადაეცემა გენეტიკური ინფორმაცია, როგორც ვერტიკალურად (მემკვიდრეობით), ისე ჰორიზონტალურად სხვადასხვა სახეობებსა და დომენებს შორისაც კი.

ბაქტერიების ვირუსებს იყენებენ თანამედროვე მედიცინის განვითარების ინსტრუმენტად და ისინი ნანოტექნოლოგიის უმნიშვნელოვანეს შემადგენელს წარმოადგენენ. მათ იყენებენ ვეტერინარიაში, კვების მრეწველობასა და სოფლის მეურნეობაში.

ვირუსების კიდევ ერთი, პირდაპირი დამსახურება კაცობრიობის წინაშე და შესაბამისი კვლევის მიმართულება არის ვირუსული ეკოლოგია. ვირუსების მტაცებლობა მიკროორგანიზმების სიკვდილიანობის უმთავრესი გამომწვევია; ამ მხრივ ვირუსებს უზარმაზარი გავლენა აქვს მიკრობულ ცხოვრებასა და გლობალურ ბიოგეოქიმიურ ციკლზე. ბაქტერიის ვირუსები განსაკუთრებით ფართოდაა გავრცელებული მსოფლიო ოკეანეში და მათი კონცენტრაცია შეიძლება 900 მლნ ერთეულს აღწევდეს ერთ მილილიტრ ზღვის წყალში. გარდა ამისა, მათ ამ გარემოში განსაკუთრებით სწრაფი თავდასხმისა და რეპლიკაციის უნარი აქვთ. მკვდარი მიკროორგანიზმების გახრწნის შედეგად მსოფლიო ოკეანეში გიგატონობით ნახშირბადი და აზოტი წარმოიქმნება.
ვირუსული ეკოლოგიის განვითარებამ სხვადასხვა ეკოსისტემაში ვირუსთა შესწავლის საჭიროება განაპირობა. ვირუსები ბინადრობენ ისეთ გარემოებშიც, რომლებიც, ერთი შეხედვით, სიცოცხლესთან ყოვლად შეუთავსებელია – მაგალითად, ცხელ ან მარილებით გაჯერებულ წყლებში. ასეთ გარემოში ვირუსებს მასპინძლობს კიდევ ერთი, ნაკლებად პოპულარული პერსონაჟი – არქეა. როგორც ჩანს, რადგან ამ მიკროორგანიზმს პირდაპირი კონფლიქტი არ ჰქონია ადამიანის მოდგმასთან და სხვა ორგანიზმების მიმართაც პარაზიტიზმი არ ახასიათებს, მასაც ბოლო დრომდე კარგად არ იცნობდნენ მეცნიერები.

არქეა – ფილოგენეტიკური ხის მეორე განშტოებაზე მოთავსებული, სიცოცხლის სამი დომენიდან ერთ-ერთი (რომელსაც სულ ახლო წარსულში ბაქტერიებს მიაკუთვნებდნენ და არქებაქტერიებს უწოდებდნენ), უბირთვო ერთუჯრედიანი ორგანიზმია. არქეები, დამოუკიდებელი ევოლუციური ისტორიისა და სიცოცხლის სხვა ფორმებისაგან განსხვავებული ბიოქიმიური თავისებურებების გამო, ცალკე დომენად არის კლასიფიცირებული. გენეტიკური თვალსაზრისით, ისინი ევკარიოტებთან უფრო ახლოს არიან, ვიდრე მათსავით პროკარიოტულ – ერთუჯრედიან ბაქტერიებთან, რომელთაც გარეგნულადაც ძალიან ჰგვანან.

არქეები მშვიდობიანად ცხოვრობენ ადამიანის ორგანიზმშიც და დედამიწის წიაღშიც, აზოტისა და ნახშირბადის წრებრუნვაში ეკისრებათ როლი, წარმოქმნიან მეთანს, სახელგანთქმულნი არიან ექსტრემალური ადგილების მიმართ სიმპათიით, უყვართ მარილებით გაჯერებული ან მდუღარე წყალი და იმ გარემოში დომინირებენ, სადაც ბაქტერიებს ბევრი არაფერი ესაქმებათ. თუმცა იქ, სადაც ბაქტერიები არ არიან, აბსოლუტურ ჰეგემონიაში არქეებს ისევ ვირუსები უშლიან ხელს.

არქეები დედამიწის ბიომასის 20%-ზე მეტს შეადგენენ. ასეთი რაოდენობის მიუხედავად, მათი თვისებებისა და მრავალსახეობის შესახებ ცოდნა მეტად შეზღუდულია. გარდა იმისა, რომ არქეების არსებობა სულ რაღაც 1970-იანი წლების ბოლოს დადგინდა და მათი კვლევის ისტორია ხანმოკლეა, მთავარი შემაფერხებელი ფაქტორი ლაბორატორიულ პირობებში მათი გაზრდის სირთულეა. შესაძლებელია მხოლოდ გარკვეული სახეობების კულტივირება, მაგალითად, მათი, რომელთა ზრდის ოპტიმალური ტემპერატურა 80 გრადუსს აღემატება.

არქეების ჰიპერთერმოფილური სახეობების შესწავლის ერთ-ერთი პიონერია დავით ფრანგიშვილი, რომელმაც არქეების აღმოჩენიდან მალევე დაიწყო მათი კვლევა საკუთარ ლაბორატორიაში – ჯერ კიდევ თბილისში, მოლეკულური ბიოლოგიისა და ბიოფიზიკის ინსტიტუტში. მაღალი ტემპერატურის მოყვარული არქეების შესწავლამ იგი მათი მაინფიცირებელი ვირუსების კვლევამდე მიიყვანა; ასე გადაერთო იგი მოლეკულური ბიოლოგიიდან ვირუსოლოგიაზე და უკვე მრავალი წელია სწორედ ამ მიმართულებით მუშაობამ დაუმკვიდრა ავტორიტეტული მეცნიერის სახელი. ჭეშმარიტი მკვლევრისთვის დამახასიათებელმა ცნობისმოყვარეობამ და სიახლის ძიებამ ის მეცნიერების სხვადასხვა დარგსა და სხვადასხვა ქვეყანაში ამოგზაურა; იგი მუშაობდა გერმანიაში, მაქს პლანკის ბიოქიმიის ინსტიტუტში, რეგენსბურგის უნივერსიტეტსა და ბოლო 15 წელია უკვე საფრანგეთში, პასტერის ინსტიტუტში.

2018 წლის ივლისია და პარიზის პასტერის ინსტიტუტში თავად პროფესორი ფრანგიშვილი მმასპინძლობს. შუა პარიზში მდებარე ინსტიტუტის მთავარი შენობა იმავე ეზოშია, სადაც ლუი პასტერის სახლ-მუზეუმი და მისი აკლდამაა (დიახ, აკლდამა – ისეთი, როგორიც თავად უნდოდა პასტერს, რომელმაც მეცნიერებაში რევოლუცია მოახდინა, კარგად აცნობიერებდა საკუთარ დამსახურებას და სიცოცხლეშივე ითხოვდა შესაბამის დაფასებას საზოგადოებისგან). მცირე ექსკურსიის შემდეგ უკვე სამუშაო სივრცეში ვინაცვლებთ. შვებულების სეზონია და ინსტიტუტი ნახევრად ცარიელია. დავით ფრანგიშვილის მოკრძალებული კაბინეტი მიკროგრაფიებით, ცხრილებითა და ოჯახის წევრების ფოტოებით არის გაფორმებული; დერეფნის გაყოლებაზე ჩამწკრივებული სხვადასხვა ლაბორატორიიდან პროფესორ ფრანგიშვილს პატივისცემით და ღიმილით ესალმებიან კოლეგები. კომპიუტერებით, სინჯარებით და უცხო თვალისთვის გაუგებარი უამრავი დანადგარით სავსე ნათელ ოთახში ეთნიკური სიჭრელეც იკვეთება. ქართველი პროფესორი ხელმძღვანელობს მეცნიერთა ჯგუფს, რომლებიც საფრანგეთში სხვადასხვა ქვეყნიდან ჩამოვიდნენ; მათ შორის არიან დოქტორანტები კოლუმბიიდან, მექსიკიდან, ნიდერლანდებიდან, ხორვატიიდან და ჩინეთიდან. თავადაც იხსენებს, რომ 15 წლის წინ დათანხმდა „მიკრობიოლოგიის მექადან“ მიღებულ მოწვევაზე და გერმანიიდან საფრანგეთში გადაინაცვლა, თუმცა საქართველოსთან კავშირს არ წყვეტს და მიზნად აქვს დასახული საკუთარ ქვეყანაში მიკრობიოლოგიის შემდგომი განვითარება. მიუხედავად იმისა, რომ მსოფლიო მეცნიერებისთვის უმნიშვნელოვანესი აღმოჩენები გერმანიასა და საფრანგეთში იქაური სამეცნიერო ფონდების ხელშეწყობით აქვს გაკეთებული, თვლის, რომ ეს „მიკრობიოლოგიის განძი“ საქართველოსაც ეკუთვნის, რადგან მეცნიერად სწორედ აქ ჩამოყალიბდა – თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტისა და მეცნიერებათა აკადემიის კედლებში.

კარიერაში მრავალ გარდატეხას შორის – ფიზიკოსობიდან მიკრობიოლოგობამდე, ყველაზე მნიშვნელოვანი აღმოჩნდა 1995 წლის ექსპედიცია ისლანდიაში, სამეცნიერო ხელმძღვანელ ვოლფრამ ცილიგთან ერთად. იქაურ ჰიპერთერმულ წყაროებში დაფიქსირებულ ვირუსთა მრავალსახეობა სრული მოულოდნელობა აღმოჩნდა, რადგან ისინი აგებულებით საერთოდ არ ჰგავდნენ ყველა დანარჩენ ეკოსისტემაში გავრცელებული მიკროორგანიზმების ვირუსებს და სწორედ ისინი გახდნენ დავით ფრანგიშვილის კვლევის ახალი ობიექტები. ექსტრემოფილი ორგანიზმების ვირუსების მორფოლოგიით განცვიფრებულმა, მას შემდეგ მსოფლიოს უამრავი გეოთერმული წყარო და აქტიური ვულკანიზმისა და ტექტონიკის ადგილი გამოიკვლია: აშშ-ში, იელოუსტოუნის ეროვნული პარკიდან დაწყებული – იაპონიის ბეპუთი დამთავრებული. ნანახს არასოდეს გაუწბილებია – ექსპედიციების შედეგად ათეულობით ვირუსის მანამდე უცნობი სახეობა აღმოაჩინეს, რამაც შეცვალა ვირუსების მრავალსახეობაზე წარმოდგენა. დადგინდა, რომ ვირუსების უჩვეულო ფორმები განპირობებულია დნმ-ის მოლეკულის შეფუთვისა და მასპინძელ უჯრედთან მისაბმელი საცეცების თავისებურებით. არქეას ვირუსებზე აშშ-ში, იტალიაში, პორტუგალიასა და იაპონიაში ნადირობის შემდეგ, უკანასკნელი აღმოჩენა 2017 წელს საქართველოში გაკეთდა: ცაიშში, ხელოვნური ჭაბურღილიდან ამოსულ ჰიპერთერმულ წყალში. საგულისხმოა, რომ სხვადასხვა ექსტრემალურ ჰაბიტატში აღმოჩენილი ვირუსები ერთმანეთს მაინც ჰგვანან და სხვა ტიპის ვირუსებისგან განსხვავებულ ბიოლოგიურ თვისებებს ავლენენ. ზოგიერთი, მაგალითად, უჯრედზე თავდასხმის შემდეგ, გენეტიკური მასალის რეპლიკაციის და საკუთარი ასლების დამზადების დროს მასპინძელი უჯრედის გარსზე დამატებით წანაზარდებს წარმოქმნის, რომლებიც ლიზისის (უჯრედის დაშლის) დროს ყვავილის კოკორივით იხსნება და ვირუსების ახალი თაობა იქიდან გამოიფრქვევა. ბაქტერიების ვირუსებს ასეთი დახვეწილი ბიოლოგიური თვისებები არ აქვთ. შედარებისთვის: დღემდე შესწავლილია ათეულობით ათასი ბაქტერიის ვირუსი და სულ რამდენიმე ათეული არქეას ვირუსი. აგებულების მიხედვით, ბაქტერიოფაგებში გამოიყოფა ორი ძირითადი ტიპი, ხოლო არქეას ვირუსებში – 15 ძირითადი ტიპი, რომელთაგან ნახევარზე მეტი ფრანგიშვილის ლაბორატორიებში იქნა აღმოჩენილი და აღწერილი. არქეების ვირუსების მორფოლოგია უფრო მრავალფეროვანია და ბაქტერიული ვირუსების ძირითად ფორმასაც მოიცავს – ანუ არქეების ვირუსებშიც გვხვდება ყველაზე გავრცელებული ე.წ. „თავ-კუდიანი“ ტიპი. ამას დავით ფრანგიშვილი და მისი კოლეგები იმით ხსნიან, რომ მათი წინაპარი ჯერ კიდევ მაშინ არსებობდა, სანამ ბაქტერიები და არქეები საერთო წინაპრისგან სხვადასხვა განშტოებად გაიყოფოდნენ, დაახლოებით 4 მილიარდი წლის წინ. დავით ფრანგიშვილის აზრით, პირველყოფილ დედამიწაზე გავრცელებული იყვნენ ყველა ტიპის ჰიპერთერმოფილი ვირუსების წინაპრები და დღევანდელი ჰიპერთერმოფილი ვირუსების სახით „ანცესტრალური ვირუსული სამყაროს ცოცხალი ნაშთები“ გვაქვს. მაშინ ჩნდება კითხვა, რატომ არის, რომ ანცესტრალური ვირუსების ტიპი თანამედროვე დედამიწაზე კონკრეტულად უკიდურესად მაღალი ტემპერატურის პირობებშია წარმოდგენილი? პასუხი, როგორც ჩანს, მასპინძელი ორგანიზმის თავისებურებაში უნდა ვეძებოთ, რომლებიც ასეთ გარემოში ცხოველქმედებენ. ეს ერთუჯრედიანი მიკროორგანიზმები ყველაზე პრიმიტიული უჯრედული მემბრანით არიან დაფარულნი და ამ ბარიერის გარღვევა მრავალი ტიპის ვირუსს შეუძლია, განსხვავებით სხვა ერთუჯრედიანი ორგანიზმებისაგან, რომელთა დახვეწილი მემბრანა ანცესტრალური ვირუსებისთვის გადაულახავი ბარიერი აღმოჩნდა. ამიტომაც, ასეთი ვირუსებიც მხოლოდ იმ ეკოლოგიურ ნიშებში შემორჩნენ, სადაც მათი ასევე „ძველმოდური“ მასპინძლები ბინადრობენ.

„ორგანიზმებსა და ვირუსებს გამუდმებული ბრძოლა აქვთ და ეს ბრძოლა ბიოსფეროს ევოლუციისა და სიახლეების მთავარი მამოძრავებელი ძალაა“.
– დავით ფრანგიშვილი

ჰიპერთერმულ ჰაბიტატებში გავრცელებული ვირუსების გასაოცარი მრავალფეროვნების მიზეზების კვლევას ზოგადად ვირუსების წარმოშობაზე მსჯელობამდე მივყავართ. რადგან ვირუსები განამარხებულ ნაშთებს არ ტოვებენ, მათი ევოლუციური ისტორიის რეკონსტრუქცია კიდევ უფრო რთულია. არაპირდაპირი მტკიცებულებები ცხადყოფს, რომ ვირუსები პალეოარქეულ ერაში უკვე არსებობდა. პალეობიოლოგის, ვილიამ შოპფის მრავალწლიანი კვლევის შედეგად გაირკვა, რომ 3,5 მილიარდი წლის წინ დედამიწაზე უკვე არსებობდა მაღალგანვითარებული მიკრობული ცხოვრება – ციანობაქტერიების წინაპრებს ფოტოსინთეზის უნარი ჰქონდათ, არქეებიც ისევე წარმოქმნიდნენ მეთანს, როგორც ახლა და, ზოგადად, დღევანდელი ორგანიზმების თვისებები მსგავსია იმდროინდელისა. ყოველი ახალი აღმოჩენა, გარკვეულ კითხვებზე პასუხის გაცემის გარდა, დამატებით კითხვებსა და თეორიებს აჩენს. შოპფის კვლევის შედეგები იმ იდეას ამყარებს, რომ მიკრობული სიცოცხლე დედამიწის წარმოქმნიდან ერთ მილიარდ წელიწადში განვითარების ასეთ მაღალ დონეს ვერ მიაღწევდა და, წესით, შემოტანილი უნდა ყოფილიყო სხვა პლანეტიდან. ეს კი, თავის მხრივ, იმ ვარაუდის საშუალებასაც იძლევა, რომ მსგავსი სიცოცხლე სხვაგანაც შეიძლება იყოს…

მინაწერის გახსნა

გააზიარეთ ფოტო

მინაწერის გახსნა

გასაკვირი არაა, რომ მსოფლიოში მეცნიერებს შორის კონსენსუსი არ არსებობს სიცოცხლის წარმოშობის შესახებ. შესაბამისად, არც იმაზე, თუ როდის ან როგორ წარმოიშვნენ ვირუსები: წინ უსწრებდნენ უჯრედული სიცოცხლის წარმოშობას, თუ პარალელურად გაჩნდნენ? როგორც უნდა ყოფილიყო, ფაქტია, რომ თანაარსებობის მანძილზე „ორგანიზმებს და ვირუსებს გამუდმებული ბრძოლა აქვთ და ეს ბრძოლა ბიოსფეროს ევოლუციისა და სიახლეების მთავარი მამოძრავებელი ძალაა“, – ამბობს დავით ფრანგიშვილი.
ვირუსებთან ბრძოლა და მათი საიდუმლოს ამოხსნის სურვილი ამოძრავებს და განვითარების ბიძგს აძლევს თანამედროვე მეცნიერებას, რომელიც ვირუსებთან შეხების ყველა წერტილს ატომურ დონემდე უღრმავდება; მკვლევრები ეძებენ პასუხს კითხვებზე, როგორ დავიცვათ მათგან თავი და როგორ მივმართოთ მათი პოტენციალი კაცობრიობის სასიკეთოდ; ვირუსების კვალს ეძებენ ისეთ ადგილებშიც, სადაც ყველაზე ნაკლებად წარმოგვიდგენია, მაგალითად, ადამიანის გენეტიკურ კოდში, რომელიც თავის ტვინს მეხსიერების ჩამოყალიბების უნარს აძლევს ან სიყვარულის გრძნობას განაპირობებს.

უდავოა, რომ ვირუსებს – გენეტიკური ინფორმაციის როგორც ვერტიკალურად, ისე ჰორიზონტალურად გადამტანებს – ფუნდამენტური როლი აქვთ შესრულებული ევოლუციასა და სახეობათა დივერსიფიკაციაში. მათ ჩამოგვაყალიბეს და დღემდე აგრძელებენ ჩვენს მოდიფიცირებას. ან იქნებ ჩვენ თვითონ ვართ „ვირუსების უახლესი თაობა“, რომლებიც, პირველყოფილი ვირუსული ნაწილაკების მსგავსად, პარაზიტული ჟინით ვუწევთ ექსპლუატაციას მასპინძელ დედამიწას და საკუთარი გენის გამრავლებას ვცდილობთ ისე, როგორც ანცესტრალური ვირუსები 4 მილიარდი წლის წინ – ცხელ წყაროებში. ამ ლოგიკით, „ვირუსების პლანეტა“ ისევ ჩვენი პლანეტა გამოდის.

ქეთევან ჭუმბურიძე National Geographic საქართველოს სამეცნიერო რედაქტორია, ეს სტატია მისი როგორც ავტორის დებიუტია ჩვენს ჟურნალში. გურამ კაპანაძის პირველი ფოტონამუშევარი 2018 წლის ივნისის ნომერში გამოქვეყნდა.