„ვაზის დნმ–ის შესწავლით დადგინდა, რომ რქაწითელის ხაზი არსად მსოფლიოში არ გვხვდება“
„დნმ-ის მოლეკულის ოთხი ასოს მონაცვლეობით შეიძლება ნებისმიერი ცოცხალი ორგანიზმის გენეტიკური ინფორმაციის ჩაწერა“
ვაზის დნმ-ის შესწავლის პრობლემებზე საქართველოს მოლეკულური გენეტიკის ინსტიტუტის თანამშრომლები 2005 წლიდან მუშაობდნენ: ჯერ მეცნიერებათა აკადემიის სისტემაში, 2010 წლიდან – თავისუფალი უნივერსიტეტის, შემდგომ კი – აგრარული უნივერსიტეტის შემადგენლობაში.
ვაზის დნმ–ის კვლევაში მონაწილეობდნენ მოლეკულური გენეტიკის ინსტიტუტის დირექტორი თენგიზ ბერიძე, მოლეკულური გენეტიკის ინსტიტუტის მეცნიერ-თანამშრომელი, მეცნიერებათა დოქტორი ვაჟა ტაბიძე, ასისტენტ-პროფესორი ია ფიფია და ასისტენტ-პროფესორი მაკა გოგნიაშვილი; ასევე, კვლევაში მონაწილეობა მიიღეს სენტ-ლუისის უნივერსიტეტის ბიოლოგიის დეპარტამენტის დეკანმა ბარბარა შაალმა და ილინოისის უნივერსიტეტის პროფესორმა ბარბარა ჰერნანდესმა.
ვაზი უძველესი დროიდან წარმოადგენს მსოფლიოს ერთ-ერთ ყველაზე მნიშვნელოვან სასოფლო-სამეურნეო კულტურას,ჩვენი ქვეყანა კი ვაზის 500-ზე მეტი ჯიშის სამშობლოა. ასევე, უნდა აღინიშნოს, რომ საქართველოშიაღმოჩენილია ვაზის გაშინაურების ყველაზე ადრეული მტკიცებულებები.
ვაზის წარმოშობის დადგენა კულტურული მცენარეების ევოლუციის ერთ-ერთი ყველაზე საინტერესო და მნიშვნელოვანი პრობლემაა. არსებობს ვაზის – Vitis-ის გვარის, სულ მცირე, 60-მდე ურთიერთშეჯვარებადი სახეობა, საიდანაც ორი მესამედი თავმოყრილია ჩრდილოეთ და ცენტრალურ ამერიკაში, ხოლო ერთი მესამედი – აღმოსავლეთ აზიაში. დღემდე დაუდგენელი მიზეზების გამო, Vitis vinifera L წარმოადგენს ევროპა-ცენტრალურ აზიაში (ევრაზიაში) გვარ Vitis-ის ერთადერთ სახეობას.
2005-2012 წლებში მოლეკულური გენეტიკის ინსტიტუტმაშეისწავლა ევრაზიული ვაზის (Vitis vinifera-ს) გეოგრაფიულად დაცილებული113 ჯიშის გენომი, კონკრეტულად რომ ვთქვათ – დნმ-ის თანმიმდევრობების მრავალფეროვნება პლასტიდური დნმ-ის ორ სხვადასხვა უბანში. ამ 113 ნიმუშში 40 ქართულიჯიში იყო.
შესწავლის შედეგად113 ვაზის ჯიშშიოთხი განსხვავებული ჯგუფი (ჰაპლოპიტი) აღმოჩნდა. ქართული ვაზის ჯიშები ოთხივე ჯგუფში გადანაწილდა, მხოლოდ ერთი ჰაპლოპიტი (AAA)მარტო ქართული ჯიშებით არის წარმოდგენილი.
გენეტიკოსები აღნიშნავენ, რომქართულ ჯიშებში ვლინდება როგორც უნიკალური, ასევე – ყველა სხვა დანარჩენი ჰაპლოპიტი და ეს ფაქტი,გარკვეულწილად, ადასტურებს თეორიას, რომ სამხრეთ კავკასია ვაზის გაშინაურების (დომესტიკაციის) ცენტრს წარმოადგენს.
„ჩვენ თანამედროვე მეთოდების გამოყენებით დავადგინეთ, რომ დედის ხაზის მიხედვით, მსოფლიო ვაზის ჯიშები შეიძლება, დაიყოს ოთხ ჯგუფად. აქედან მსოფლიოში გავრცელებულია სამი, საქართველოში კი – ოთხი ჯგუფი. ეს მეოთხე არის რქაწითელის ხაზი, რომელიც არსად მსოფლიოში არ გვხვდება“ – ამბობს მოლეკულური გენეტიკის ინსტიტუტის დირექტორი თენგიზ ბერიძე.
რქაწითელის ხაზის შემდეგ დანარჩენი სამი ხაზი არის: ჩხავერი-პინონუარის ხაზი, ეს ერთ ჯგუფში შედის და კიდევ ბევრი, სულ 7 ათასი ჯიშია, არის მესხური მწვანე-შარდონეს ხაზი და საფერავი-კაბერნე სოვინიონის ხაზი. აქედან მსოფლიოში არის სამი, ყოველ შემთხვევაში, ჩვენ ბევრი ვეძებეთ, 123 მსოფლიო ვაზის ჯიში შევისწავლეთ, სამი არის გავრცელებული სხვაგან, ჩვენთან არის ოთხი. მეოთხეა რქაწითელი.
თენგიზ ბერიძის თქმით, არის ასეთი ჰიპოთეზა და დაუწერელი გენეტიკური კანონი, რომ რომელიმე ველურიჯიშისგაშინაურება და კულტურაში ჩართვა ხდებაიქ, სადაც ეს სახეობა მრავალფეროვნად არის წარმოდგენილი. როგორც გენეტიკურმა კვლევებმა დაადასტურეს, რქაწითელი გაშინაურდა და კულტურაში ჩაერთო სამხრეთ კავკასიაში, საქართველო- საინგილოს ტერიტორიაზე.
რა არის დნმ?
ყველა ცოცხალი ორგანიზმი შეიცავს დნმ-ის მოლეკულებს. დნმ-ის მოლეკულა არის მოცემული ორგანიზმის მემკვიდრული (გენეტიკური) ინფორმაციის მატარებელი. დნმ შედგება ოთხი მონომერისაგან (ასოსაგან) – A, G, C, T (ადენინი, გუანინი, ციტოზინი და თინინი).დნმ-ის (შესაბამისად, ჯიშის) სპეციფიკურობას განაპირობებს ამ მონომერების მონაცვლეობა მოლეკულის ჯაჭვის გასწვრივ.
თენგიზ ბერიძის თქმით:ისევე, როგორც 33 ქართული ასოს მონაცვლეობით შესაძლებელია სხვადასხვა ნაწარმოები – იქნება ეს „ვეფხისტყაოსანი,“ გალაკტიონის ლექსები თუ ფილოსოფიის სახელმძღვანელო დაიწეროს, ასევე დნმ-ის მოლეკულის ოთხი ასოს მონაცვლეობით შეიძლება, ნებისმიერი ცოცხალი ორგანიზმის მემკვიდრული (გენეტიკური) ინფორმაციისჩაწერა. ამ ოთხი ასოს მონაცვლეობით არის დაწერილი ჭიანჭველის გენომი, ვაზის გენომი, ხორბლის გენომი და ა.შ.
ცოტა რამ ვაზის გენის შესახებ
ვაზის გენეტიკური ინფორმაცია ჩაწერილია დაახლოებით 30 000 გენში. გენი – ეს არის ორგანიზმის დნმ-ის გარკვეული მცირე ნაწილი. ვაზის გენები განთავსებულია 19 ქრომოსომაში და ჯამურად შეიცავს 500 მილიონ ასოს, ხოლოთითო ქრომოსომასაშუალოდ შეიცავს დაახლოებით 1500 გენს.თითოეული ქრომოსომაკი ცოცხალი ორგანიზმის ყოველ უჯრედში მოცემულია ორი ასლის სახით -ერთი მიღებულია დედისგან, ხოლო მეორე- მამისგან.
გენეტიკის ინსტიტუტის დირექტორის, თენგიზ ბერიძის თქმით, განსაკუთრებულადმნიშვნელოვანი იყო პლასტიდური დნმ-ის ნუკლეტოდური თანმიმდევრობების კვლევა, რადგან პლასტიდური დნმ დედის ხაზით გადაეცემა და პრაქტიკულად, მნიშვნელოვან ცვლილებებს არ განიცდის. რაც მთავარია, მასში მუტაციათა სიხშირე დაბალია, რაც უფრო მოსახერხებელს ხდის ათასწლეულების მანძილზე მიმდინარე ევოლუციური პროცესების დაფიქსირებას.
ის, რომ შესწავლილი კულტურული ვაზის 113 ნიმუშში აღმოჩენილია ოთხი პლასტიდური დნმ-ის ტიპი და აქედან სამი მეორდება ქართულ და ევროპულ ჯიშებში, ხოლო ერთი ტიპი დამახასიათებელია მხოლოდ ქართული ჯიშებისათვის და არ გვხდება ევროპულში, მიუთითებს ქართული ვაზის ჯიშების ამ ჯგუფის უნიკალურობაზე.
ასევე, დნმ-ის მრავალფეროვნება შეისწავლეს სამხრეთ კავკასიის (საქართველო, თურქეთი, სომხეთი, აზერბიჯანი) ველური ვაზის ნიმუშებშიც (სულ 40 ველური ვაზის ნიმუში). ამჯერადაც დადგინდა ველური ვაზის ოთხი ტიპი.
ვაზის გენეტიკური მრავალფეროვნება
კვლევის შედეგად დადგინდა რვა ქართული (რქაწითელი, საფერავი, მესხური მწვანე, ჩხავერი, ალადასტური, კრახუნა, ციცკა, ცოლიკოური) და სამი ფრანგული (შარდონე, გუაი ბლანი, შასლა) ჯიშის ქლოროპლასტური დნმ-ის სრული თანმიმდევრობა, რომლებიც მიეკუთვნებიან ზემოაღნიშნულ ოთხივე ჯგუფს.
შარდონე და გუაი ბლანი განსხვავდებიან მესხური მწვანისგან მხოლოდ 2 ასოთი 160 000-დან (ყველა ATA-ჯგუფი). შასლა და საფერავი განსხვავდებიან ერთი ასოთი (ATT ჯგუფი). მაქსა, ჩხავერი, ალადასტური, კრახუნა, ციცქა, ცოლიკოური იდენტურები არიან (ყველა GTA ჯგუფი). ქლოროპლასტურიდნმ-ის მაღალი მსგავსება და იდენტურობა მიუთითებს, რომ ისინი მიეკუთვნებიან ერთი დედის ხაზს.
დღეისათვის გამოქვეყნებულია მხოლოდ ერთი ვაზის ჯიშის ქრომოსომული დნმ-ის სრული სტრუქტურა. ეს არის პინო ნუარი, რომელიც დადასტურდამეცნიერთა ორი ჯგუფის მიერ 2007 წელს.
ამას დაემატა ოთხი ქართული და ახლა მსოფლიოში ხუთი გენომიაგაშიფრული.
2012-2013 წლებში აგრარული უნივერსიტეტის მოლეკულური გენეტიკის ინსტიტუტის მიერ დადგენილია ოთხი ქართული ვაზის ჯიშის (რქაწითელი, საფერავი, ჩხავერი, მესხური მწვანე) ქრომოსომული დნმ-ის სრული თანმიმდევრობა. კვლევის საწყისი ეტაპი შესრულდა ილუმინას ფირმის ხელსაწყოზე ილინოისის უნივერსიტეტში (ჩიკაგო, ურბანა-შამპეინი, აშშ) აგრარული უნივერსიტეტის დაკვეთით, ამ უნივერსიტეტის რექტორის, ბატონ კახა ბენდუქიძის ფინანსური მხარდაჭერით.
კვლევის შედეგად ჯამში დადგინდა დაახლოებით 2 მილიარდი ასოს განლაგება დნმ-ის მოლეკულაში. ამჟამად მიმდინარეობს თანმიმდევრობების ანალიზი და ურთიერთშედარებები ცალკეული ქრომოსომების მიხედვით.
ვაზის არომატი
ცნობილია, რომ ღვინის, ისევე, როგორც ყურძნისაგან წარმოებული სხვა პროდუქტების (წვენი, ძმარი) ხარისხობრივ მახასიათებლებსა და ღირსებებს მნიშვნელოვანწილად განაპირობებენ მარცვლებში არსებული არომატული ნივთიერებები და მათი წინამორბედები.
ღვინის შემთხვევაში განარჩევენ არომატის ორ ტიპს: პირველადს (უშუალოდ ჯიშის მახასიათებლებიდან გამომდინარე) და მეორადს (საფუვრების მოქმედების შედეგად წარმოებული ძლიერი სურნელი). სხვადასხვა ჯიშის ყურძნისგან დამზადებული ღვინოები მკვეთრად განსხვავდებიან ერთმანეთისაგან, მათთვის დამახასიათებელი არომატების განმაპირობებელი ნივთიერებების შემცველობის მიხედვით, რის ერთ-ერთ მიზეზს უშუალოდ ჯიშთა შორის არსებული გენეტიკური განსხვავებები წარმოადგენენ.
„ევროპულებისაგან განსხვავებით, ქართული ვაზის ჯიშები, ისევე, როგორც ღვინოები, ნაკლებადაა შესწავლილი ზემოთხსენებული ნივთიერებების შემცველობის თვალსაზრისით, რაც განსაკუთრებით საინტერესოსა და მნიშვნელოვანს ხდის მათი ამ კუთხით კვლევას“ – ამბობს მოლეკულური გენეტიკის ინსტიტუტის ასისტენტ-პროფესორი ია ფიფია.
მისივე თქმით, აგრარული უნივერსიტეტის მოლეკულური გენეტიკის ინსტიტუტისა და იერუსალიმის უნივერსიტეტის რობერტ სმიტის სახელობის სოფლის მეურნეობის, საკვებისა და გარემოს შემსწავლელი ფაკულტეტის თანამშრომლობის შედეგად, პირველად მოხდა აქროლადი არომატული ნივთერებების შემცველობის შესწავლა როგორც ქართული ვაზის ჯიშების (რქაწითელი, ჩხავერი, საფერავი, მესხური მწვანე, ბუდეშური წითელი), ასევე – ღვინოებისათვის (რქაწითელი, ჩხავერი, საფერავი, მესხური მწვანე).
„თქვენ თუ დააგემოვნებთ რქაწითელის ყურძენს და რქაწითელის ღვინოს, შემდეგ დააგემოვნებთ საფერავს, იგრძნობა, რომ რქაწითელი, როგორც ყურძენი, ისევე ღვინო, რადიკალურად განსხვავებულია საფერავისგან. საფერავში უფრო ჭარბობს ასეთი ყვავილოვანი სურნელი. რქაწითელსაც აქვს ეს ყვავილოვანი სურნელი, მაგრამ ნაკლებად. რქაწითელში ეს ძალიან დაბალანსებულია იმის გამო, რომ ის კონკრეტული ნივთიერებები, რომლებიც ყვავილოვან სურნელს განაპირობებენ, ნაკლები კონცენტრაციისაა. ის, თუ რატომ არის ასეთიგანსხვავებული რაოდენობით, ამას ორგანიზმს კარნახობს გენომი. ის, თუ რამდენად აქტიურია მისი გენი და რამდენს წარმოქმნის ამ ნივთიერებებს.რქაწითელში არის ყვავილოვანი არომატი, არის ასევე ყველაფერი ის, რაც დამახასაიათებელია ბალახისათვის, ფოთოლი, სიმწვანე, არა ყვავილთან დაკავშირებული სურნელი, არამედ – მწვანე მასასთან“ – ამბობს ია ფიფია.
ქართულ ვაზსა და ღვინოში აღმოჩენილია ისეთი მნიშვნელოვანი აქროლადი ნივთერებები, როგორებიცაა ლინალოლი, გერანიოლი, ნეროლი და ა.შ. თითოეული მათგანი განსაზღვრული არომატის მატარებელი ნაერთია, რაც სხვა ქიმიურ ნაერთებთან ერთად, საბოლოო ჯამში, ქმნის ყურძნისა თუ ღვინისათვის დამახასიათებელ ინდივიდულურ ხარისხობრივ, უნიკალურ თავისებურებებს.
როგორც გენეტიკოსები ამბობენ, მოლეკულური გენეტიკის ინსტიტუტის მიერ ჩატარებული კვლევების შედეგად მიღებულია საინტერესო შედეგები, რომლებიც ამჟამად დამუშავების პროცესშია. ამრიგად, ქართული ვაზის გენის შესახებ საზოგადოებას წინ კიდევ ბევრი სიახლე ელოდება.
ნატო გუბელაძე
