علماء يقتربون من إعادة تشكيل شفرة الحياة الوراثية
مصطلح «قرصنة الحياة - life hacking» عادة ما يُشير إلى التغيّر الذكي الذي يجعل حياتك أكتر إنتاجية، لكن هنالك فريق بحثي قام بخطوة قريبة من المعنى الحرفي، فإستطاعوا قرصنة آلية الحياة نفسها، كيف؟! إنهم صمموا -على الرغم من عدم إكتمال التصميم- جينوم صناعي لبكتيريا «إي كولاي-E Coli» وهذا يتطلب 62,000 تغيّر مذهل على «الحمض النووي - DNA» والذي سيؤدى في النهاية لجينوم مُهدنَس وراثيًا أكثر تعقيداً حتى الآن، القائمين على هذا الموضوع يتنبؤن أن «E. Coli» التي تُدير ذلك الجينوم المُعاد صياغته، يمكن أن تصبح الأساس في تجارب المعمل ومصدر لكيماويات صناعية جديدة، الآن لم يصبح من الصعب أن نقوم بقرصنة «hack» للجينوم على نطاق واسع، فيقول أحد الباحثين «جائز أن يكون هذا الأمر ليس بالأمر السهل، لكن نستطيع الآن أن نقوم بهندسة الحياة على مقياس أعمق، حتى لو أن هذا الشئ يُعد حجر أساس مثل الشفرة الوراثية».
نبعت فكرة العمل من عملية التكرار الموجودة في الشفرة الوراثية، والتى هيّ لغة الحمض النووي التى تُستخدم لتُعلِم بها الآلة المسؤلة عن إنتاج البروتين في الخلية، تقرأ الخلايا الحروف الأربعة المكون منها الـ«DNA» في مجموعات من ثلاثة حروف تسمى «كودونات - codons»، فهم لهم وجهة نظر وهى أن الـ64 كودون للحمض النووى أكثر من اللازم لتشفير الـ20 حمض أميني الموجودين في الطبيعة، بالإضافة لـ«كودونات الوقف -stop codons»، والتى تُميز نهاية كل جين، ونتيجة لذلك، أن الشفرة الوراثية بها كودونات كثيرة مُكررة لنفس الحمض النووي مثل «CCC» و«CCG» يقومان بتشفير للحمض الأمينى «برولين - proline» مثلاً، فقد قام الفريق بافتراض أن تلك الكودونات المُكررة يمكن إزالتها بواسطة برامج مثل «recoded cell»، وفي نفس الوقت دون الضرر بالخلية، بذلك نستطيع حذف الجين المسؤول عن ترجمة الكودون «CCC» لبرولين كلياً.
فى تلك الدراسة، قرر الفريق إزالة 7 من 64 كودون لميكروب، هذا الهدف يبدو إنه سيحقق توازن جيد بين عدد التغيرات التى ظهرت فنياً، والعدد الذي يمكن أن يكون أكثر من اللازم لبقاء الخلية على قيد الحياة، وفي النهاية أن تلك السبع كودونات يُمكن إعادة تشفيرهم لـ4 أحماض أمينية غير طبيعية مختلفة، لحسن الحظ الآن أن عملية تخليق الـ«DNA» لم تعُد مُكلفة كما كانت، لكن حتى مع آخر تقنيات تعديل الـ«DNA» كـ«كريسبر - CRISPR»، تزال تغيرات كثيرة مستحيلة، لهذا بدلًا من تعديل الجينوم في مكان واحد في المرة، الفريق استخدَم آلات لتصنيع أجزاء طويلة -كل جرء يحتوى على تغيرات عديدة- من الجينوم المُعاد تشفيرها من الصفر.
قد جعل الفريق الآن العمل فى هذا الأمر أصعب، بإدخال القطع أو أجزاء الجين فى «E-Coli» والتأكيد على عدم وجود تغيرات قاتلة ستحدث للخلايا، وحتى الآن تم اختبار 63% فقط من الجينوم المُعاد تشفيره، وقد لاحظ العلماء تغيرات قليلة فقط التى سببت مشاكل، وموضوع آخر اهتم به العلماء وهو السلامة، حيث أن تلك الأحماض الأمينية الغير طبيعية التى ستنتجها بكتيريا «E-Coli» المُعاد تشفيرها من الممكن أن تكون سامة، وسيصبح الوضح حَرِج كلما إقتربنا من الفيروسات المتعددة كاملة المقاومة. هل هذا الكلام ممكن أن يضع العلماء على عتبة عصر جديد من خلايا مُهندسة وراثيًا خالية من الفيروسات؟ يمكن القول أنهم فى الطريق لذلك، لأن مراحل التخليق، الاختبار، والتجميع تستغرق سنوات كثيرة، ويقول أحد الباحثين: أن أصعب 5% من التصميم يحتاج 95% جهد حتى ينتهى.
ترجمة: هبه مطاوع | تدقيق: سماح بهيج | مراجعة: آلاء أحمد | تصميم: خالد الاسطل | إعداد: أسماء وحيد | نشر : ساره محسن
