قام كريج فينتر، الذي كان أحد قادة مشروع الجينوم البشري المنافس، بتطوير أساليب التسلسل السريع، وإنشاء أول بكتيريا اصطناعية، وكان له تأثير عميق على علم الجينوم وعلم الأحياء الاصطناعي.
بقلم الدكتور غال هايموفيتز، معهد ديفيدسون، الذراع التعليمي لمعهد وايزمان للعلوم
"أعتبر التقاعد بمثابة الموت. لديّ معهد أبحاث خاص بي وفريق رائع. أريد الاستمرار حتى تنفد أفكارنا الجيدة." هذا ما قاله فينتر. من توفي هذا العام, في مقابلة مع مجلة نيتشر في عام 2023. ولم يكن يعاني من نقص في الأفكار الجيدة. وقد أدت هذه الأفكار، من بين أمور أخرى، إلى خلاف علني مع أحد الحائزين على جائزة نوبل، وجلسة استماع في الكونجرس، ومنافسة بين الشركة التي أسسها وحكومة الولايات المتحدة، واكتشافات غيرت علم الأحياء.
التسلسلات الأولية
وُلد جون كريج فينتر في ولاية يوتا الأمريكية عام ١٩٤٦، لكن عائلته انتقلت إلى كاليفورنيا عندما كان طفلاً. كان طالبًا متوسطًا، وبعد تخرجه من المدرسة الثانوية، انضم إلى البحرية الأمريكية، حيث عمل كمسعف وعالج الجنود المصابين خلال حرب فيتنام. بعد الحرب، بدأ دراساته الأكاديمية، وحصل على درجة الدكتوراه عام ١٩٧٥ من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو (UCSD)، في مختبر ناثان كابلان، عالم الكيمياء الحيوية الذي درس نشاط الإنزيمات المرتبطة بالسرطان. انضم إلى جامعة بافالو في ولاية نيويورك أستاذًا، حيث درس نشاط مستقبلات الأدرينالين. في عام ١٩٨٤، انضم إلى المعاهد الوطنية للصحة (NIH)، حيث درس النواقل العصبية في الدماغ، وشارك في تسلسل واستنساخ الجينات المتعلقة بنشاط الدماغ.
في عام 1991، قام فينتر بتطوير طريقة مبتكرة لتسلسل الجينات تُنتج هذه التقنية أجزاءً قصيرة من الحمض النووي تُسمى علامات التسلسل المُعبر عنها (ESTs). تُتيح هذه الطريقة معرفة وجود جينات جديدة دون الحاجة إلى معرفة مسبقة بتسلسل الحمض النووي. وقد أدى ابتكار علامات التسلسل المُعبر عنها إلى اختصار كبير في اكتشاف الجينات الجديدة، إذ يُمكن فك شفرة التسلسل الكامل للجين الذي استُخلصت منه هذه العلامات بسهولة، وذلك بالاعتماد على أجزاء علامات التسلسل المُعبر عنها القصيرة. وكان الهدف هو إنتاج عشرات من تسلسلات علامات التسلسل المُعبر عنها يوميًا، والتي يُمكن للباحثين حول العالم استخدامها لاكتشاف جينات جديدة.
لكن في مناقشة في الكونغرس حول تمويل مشاريع المعاهد الوطنية للصحة، اندلعت ضجة. عندما أشار وينتر، الذي كان يناقش الطريقة الجديدة ومشروع رسم خرائط الجينات النشطة في الدماغ، عرضًا إلى أن معاهد الصحة الوطنية الأمريكية تعتزم تسجيل براءات اختراع لآلاف من أجزاء EST، بمعدل ألف براءة اختراع شهريًا تقريبًا، تم التخلي عن هذه البراءات بسبب ادعاءات الضرر الذي قد يلحق بصناعة التكنولوجيا الحيوية، التي لن تتمكن من استخدام أجزاء EST في البحث والتطوير الطبي الحيوي نتيجة لبراءات الاختراع الحكومية.
حروب الجينوم
أدت طريقة تسلسل الحمض النووي باستخدام علامات التسلسل المعبر عنها (ESTs) أيضًا إلى تغييرات في مشروع الجينوم البشريتأسست عام 1990 بتمويل حكومي قدره ثلاثة مليارات دولار لمدة 15 عامًا، بهدف رسم خريطة التسلسل الجيني للجينوم البشري بأكمله. وكان أول مدير للمشروع هو جيمس واتسون، الحائز على جائزة نوبل في الفيزياء. فك شفرة بنية الحمض النوويآمن واتسون بمنهجية التسلسل المنهجي للجينوم قطعةً قطعة، بدلاً من منهج فينتر الذي يعتمد على اكتشاف أجزاء عشوائية من الحمض النووي دون معرفة مسبقة. وكان أيضاً من بين معارضي سياسة براءات الاختراع التي قادها مدير معاهد الصحة الوطنية براندين هيلي، كما عارض أفكار فينتر لإنشاء مراكز بحثية صغيرة من شأنها تسريع وتيرة المشروع. وفي عام ١٩٩٢، وسط هذه الخلافات، استقال واتسون من مشروع الجينوم.
في العام نفسه، ترك فينتر معاهد الصحة الوطنية وأسس معهده الخاص لأبحاث الجينوم بهدف تطوير طريقة أسرع لتسلسل الجينات تُعرف باسم تسلسل الشوتجن. تعتمد هذه الطريقة على تسلسل أجزاء صغيرة عشوائية من الحمض النووي. ثم يتم تحديد المناطق المتداخلة بين هذه الأجزاء وربطها معًا لتكوين تسلسل كامل. في عام 1995، نشر فينتر وفريقه بحثًا بعنوان: الإنجاز الأول إنجازهم – أول تسلسل كامل لجينوم كائن حي. كان جينومًا مكونًا من 1.8 مليون حرف لبكتيريا المستدمية النزليةوهي بكتيريا تسبب التهاب السحايا عند الرضع. خلال أواخر التسعينيات، نشر تسلسلات الطفيليات المسببة للأمراض مثل طفيل الملاريا، والتي تمتلك جينومات أطول بكثير.
في عام 1998، نشر فينتر شرط في مجلة ساينس، وصف كيف يمكن للطريقة الجديدة أن تُحدد تسلسل الجينوم البشري بتكلفة تقل عن عُشر تكلفة مشروع الجينوم البشري، وفي وقت أقصر. في العام نفسه، أسس فينتر شركة جديدة تُدعى سيليرا، بهدف إكمال تسلسل الجينوم البشري قبل مشروع الجينوم البشري التابع للمعاهد الوطنية للصحة. كانت المنافسة شرسة، ووصلت إلى البيت الأبيض، حيث توسط الرئيس بيل كلينتون في "هدنة" بين الطرفين. وأخيرًا، تم وضع المسودة الأولى للجينوم البشري. نُشر عام 2001، في ورقة بحثية واحدة من مشروع الجينوم البشري وورقة بحثية ثانية من شركة سيليرا نُشرت في اليوم التالي.
حياة مصطنعة
مع انحسار الجدل حول الجينوم البشري، اتخذ فينتر مسارًا جديدًا. أسس معهدًا بحثيًا جديدًا سُمّي باسمه (معهد جيه كريج فينتر، JCVI). وكان أحد مشاريع المعهد هو جمع العينات من المحيطات كان الهدف هو اكتشاف جميع الكائنات الدقيقة التي تعيش هناك. لم يقتصر الأمر على اكتشاف بكتيريا غير معروفة فحسب، بل شمل أيضًا التعرف منها على بروتينات جديدة ومسارات أيضية يمكن استخدامها في البحث والتطوير الطبي والصناعي. استخدم فينتر يخته الخاص للإبحار بين أربع قارات بين عامي 2004 و2006، جامعًا عينات من مواقع مختلفة في البحر. تم تحديد الكائنات الحية في العينات بناءً على التسلسل الجيني. وبهذه الطريقة، اكتشف فينتر حوالي ألف كائن دقيق جديد، بما في ذلك كائنات قادرة على تحليل البلاستيك واستخدامه لأغراضها الخاصة. نُشرت جميع المعلومات علنًا للمجتمع العلمي.
كانت رؤية فينتر هي استخدام المعلومات لإنشاء بكتيريا اصطناعية قادرة على القيام بوظائف متنوعة للبشر، مثل تحليل البلاستيك أو إنتاج وقود نظيف. وكان أول إنجاز له ولمعاهده البحثية في مجال البيولوجيا الاصطناعية هو إنشاء أول بكتيريا اصطناعيةفي الواقع، قاموا بتخليق الجينوم الكامل للبكتيريا كيميائيًا، ثم زرعوا الجينوم الاصطناعي في خلية بكتيرية أُزيل حمضها النووي. وقد أدى هذا الإنجاز إلى تمكين الباحثين من ابتكار بكتيريا اصطناعية غير موجودة في الطبيعة، مثل البكتيريا التي تستخدم فقط جزء من الشفرة الوراثية، حيث يستخدم العلماء الجزء غير المستخدم لإنشاء مواد جديدة. حاول فينتر نفسه فهم الحد الأدنى من الجينات اللازمة للحياة، واستخدم الأساليب التي طورها لإنشاء بكتيريا مع انخفاض عدد الجينات إلى الحد الأدنى الضروري.
في السنوات الأخيرة، بدأ فينتر بالتركيز مجدداً على علم الوراثة البشرية، وخاصة الشيخوخة والأمراض المرتبطة بها. توفي في 29 أبريل 2026 في سان دييغو، كاليفورنيا.
كان فينتر عالماً ذا رؤية ثاقبة وأفكار مبتكرة سعى لتحقيقها دون خوف من الفشل. وقد ارتقى بحثه بعلم الجينوم والبيولوجيا الاصطناعية إلى آفاق جديدة، ولذلك سيُخلد اسمه في التاريخ. إضافةً إلى ذلك، كان فينتر أول شخص تُجرى له عملية تحليل التسلسل الجيني الشخصي. نُشر بالكامل بالنسبة للمجتمع العلمي، لم يكن فينتر مجرد عالم وراثة، بل أصبح الآن جزءًا من قاعدة البيانات العلمية نفسها. من يدري، ربما في المستقبل سيستخدم عالمٌ يتمتع بنفس رؤيته ومكانته معلومات فينتر الوراثية لإنشاء... المستنسخ أول إنسان اصطناعي.
أسئلة وأجوبة مختصرة:
من هو كريج فينتر؟
كان كريج فينتر عالم وراثة أمريكيًا ورائدًا في علم الجينوم وعلم الأحياء الاصطناعي، وهو الذي قاد شركة سيليرا في سباق تسلسل الجينوم البشري.
ما هي مساهمته في مشروع الجينوم البشري؟
قام فينتر بالترويج لاستخدام أساليب التسلسل السريع، بما في ذلك التسلسل العشوائي، وقاد شركة سيليرا، التي تنافست في المشروع الحكومي لتسلسل الجينوم البشري.
ما هو نوع الأرضيات المصنوعة من ألواح خشبية مزخرفة؟
هذه طريقة يتم فيها تسلسل أجزاء قصيرة وعشوائية من الحمض النووي، ثم يتم ضمها في تسلسل كامل باستخدام مناطق متداخلة.
ما هو إنجازه الرائد في مجال البيولوجيا الاصطناعية؟
ابتكر معهد فينتر للأبحاث أول بكتيريا اصطناعية، من خلال إنتاج جينوم كامل كيميائياً وزرعه في خلية بكتيرية.
لماذا يُعتبر فينتر شخصية مثيرة للجدل؟
إلى جانب مساهماته العلمية العظيمة، أثار فينتر نقاشات حول براءات الاختراع المتعلقة بالتسلسلات الجينية، وتسويق المعرفة، والسباق ضد مشروع الجينوم البشري العام.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
