قد تفسر المخلوقات ذات البروتينات الاصطناعية كيف تبدو الحياة خارج كوكب الأرض
بقلم: أندرو بولاك، نيويورك تايمز
يتخذ العلماء حاليًا الخطوات الأولى نحو إنشاء أشكال حياة بديلة. ستستخدم هذه المخلوقات شفرة وراثية مختلفة عن تلك الموجودة في جميع الكائنات الحية على الأرض اليوم.
هذه المخلوقات - التي ستكون في البداية بكتيريا - سيكون لها وحدات كيميائية جديدة في حمضها النووي وستتكون بروتيناتها من وحدات بناء اصطناعية. ويأمل العلماء أن يتمكنوا من محاولة فهم الشكل الذي قد تبدو عليه الحياة خارج كوكب الأرض من خلال هذه المخلوقات. كما يأملون في استخدامها لإنتاج مواد طبية أو إلكترونية جديدة، لا يمكن إنتاجها بمساعدة الكائنات الحية.
إن حدود مجال البحث الجديد بعيدة جدًا عن حدود الهندسة الوراثية التي يتم تنفيذها اليوم. في الهندسة الوراثية، يتم تغيير ترتيب الحمض النووي أو مركبات البروتين لإنشاء مجموعات جديدة، أو يتم نقل الحمض النووي من كائن حي إلى آخر.
إن إضافة عناصر جديدة تمامًا إلى الحمض النووي والبروتينات هو في الواقع إعادة كتابة الشفرة الوراثية، وهي اللغة التي تكتب بها الحياة. ولهذا السبب، فمن المرجح أن تثير الدراسة أسئلة جديدة تتعلق بالأخلاق والسلامة.
ومع ذلك، لا يزال هناك ما يكفي من الوقت قبل أن نواجه هذه الأسئلة: ستمر خمس إلى عشر سنوات قبل أن نتمكن من استخدام نتائج البحث بشكل يومي. ووفقا للباحثين الذين بدأوا في إجراء مثل هذه التجارب، فإن البحث، على الأقل في هذه المرحلة، لا ينبغي أن يثير المخاوف. إذا تمكنت الكائنات الحية ذات الحمض النووي غير الطبيعي من التحرر من المختبر، فإنها ستموت في الخارج في وقت قصير.
على الرغم من التنوع الكبير للحياة على الأرض، فإن الشفرة الوراثية لجميع الكائنات - من الخميرة والبكتيريا إلى الإنسان - مكتوبة في أربع وحدات كيميائية للحمض النووي، مميزة بالأحرف A وT وG وC. مجموعات مختلفة من ثلاثة أحرف - ما يسمى بالكودونات - تحدد كيفية صنع الأحماض الأمينية المختلفة.
تتحد الأحماض الأمينية في سلسلة تشبه الخرز وتشكل البروتينات التي تؤدي جميع مهام الخلية. تستخدم جميع الكائنات الحية نفس الأحماض الأمينية العشرين. فالشفرة الوراثية تشبه لغة تحتوي على أربعة أحرف وعشرين كلمة. وعلى الرغم من هذه المفردات الضئيلة، إلا أنه يمكن استخدام هذه الكلمات لإنشاء مجموعة واسعة ومتنوعة من الجمل والفقرات التي تميز الحياة.
ولكن ماذا لو كان من الممكن إنشاء المزيد من الحروف والكلمات الجينية؟ ويقول العلماء إن هذا سيسمح للكائنات الحية بأن تكون أكثر تنوعا، تماما كما تمتلك بعض اللغات أصواتا ومفاهيم لا توجد في لغة أخرى.
الدكتور ديفيد تيريل من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، جعل البكتيريا تنتج بروتينًا له خصائص التيفلون عن طريق استبدال واحد من الأحماض الأمينية الطبيعية العشرين الموجودة في البكتيريا بحمض أميني غير طبيعي. لقد فعل ذلك دون تغيير الحمض النووي للبكتيريا. ووفقا له، يمكن استخدام مثل هذا البروتين في يوم من الأيام لبناء أوعية دموية صناعية.
يقول العلماء أن الكائنات ذات الشفرة الجينية المختلفة يمكن اعتبارها أشكال حياة غريبة. في الواقع، أحد أهداف البحث هو التحقق من أنواع الحياة التي قد توجد خارج الأرض. يقول الدكتور ستيفن بينر، الكيميائي من جامعة فلوريدا: "نعتقد أنه لا يوجد سبب يجعل الحياة على الأرض تتكون من حروف الحمض النووي الأربعة هذه، ولن أتفاجأ إذا تبين أن الحياة على المريخ تتكون من حروف مختلفة."
أفاد الدكتور برينر هذا الشهر في المؤتمر أنه كان قادرًا على استخدام الحمض النووي الاصطناعي لتكوين بروتين بحمض أميني غير طبيعي، ولكن فقط في قوارير المختبر. ووفقا له، من الصعب للغاية إعادة إنتاج الحمض النووي الاصطناعي في المختبر. عندما يتم إدخال الحمض النووي الاصطناعي في الكائنات الحية، فإن العملية تؤدي دائمًا إلى موتها.
* كان موقع المعرفة حتى عام 2002 جزءًا من بوابة IOL التابعة لمجموعة هآرتس.
