التمساح الأول: العالم الذي حول دجاجة إلى تمساح في المختبر

منذ أيام أرسطو، حاول الإنسان فهم خطة الخلق وتكوين الجنين

منذ أكثر من ألفي عام، بدأ الفيلسوف اليوناني أرسطو تجربة مبتكرة وغير عادية. قام بكسر بيضة دجاج في اليوم الأول بعد وضعها، وقام بفحص محتوياتها بحثًا عن جنين. لم يجد شيئًا، باستثناء شريط لحمي رفيع لا يشبه الفرخ. كرر أرسطو الإجراء مع بيضة أخرى، هذه المرة عمرها يومين، ثم ثلاثة أيام، وأربعة أيام، وهكذا. وبهذه الطريقة، تمكن أرسطو من تتبع تكوين الفرخ داخل البيضة، وسجل كيف تحول الشريط الرقيق من الخلايا ببطء وبأعجوبة إلى طائر مثالي تمامًا. آخر بيضة متبقية، في اليوم الحادي والعشرين، لم يعد أرسطو مضطرًا للكسر. فقس منها الفرخ من تلقاء نفسه.

منذ أيام أرسطو، حاول الإنسان فهم خطة الخلق وتكوين الجنين. "هذا يشبه كتلة من الحديد تصبح مكوك الفضاء." قال ميروسلاف هولوف قبل عشرين عاما. وبالفعل، ففي غضون أسابيع قليلة تنجح خلية واحدة -البويضة المخصبة- في التحول إلى كتكوت مثالي، من المنقار إلى الريشة.

كبشر، لا بد لنا أن نتساءل ونتساءل دائمًا: ماذا لو تمكنا من اللعب بخطة الخلق؟ إذا فهمنا لغة برمجة الجسم، التي تحول الجنين إلى كتكوت أو إنسان، فما هي المخلوقات الهجينة التي يمكن أن نخرجها إلى العالم؟ في العام الماضي، تم تلقي إجابة أولية من خلال إنشاء "تانينجولات" في المختبر - وهو كتكوت ذو خطم يشبه خطم التمساح - وذلك بوسائل بسيطة للغاية: قطعة صغيرة من الجيلاتين منقوعة في مادة ما. يسمى "عامل النمو".

عوامل النمو هي المواد التي توجه عملية تكوين أعضاء الجنين. تخلق الخلايا الجنينية عوامل نمو مختلفة، وتنتشر هذه العوامل في جميع أنحاء الجسم ويتم امتصاصها من قبل الخلايا الأخرى. وبهذه الطريقة يتم استخدام عوامل النمو كنوع من الكلمات والجمل في لغة برمجة الجنين النامي. على سبيل المثال، تعرف الخلايا التي تتلقى عامل النمو BMP-2 أنها يجب أن تتغير وتشكل أنسجة عظمية بدلاً من ذلك. تعرف الخلايا التي تتلقى عامل نمو يسمى حمض الريتينويك أنها يجب أن تتغير وتشكل أنسجة عصبية أو أنسجة عضلية، اعتمادًا على كمية حمض الريتينويك التي تستشعرها حولها. إذا فكرنا في كل عامل نمو فردي ككلمة واحدة، فإن مجموعة من عوامل النمو المتعددة داخل الجسم تخلق جملًا كاملة وتوجه كل خلية لإنشاء النسيج المناسب في المكان المناسب.

تلعب عوامل النمو دوراً حاسماً في تحديد الشكل النهائي للجسم. وهي تحدد، من بين أمور أخرى، ما إذا كان وجه جنين الكتكوت سيتشكل على شكل فم التمساح الطويل، أو على شكل منقار الدجاج. في جنين التمساح، يتطور الوجه عظمتان منفصلتان تتحولان إلى فم ممدود، نتيجة لنشاط عاملي نمو حاسمين يسمى "القنفذ الصوتي" و"عامل النمو الليفي 8". وتظهر عوامل النمو هذه على جوانب وجه جنين التمساح، وتتسبب في نمو العظام بشكل منفصل.

من الواضح أن نمط التطور في الكتكوت مختلف. نفس عوامل النمو تعمل معه أيضًا، ولكن يتم التعبير عنها على جانبي الوجه وفي وسط الوجه. ونتيجة لتأثيرها على الخلايا الموجودة في المنطقة، تتحد العظمتان الأصليتان وتصبحان عظمة واحدة ثابتة - واللوا هي أساس أصل الطيور.

وهنا يطرح السؤال: ماذا سيحدث لو تمكنا من التحكم في عوامل النمو وجعلها تظهر فقط في الأماكن التي أردناها؟ هل يمكننا نحت جنين الفرخ كالبلاستيسين في يد الخالق؟ لتصميم أشكال جديدة وفريدة من نوعها للحياة؟ من الصعب مقاومة التحدي المتمثل في لعب دور الإله، لكن هذه ليست مجرد رغبة بروميثية. يعاني الكثير من الأطفال من عيوب خلقية في الوجه والجسم، ناتجة عن التوزيع غير الصحيح لعوامل النمو أثناء نمو الجنين. وإذا فهمنا كيفية التحكم في هذه العوامل بشكل أكثر فعالية وأمان، فقد نتمكن من علاج هؤلاء الأطفال حتى في المرحلة التي يتشكلون فيها داخل الرحم.

قرر عالم الأحياء إرهات أبزانوف أن يتولى التحدي ويلعب دور إله الكتاكيت. قام بتطوير مادة هلامية تحتوي على مواد تشل عوامل النمو. وتلتصق هذه المواد بعوامل نمو محددة وتمنعها من التأثير على الجسم. حيث قام بعمل ثقب صغير في قشرة بيض الكتاكيت، وزرع الجل في المنطقة الوسطى من وجه الجنين النامي. أصيبت عوامل النمو في وسط الوجه بالشلل، وطورت الكتاكيت فمًا مستطيلًا يشبه فم التمساح ويتكون من عظمتين منفصلتين، بدلاً من المنقار الكامل. تم عرض نتائج بحثه الشهر الماضي في اجتماع عقد في مختبرات جاكسون في ولاية ماين.

رادع؟ مخيف؟ لا يجب أن يكون الأمر على هذا النحو. لقد قلب أبزانوف عجلة التطور إلى الوراء. تطورت الطيور من زواحف شبيهة بالتماسيح، وعوامل النمو التي شكلت وجوه الديناصورات هي نفس عوامل النمو التي تشكل وجوه الطيور اليوم. يكمن الاختلاف بشكل رئيسي في موقع عوامل النمو في منطقة الوجه.

وهذا يعني أن أبزانوف لم يفعل أكثر (أو أقل) من التراجع عن بعض الخطوات التي فرضها التطور والانتقاء الطبيعي على الطيور. وهو ليس الأول ولا الأخير. ويعمل علماء آخرون حاليا على فك رموز الآليات المسؤولة عن إطالة الذيل في جنين الدجاج، أو عن نمو الأسنان بدلا من المنقار الأملس. لا يزال النجاح جزئيا، لكن هناك جهدا حقيقيا لإعادة إنتاج التطور الذي مر به الدجاج في ملايين السنين الأخيرة، وإعادته في المختبر إلى حالة المانيرابتورا - الديناصورات الصغيرة التي كانت أسلاف الطيور على قيد الحياة اليوم.

وماذا عن قوانين التنظيم والأخلاق؟ وهذا لا يمنع تجارب أبزانوف، لكنه يمنعه من السماح للصيصان المعاد تشكيلها بالخروج من البيض. مثل أرسطو، كان على أبزانوف أيضًا أن يكسر البيض في الأيام التي سبقت فقس الكتاكيت، ليرى مدى نجاح عمله اليدوي.

كما هو الحال مع أي تكنولوجيا لديها إمكانات، يمكن أن يكون هذا أيضًا مخيفًا من ناحية - ولكنه يرفع الروح والرأي من ناحية أخرى. إذا نجحنا في السيطرة على زمام جسم الجنين، وإذا نجحنا في فك رموز جميع أسرار عوامل النمو، فسوف تكون بين أيدينا أداة قوية لخلق حيوانات يمكنها أن تخدم الإنسان بشكل أفضل. على المدى القصير، قد نختار تصميم عجول ذات عضلات قوية ومزودة بالكثير من اللحوم، أو أبقار ذات عشرة ضرع أو أكثر. في الرؤى البعيدة المدى يمكن للمرء أن يحلم بخلق واعي لحلفاء من الحيوانات يتمتعون بعقول أكبر وقادرون على تطوير الذكاء الأساسي.

ويمكن أيضًا استخدام هذه التقنية لشفاء الأجنة البشرية أثناء وجودها في الرحم. لن يولد المزيد من الأطفال ذوي اللسان المشقوق والذين يجدون صعوبة في التحدث. العملاق - تلك الحالات الجنينية النادرة التي تندمج فيها العينان في عين واحدة في وسط الوجه نتيجة خلل في نشاط عوامل النمو - سيتم تصحيحها في المراحل الأولى من تطورها. يمكن أن تساعد هذه التقنية أيضًا في بعض حالات التقزم، حيث لا تطول عظام الأطراف... لقد خمنت ذلك بشكل صحيح - مرة أخرى بسبب اضطراب في عوامل النمو.

ولا يمكن إنكار أن هذه قوة جبارة يمكن توجيهها لأغراض مختلفة. كما بدأ أهل العلم والأخلاق يدركون مدى قدرة علم الأحياء على تغيير طبيعة الإنسان والعالم بأكمله في العقود القادمة. في العام المقبل، يطلق الاتحاد الأوروبي مشروعًا بحثيًا واسع النطاق سيحاول تحديد حدود البحث والأخلاقيات في مجال البيولوجيا التركيبية، ومن الممكن أن يقوم المركز متعدد التخصصات للتحليل والتنبؤ التكنولوجي في تل أبيب ستشارك الجامعة أيضًا في المشروع (الذي أتشرف وامتياز تحت جناحيه) وستمثل مواقف دولة إسرائيل، تجاه المتدينين والأخلاق فيها. معًا، كجزء من مشروع ستشارك فيه العديد من البلدان من جميع أنحاء العالم، قد نقرر كيف ستبدو الحياة في الجيل القادم.

لو كان لدينا الحكمة لاتخاذ القرارات الصحيحة.

للحصول على أخبار حول هذا الموضوع في نيوساينتست