تتيح لنا التقنيات الجديدة في مجال الهندسة الوراثية اليوم تغيير خصائص الأنواع المختلفة بسرعة وبمرونة كبيرة، على سبيل المثال التحكم في القدرة الإنجابية للآفات، ولكن هل هي آمنة؟
تتيح لنا التقنيات الجديدة في مجال الهندسة الوراثية اليوم تغيير خصائص الأنواع المختلفة بسرعة ومرونة كبيرة. وقد يكون أحد أهم تطبيقات هذه التقنيات هو التعديل الوراثي لأنواع بأكملها في الطبيعة - وخاصة الأنواع التي تسبب أضرارا جسيمة، مثل البعوض الذي ينقل الأمراض مثل الملاريا أو الأنواع الغازية التي تضر بالبيئة والاقتصاد. إن تغيير خصائص هذه الأنواع سيسمح بتخفيض كبير في أعدادها الضارة، وربما يؤدي إلى القضاء عليها بالكامل. ومع ذلك، فإن أحد المخاوف الرئيسية من استخدام هذه التكنولوجيا هو أن الجينات المعدلة وراثيا سوف "تنزلق" من المجموعات الضارة إلى مجموعات أخرى، وحتى إلى الأنواع الأخرى، وتسبب تغيرات بيئية حادة وغير متوقعة.
نشر الدكتور جيلي جرينباوم من معهد علوم الحياة في الجامعة العبرية وثلاثة باحثين بارزين من جامعة ستانفورد في الولايات المتحدة الأمريكية بحث جديد حول هذا الموضوع في المجلة علم الوراثة بلوس. هذه دراسة نظرية تعتمد على النماذج الحسابية، وتعرض الإمكانيات التي يواجهها عالم العلوم لاستخدام تقنية محرك الجينات، والتي توفر لأول مرة حل لمشكلة توزيع الجينات المحورة وراثيا في التجمعات الطبيعية.
ينتج محرك الجينات "محركًا جينيًا" ينتهك قوانين الميراث الطبيعي، وبالتالي يتيح التوزيع الواسع النطاق والسريع للجينات المعدلة وراثيًا بين السكان، حتى في المواقف التي يكون فيها الانتقاء الطبيعي قويًا ضدها. في الواقع، هذا المحرك الجيني يجعل من الممكن توزيع الجينات المعدلة وراثيا المعيبة على نطاق واسع في غضون بضعة أجيال. ولأن هذه التكنولوجيا تعتمد على الوراثة من خلال التكاثر الجنسي، فهي قابلة للتطبيق في الحشرات والثدييات والزواحف والأسماك ومعظم النباتات، ولكن ليس في البكتيريا والفيروسات.
وعلى الرغم من الكفاءة الكبيرة للطريقة ونجاح التجارب في المختبر، إلا أن تقنية محرك الجينات لم تخرج بعد من المختبر إلى الميدان بسبب التخوف من مجموعة المخاطر التي ينطوي عليها استخدام الهندسة الوراثية واسعة النطاق خارج المختبر، بما في ذلك تدفق الجينات المهندسة من المجموعة السكانية المستهدفة إلى مجموعات سكانية أخرى أو حتى إلى أنواع أخرى. قد يكون لتدفق الجينات تأثيرات غير متوقعة، بما في ذلك انقراض المجموعات السكانية والأنواع التي لا نريد إيذاءها، ونتيجة لذلك قد تؤدي حتى إلى آثار مدمرة على النظم البيئية بأكملها.
ومن أجل فهم انتشار محركات الدفع الجيني بين المجموعات السكانية والظروف اللازمة لانزلاقها، أنشأ الباحثون نموذجًا لمجموعتين من السكان، يتم في إحداهما تنشيط محرك الجينات. قام الباحثون بنمذجة الديناميكيات التطورية التي ستحدث، وتتبعوا انتشار الجينات المهندسة في كلا المجموعتين مع مرور الوقت. ونتيجة لعملهم اكتشفوا وقد قام الباحثون بمساحة من الإمكانيات التي تظهر فيها السمات الجينية للمحرك الجينات مما يمنع تجاوز الجينات إلى ما هو أبعد من السكان المستهدفين. ويطلق الباحثون على المبدأ الذي يمنع تجاوز الجينات اسم الاستهداف التفاضلي، وهو يعتمد على التوازن الناتج بين القوى التطورية والبيئية المختلفة. ومع ذلك، وجد الباحثون أن المبدأ قابل للتطبيق فقط عندما تكون معدلات الانتقال بين المجموعات السكانية منخفضة نسبيًا، وعندما تكون المعدلات مرتفعة، فمن الضروري التخطيط الدقيق للغاية للمحرك الجيني. لذلك، اقترح الباحثون أنه من غير الممكن استخدام مبدأ الاستهداف التفاضلي عندما يكون الاتصال بين المجموعات السكانية مرتفعًا، لأنه في هذه الحالة سيكون من الضروري تصميم دقيق للغاية لمحرك محرك الجينات - وهي دقة غير ممكنة مع التكنولوجيا الموجودة.
ويخلص الدكتور جيلي جرينباوم إلى أنه "لقد اكتشفنا أن استخدام تقنية محرك الجينات أمر ممكن، ولكنه يتطلب تخطيط المعلمات الجينية بطريقة دقيقة لتجنب انتقالها الخطير إلى مجموعات سكانية أخرى، الأمر الذي قد يشكل عقبة أمام تنفيذ الفكرة. فمن ناحية، يمكن أن يؤدي استخدام الهندسة الوراثية على مجموعات سكانية بأكملها إلى النجاح في الكفاح من أجل القضاء على الأمراض الرهيبة مثل الملاريا وزيكا، والتي تنتقل عن طريق البعوض، ومنع الأضرار التي تسببها الأنواع الغازية في جميع أنحاء العالم. ومن ناحية أخرى، تشعل الدراسة ضوءا تحذيريا يقول إن مشكلة ركوب الأمواج من المرجح أن تكون كبيرة وصعبة الحل. الهندسة الوراثية للأنواع دون عواقب؟ ما زلنا بعيدين عن هناك. وفي الأبحاث المستقبلية، نود أن ندرس تأثير العناصر البيئية والتطورية المختلفة على عملية انتشار محركات الدفع الجيني، من أجل فهم أفضل لكيفية تصرفها في الظروف الميدانية.
