ربما يكون التأثير الأكبر لمشروع الجينوم البشري هو على وجه التحديد الطريقة التي نختار بها أن ننظر إلى أنفسنا وإلى الآخرين، ومن نحن وماذا نريد أن نكون. وهذا رأي الدكتور إريك لاندر الذي انتهى مع زملائه مؤخراً من فك رموز حوالي ثلث الجينوم البشري
بواسطة تمارا تروبمان
في غضون أسابيع قليلة، وربما حتى أيام، سينشر علماء مشروع الجينوم البشري المسودة الأولى للجينوم، وهو كتاب التعليمات المعقد والمعقد لخلق الإنسان، والذي يحتوي على جميع أسرار الحياة. "إن الحصول على كتاب التعليمات هو لحظة مذهلة. وقال الدكتور إريك لاندر، مدير مركز الجينوم في معهد وايتهيد في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "سيكون من الممكن تقسيم علم الأحياء والطب كله إلى ما عرفناه من قبل وما سنعرفه بعد ذلك". وانتهى لاندر وزملاؤه في المعهد هذا الشهر من فك رموز مليار قاعدة من الحمض النووي، وهو ما يمثل حوالي ثلث الجينوم البشري. والثلثان الآخران مقسمان بين جميع الجامعات الأخرى في العالم، التي تعمل منذ عام 1990 على فك رموز الجينوم.
قبل بضعة أسابيع، عندما جاء إلى تل أبيب لقضاء يومين حافلين، بما في ذلك الحصول على الدكتوراه الفخرية من جامعة تل أبيب، تحدث عن العلم في عصر ما بعد فك رموز الجينوم البشري. وقال لاندر إن فك التشفير في حد ذاته يوفر القليل من الفهم. "لا يزال مجرد كتاب تعليمات. لا نعرف كيف نقرأها."
وفي مختبر لاندر، الذي يبدو أشبه بمصنع مليء بالآلات وأجهزة الكمبيوتر، يعمل 35 عالمًا وفنيًا. وفي السنوات العشر الأخيرة، ركزوا على فك رموز الجينوم، مما يعني تحديد التسلسل الدقيق لقواعد الحمض النووي في الجينوم البشري. تنقسم القواعد الكيميائية للحمض النووي إلى أربعة أنواع، كل نوع مميز بحرف مختلف: A، T، G، C. في مجموعات مختلفة من هذه الأحرف الأربعة، يتم كتابة جميع المعلومات اللازمة لخلق الحياة: كيف سيكون مظهر الشخص، وما هي المهام اليومية للخلايا: عملية التمثيل الغذائي التي تحول الطعام إلى طاقة، ومتى تتوقف عن التكاثر و كيفية التواصل مع الخلايا الأخرى. إن تعطيل حرف واحد (على سبيل المثال، عندما يظهر الحرف G حيث يجب أن يكون الحرف A) قد يسبب المرض.
والنتيجة النهائية لفك تشفير الجينوم هي سلسلة طويلة من الحروف. لكن من خلال التسلسل الأولي لا يزال من المستحيل معرفة مكان الجينات المتناثرة، والأهم من ذلك: ما هو دورها وما هي مسؤوليتها. وقال لاندر: "الآن بعد أن أصبح لدينا 87% من الجينوم، علينا أن نتعلم قراءته، وأن نحاول فهم معناه". "نحن فخورون جدًا بأننا تمكنا من الحصول على مثل هذا الأدب الرائع، لكن تعلم القراءة هو الشيء المهم. لقد حصلنا الآن على القائمة الكاملة للأجزاء البشرية. إنها مثل آلاف الأجزاء من طائرة بوينغ. حقيقة أن لديك هذه العناصر لا تعني بالضرورة أننا نعرف كيفية ربطها ببعضها البعض. التحدي التالي سيكون معرفة ما إذا كنا نفهم كيفية قيادة هذه الطائرة."
ويقول إنه لن يمر وقت طويل حتى يتم وضع الجينوم بأكمله على قرص مضغوط، وفي غضون عشر سنوات لن يفهموا كيف يمكن ممارسة علم الأحياء دون معرفة تسلسل الحمض النووي. واليوم بالفعل، أصبح بإمكان أي شخص الاتصال بقاعدة البيانات على الإنترنت وتنزيل تسلسلات الحمض النووي التي يودعها فيها العلماء من الاتحاد العام لمشروع الجينوم كل يوم بنقرة على الفأرة.
الدكتور لاندر، الذي يعتبره العلماء أحد أهم القادة في مشروع الجينوم، هو في الواقع عالم رياضيات دون أي شهادة أكاديمية في علم الأحياء. افتتح هذا الشخص المفعم بالحيوية كتاب علم الأحياء لأول مرة عندما كان عمره 30 عامًا فقط. ولد لاندر في بروكلين لعائلة من الطبقة المتوسطة الدنيا، وكان يعتبر في المدرسة عبقري الرياضيات. التحق بمدرسة ستايفسانت الثانوية للرياضيات والعلوم في مانهاتن، وحصل على أعلى الدرجات في فصله. في عام 74 شارك في أولمبياد الرياضيات العالمي للمدارس الثانوية. وجاء فريقه في المركز الثاني وخسر أمام السوفييت. عندما أصبح بالغًا، درس الرياضيات في جامعة برينستون وتم اختياره لإلقاء خطاب الوداع عند التخرج. ثم ذهب بعد ذلك لدراسة الرياضيات في جامعة أكسفورد.
وهو يتعامل اليوم مع قضايا لا يستطيع التعامل معها سوى شخص لديه خلفية حقيقية في الرياضيات. وقارنته صحيفة "بوسطن غلوب" بهنري فورد، صانع السيارات الأمريكي الذي كان رائدا في طريقة الفيلم المتحرك. كان لاندر رائدًا في استخدام الطرق السريعة لفك رموز الحمض النووي. لكن تسلسل الحمض النووي نفسه لا يوفر الكثير من المعرفة حتى يتم العثور على طريقة جيدة لتنظيم المعلومات الجديدة. إذا تمت طباعة جميع حروف الحمض النووي في الجينوم البشري في كتاب، فسوف يستغرق الأمر 11 عامًا لقراءتها كلها بمعدل عشرة أحرف في الثانية. لا يمتلك التخصص التقليدي لعلم الأحياء الأدوات اللازمة للتعامل مع مثل هذا الكم الهائل من المعلومات.
اليوم، يكرس لاندر الكثير من وقته لمجال جديد يجمع بين علم الأحياء والكمبيوتر، والمعلوماتية الحيوية، والذي يهدف إلى جلب النظام إلى فوضى علم الأحياء. قام مع زملائه بتطوير خوارزميات لتنظيم الفيض الجديد من البيانات، وبمساعدتهم سيكون من الممكن تحديد الجينات التي ستؤدي في النهاية إلى ما يسميه "الكتالوج الكامل للجينات البشرية".
إن "كتالوج الجينات" الذي يتحدث عنه لاندر سيحدث تغييرا جذريا في الطب، والذي يشبهه اليوم بميكانيكي لا يعرف جميع أجزاء السيارة التي يقوم بصيانتها. "في الواقع، كلما زادت معرفتك، زادت دهشتك عندما يتمكن الناس من القيام بما يفعلونه في الطب اليوم."
تميز علم الوراثة في القرن العشرين بالعمل المختبري الذي ركز على فحص جين واحد في كل مرة. طور لاندر نماذج إحصائية سمحت للعلماء بتتبع عشرات أو حتى مئات الجينات في المرة الواحدة. ويتوقع أن هذا النهج العالمي سوف يهيمن في القرن الحالي. وسوف تتيح رؤى بيولوجية جديدة، والتي ستكون ضرورية بشكل خاص لفهم العمليات المعقدة مثل الشيخوخة وتطور السرطان وأمراض القلب، والتي ليست نتيجة لجين واحد ولكن لعدة جينات.
يقارن لاندر مشروع الجينوم بالجدول الدوري. وكما رتب مندليف العناصر الكيميائية بترتيب منطقي، والذي بدا حتى ذلك الحين غير مرتبط ببعضه البعض، يعتقد لاندر أنه سيكون من الممكن تصنيف آلاف الجينات البشرية إلى عدة فصائل فائقة. "التطور لا يعود إلى لوحة الرسم في كل مرة. إنها تقوم بإجراء تحسينات طفيفة. منذ الخلية الأولى، يستخدم الجميع نفس الآلية. لا ينبغي للمرء أن يفكر في آلاف الجينات البشرية كآلاف من الجينات المختلفة تمامًا، بل كتنوعات مختلفة لموضوع مشترك."
لقد أدرك لاندر منذ زمن طويل أنه كان من الأسهل تحديد الجينات المرتبطة بالأمراض من خلال العمل مع مجموعات سكانية صغيرة ومعزولة نشأت من عدد قليل من الأسلاف المؤسسين ولم تتراكم لديها الكثير من الاختلافات الجينية. وهكذا، على سبيل المثال، وجد الجين المرتبط بمرض السكري بين سكان منطقة بوثنيا في غرب فنلندا. ويقول لاندر، وهو نفسه يهودي، إن إسرائيل مكان مثير للاهتمام لتحديد التنوع الجيني، لأن اليهود حافظوا على تفردهم الجيني حتى في الشتات، واليوم تتركز العديد من المجموعات العرقية اليهودية في إسرائيل. "كان من المثير للاهتمام أن نرى أن كروموسوم Y متشابه لدى اليهود والفلسطينيين."
وقال لاندر: "نحن بحاجة إلى التعامل مع هذا العالم الجديد بعقل صافٍ ممزوج بالتوتر". "إن تغيير الجينوم وتحسينه ينطوي على مشاكل أخلاقية. ما زلنا لا نعرف كيفية استبدال الجينات بشكل صحيح، ومعاملة البشر كما لو كانوا في مصنع لن يكون صحيحا. إن التشخيص الجيني، الذي يمكن أن يمنح المرضى الفرصة لتلقي العلاج الطبي الذي يتناسب مع تركيبتهم الجينية الفريدة، يمكن أن يوفر أيضًا الوقود للتمييز الجيني. إن فهم الدوائر الوراثية البشرية، والتي ستوفر علاجاً لعدد لا يحصى من الأمراض، قد يدفع بعض الناس إلى استنتاج أن البشر ليسوا أكثر من مجرد آلات مصممة لتشغيل شريط الحمض النووي الذي يتم توفيره عند الولادة. يبدو لي أن التأثير الأكبر لمشروع الجينوم قد يكون على وجه التحديد الطريقة التي نختار بها أن ننظر إلى أنفسنا وإلى الآخرين. إن التعامل مع هذه التحديات، وبعضها خبيث للغاية، يتطلب يقظة مستمرة، خشية أن نفقد الاتصال ونتوقف عن رؤية سبب وجودنا هنا بالفعل، ومن نحن وماذا نريد أن نكون".
وفي نهاية تناول الإفطار على البحر، قبل مغادرته للقاء موظفي شركة المعلوماتية الحيوية الإسرائيلية كومبيوجين، قال: "السؤال هو ماذا سنفعل بكل هذا في القرن الحادي والعشرين. هل يمكننا حقًا فهم أسرار علم الأحياء؟ يتم إعادة تعريف حدود معرفتنا وإمكانياتنا. أنا مهتم بمعرفة، على سبيل المثال، ما إذا كان بإمكاننا رسم بكتيريا أو طاووس بمعرفة تسلسل الحمض النووي الخاص به فقط."
{ظهر في صحيفة هآرتس بتاريخ 16/6/2000}
* كان موقع حيدان جزءاً من بوابة IOL التابعة لمجموعة هآرتس حتى عام 2002
