طور العلماء طريقة لإنتاج خلية حية * محاولة لخلق شكل جديد من أشكال الحياة في المختبر

الطموح لإنشاء كائن شبه اصطناعي بخصائص جديدة * سيقوم باحث الجينوم والحائز على جائزة نوبل ببناء كائن حي يحتوي فقط على الجينات الأساسية للعيش. أعطتهم الحكومة 3 ملايين دولار

م. الأعضاء التناسلية: بكتيريا تحتوي على أقل عدد من الجينات

أعلن عالم ساعد في فك الجينوم البشري وحائز على جائزة نوبل مساء اليوم (الخميس 21/11/2002) عن خطة لخلق حياة جديدة في المختبر، باستخدام تقنية من شأنها أن تثير أسئلة أخلاقية صعبة، وعلى الجانب الآخر، الخوف من صنع سلاح بيولوجي جديد. يأمل العالمان كريج فنتر وهاملتون سميث في إنتاج كائن حي وحيد الخلية يحمل أقل عدد ممكن من الجينات التي تجعل الحياة ممكنة. حصل الباحثون على منحة بقيمة 3 ملايين دولار من وزارة الطاقة الأمريكية.

إذا نجحت التجربة، فإن الخلية المجهرية سوف تغذي نفسها وتبدأ في الانقسام، مكونة مجموعة من الخلايا لم يتم رؤيتها من قبل. وتعتمد التجربة على تجربة سابقة أجريت قبل حوالي ثلاث سنوات، تم فيها إزالة جميع الجينات غير الضرورية لبقائه على قيد الحياة من بكتيريا تسمى ميوبلاسما جينيتالينيوم. وفي نهاية العملية، لم يتبق لدى البكتيريا سوى 256 جينًا. من الناحية النظرية، يمكن إعادة إنتاج هذا التسلسل الجيني بشكل مصطنع، وإدخاله في خلية أخرى تم إنشاؤها بشكل مصطنع أيضًا.

الغرض من التجربة هو إنشاء نموذج حاسوبي لبيولوجيا الكائن الجديد. وبما أن جميع الكائنات الحية تعتمد على نفس الكيمياء، فقد يلقي هذا ضوءًا جديدًا على مجال علم الأحياء بأكمله. وقال فنتر لصحيفة واشنطن بوست "نتساءل عما إذا كنا سنتمكن من إيجاد تعريف جزيئي للحياة".

وذكرت الصحيفة أن العالمين يدركان أن المشروع قد يشكل الأساس لصنع سلاح بيولوجي جديد، وأنهما يجب أن يكونا انتقائيين للغاية عند نشر تفاصيل التجربة. ولا يعلن العلماء عادة عن تجاربهم مقدما، لكن فينتر قال إنه يشعر أن هذه التجربة يجب أن تلفت انتباه صناع القرار في واشنطن، لأنها يمكن أن تضع الأساس لصنع أسلحة بيولوجية، والتي يمكن أن ينتهي بها الأمر في العالم. الأيدي الخطأ.

وأضاف العلماء أن الخلايا لن تكون قادرة على إيذاء البشر وأنها ستموت بمجرد مغادرتها البيئة المحمية للمختبر. ووفقا للاثنين، فإنهم سيحذفون الجين الذي يمنح بكتيريا الميوبلازما التناسلية القدرة على إصابة الخلايا البشرية. وقالوا إنه في النهاية سيكون كائنًا حيًا لا يمكن أن يوجد إلا في أنبوب اختبار، وفي ظل الظروف المثالية له.

حصل سميث على جائزة نوبل عام 1978 في مجال علم وظائف الأعضاء والطب. اكتسب فينتر شهرة بعد دعمه لاكتشاف طريقة جديدة لتسريع عملية تحديد الجينات.

22.11.2002
بواسطة: تمارا تروبمان

الرابط المباشر لهذه الصفحة: https://www.hayadan.org.il/newlife2.html

أعلن عالمان أميركيان، من رواد أبحاث الجينوم، أمس أنهما يحاولان خلق شكل جديد من الحياة في طبق مختبري. ووفقا لهم، فإن المشروع الذي بدأوا العمل عليه مؤخرا لديه القدرة على اكتساب المزيد من المعرفة حول الآليات الأساسية التي تحرك الحياة، ولكنه يثير أيضا أسئلة أخلاقية.
ويهدف الباحثون إلى خلق كائن حي يتكون من خلية واحدة، جزء منها طبيعي وجزء آخر من صنع الإنسان، ويحتوي على الحد الأدنى من عدد الجينات اللازمة لاستمرار الحياة. وفي حالة نجاح التجربة، ستقوم الخلية بجمع التغذية من بيئتها، وتتكاثر وتخلق مجموعة جديدة من الخلايا، والتي، وفقًا للعلماء، "لا تشبه أي شيء عرفناه حتى الآن".

ويرأس المشروع البروفيسور هاميلتون سميث الحائز على جائزة نوبل في الطب والخبير في علم الوراثة الجزيئية، والدكتور كريج فينتر الرئيس السابق لشركة علم الجينوم الأمريكية سيليرا. وتنافست الشركة في المشروع العام لفك الجينوم البشري، ونشرت مسودة محتويات الجينوم البشري منذ نحو عامين. ويشارك فنتر حاليًا في العديد من المشاريع الجديدة، بما في ذلك "معهد بدائل الطاقة البيولوجية" - وهي الهيئة التي سيتم فيها تنفيذ المشروع الجديد.

ومؤخراً، منحت وزارة الطاقة الأميركية ثلاثة ملايين دولار للمشروع، لمدة ثلاث سنوات؛ ومع ذلك، في بيان نشره المعهد، قدر فنتر أن البحث قد يستغرق وقتًا أطول. سيبدأ المشروع كمهمة علمية، ولكن في النهاية قد يكون لنتائجه تطبيقات عملية أيضًا. وفقًا لفنتر، فهو يرغب في إنشاء كائن حي بسيط ثم محاولة إضافة خصائص مختلفة إليه: على سبيل المثال، منحه القدرة على تحلل غاز ثاني أكسيد الكربون المنبعث من المصانع أو إنتاج الهيدروجين لاستخدامه في الوقود. في يوليو/تموز، أعلن العلماء عن إنشاء فيروس اصطناعي لشلل الأطفال، يحتاج، مثل الفيروسات الأخرى، إلى مضيف للبقاء على قيد الحياة. وفي المقابل، سيتمكن خلية فنتر وزملاؤه من العيش بشكل مستقل.

إن القدرة على إنشاء خلية حية بشكل مصطنع بجميع مكوناتها ليست قريبة من التحقق. ومع ذلك، في نهاية التسعينيات، اتخذ البروفيسور كلايد هاتشينسون من جامعة نورث كارولينا نهجًا بديلاً لتحقيق هدف مماثل. لقد أخذ واحدة من أبسط البكتيريا - الميكوبلازما التناسلية - وحاول تحديد الحد الأدنى لعدد الجينات التي تحتاجها للبقاء على قيد الحياة. وفي عام 90، ذكر أن 1999 جينًا فقط من أصل 265 جينًا تكفي لوجود البكتيريا، وأن هذه المجموعة من الجينات يمكن اعتبارها الحد الأدنى من مجموعة الجينات الضرورية للوجود.

ويعتزم العلماء إنشاء 265 جينًا بشكل مصطنع وتجميع كروموسوم منها. سيتم بعد ذلك إدخال الكروموسوم في الخلية الطبيعية التي تم إفراغها من محتواها الجيني. ومن المفترض أن تندمج الجينات الاصطناعية في نواة الخلية. ووفقا لفنتر، فإن الاختبار الحقيقي الذي سيحدد ما إذا كانت الخلية حية بالفعل هو ما إذا كانت الخلية تكرر نفسها وتتكاثر بشكل طبيعي.

ووفقاً لفنتر، فإن الخطة على المدى القريب تتلخص في "فهم كل جانب يمكن تصوره من بيولوجيا الكائن الحي - وهي العملية التي لم يقترب العلم من تحقيقها قط". وبما أن جميع الخلايا الحية تعتمد على نفس التركيب الكيميائي ومتشابهة بشكل ملحوظ، فقد يوفر هذا معلومات جديدة حول بيولوجيا الكائنات الحية. وقال فينتر: "نتساءل عما إذا كان بإمكاننا صياغة تعريف كيميائي للحياة". "الهدف هو الفهم الدقيق لمكونات معظم الخلايا الأساسية الموجودة."

وقالت البروفيسور هيرمونا سوريك، خبيرة البيولوجيا الجزيئية من الجامعة العبرية، ردا على الدراسة: "هذه خطوة أخرى في عواقب الهندسة الوراثية، والتي كانت متوقعة إلى حد ما". "في البداية قاموا بتكوين جين اصطناعي، ثم بروتين اصطناعي. وفي وقت لاحق قاموا بإنشاء كروموسومات الخميرة بأجزاء مأخوذة من البشر. الخطوة الأخيرة المتبقية هي تجميع المعلومات الجينومية التي يمكنها تكرار نفسها. إنه طموح للغاية."

في معظم الحالات، لا يقوم العلماء عادةً بالإبلاغ عن تجاربهم مسبقًا، بل ينتظرون حتى يتم استلام النتائج. لكن فينتر وفريقه قرروا التصرف بشكل مختلف. وقال "شعرت أنه ينبغي لفت انتباه الجمهور إلى هذا الأمر والسماح بمناقشة عامة".

وأشعلت أخبار الدراسة المخطط لها من جديد الجدل الذي بدأ في الولايات المتحدة بعد أحداث 11 سبتمبر. وقد دفع القلق الذي سيطر على الرأي العام الأمريكي بعض العلماء والسياسيين إلى الدعوة إلى فرض قيود على المنشورات العلمية. وذلك خوفاً من أن تساعد المعلومات الدول المعادية للولايات المتحدة على تطوير سلاح بيولوجي جديد وقوي.

وقال فينتر وسميث إنه سيتم القضاء على الجينات التي تسمح للخلية الاصطناعية بالالتصاق بالخلايا البشرية، وأن الكائن الذي سيتم الحصول عليه، إذا تم الحصول عليه بالفعل، سيكون كائنًا رقيقًا لا يستطيع العيش إلا في البيئة المغذية والدافئة. من طبق المختبر. قبل البدء بالدراسة، عين سميث وفينتر لجنة من الخبراء لمناقشة الجوانب الأخلاقية للتجربة. وتوصل الفريق - المكون من علماء أخلاقيات علم الأحياء وباحثين وحاخام وكاهن - إلى نتيجة مفادها أنه لا يوجد أي عائق أمام إجراء البحث. ومع ذلك، تنشأ أسئلة فلسفية وأخلاقية من مناقشة هذه القضية. أحد الأسئلة التي ستطرح هو ما إذا تبين أن الكائن الحي الذي صنعه الإنسان قادر على البقاء والتكاثر فقط في نطاق محدود من الظروف المختبرية، إذا كان من الممكن اعتباره "حياة" حقًا. سؤال آخر، والذي يطرح أيضًا في تجارب الهندسة الوراثية الأخرى، هو ما إذا كان للعلماء حق أخلاقي في خلق كائن حي جديد.

للحصول على أخبار حول هذا الموضوع في بي بي سي

دورة عالم البكتيريا بالجامعة المفتوحة - صفحة الروابط