"إن مشروع الجينوم البشري في حالة من الفوضى الكاملة. نحن لسنا حتى قريبين من القاعدة"

البروفيسور سيدني برينر، الذي حصل أمس على جائزة "دان ديفيد" في جامعة تل أبيب، لم يعجب بوعود العلماء بأن "الجينات ستحل كل المشاكل والأمراض". لكن إنجازاته كأحد آباء أبحاث الجينوم البشري فريدة من نوعها، كما أن دراسة تطور الخلايا التي أجراها في الدودة لم يتم تكرارها بعد في أي كائن حي آخر.

تصوير: أريئيل شاليط: البروفيسور برينر. "إذا كان الجينوم البشري هو "كتاب الإنسانية"، فإن السمكة المنتفخة هي "قراءة موجزة""

عندما سئل البروفيسور سيدني برينر، أحد علماء الأحياء الجزيئية الرائدين في نصف القرن الماضي والذي طور العديد من الأساليب الأساسية المستخدمة في مشروع الجينوم البشري، هذا الأسبوع عن الجينوم الذي تم فك شفرته والذي نُشر في احتفال كبير، قال: "هذا الجينوم في حالة فوضى كاملة. يقول الناس الآن أن لدينا الأساس. حسنًا، نحن لسنا حتى قريبين من القاعدة. لقد عملت كثيرًا مع الجينوم البشري، لكن الكثير منه لم يتم تجميعه بشكل صحيح بعد.

الكروموسومات الوحيدة التي انتهينا من فك شفرتها هي الكروموسومات 21 و22، وهما أصغر كروموسومين."

وكان برينر، أمس، من بين الحاصلين على جائزة «دان ديفيد» في جامعة تل أبيب، عن «الاكتشافات التي تحمل وعداً كبيراً للمستقبل» (حصل مع باحثين آخرين على 900 ألف دولار، وهو مبلغ مماثل لما حصل عليه الفائزون بجائزة نوبل). ). لكن برينر في الواقع متشكك. ويقول: "كل الوعود بأن الجينات ستحل جميع المشاكل والأمراض، لا يزال من غير الواضح أن أياً من هذا سيحدث. لكن العلماء مثل السياسيين، عليهم أن يقدموا الوعود".

لعب برينر دورًا رائدًا في "العصر الذهبي" للبيولوجيا الجزيئية، في الخمسينيات والستينيات، عندما تم الكشف عن أسرار الشفرة الوراثية وإنتاج البروتينات. والرجل الذي كان أحد آباء علم الأحياء الجزيئي الحديث، هو أيضًا أحد مصممي "عصر ما بعد الجينوم" الحالي، وهو العصر الذي أعقب الإعلان عن فك رموز الجينوم، والذي تُستخدم فيه الآلات لفك التشفير بسرعة الجينوم الكامل للمخلوقات المختلفة، من البكتيريا إلى البشر.

يتشابك سعيه العلمي مع أفكار مبتكرة، بعضها ناجح والبعض الآخر أقل نجاحا. موهبة أخرى لبرينر هي قدرته على جذب انتباه مستمعيه وبث حماستهم فيه. يبلغ من العمر 75 عامًا، ولم يتقاعد بعد من مساعيه العلمية ولا يزال منخرطًا في الأبحاث. ومؤخرًا، بدأ العمل مع إحدى شركات التكنولوجيا الحيوية في كاليفورنيا على طرق جديدة للكشف عن السرطان استنادًا إلى تغييرات صغيرة في بنية الحمض النووي.

وفي الوقت نفسه، يحاول أيضًا أن يفهم كيف نتطور نحن وما يقرب من 100 تريليون خلية تشكل جسمنا من خلية واحدة، وهي بويضة مخصبة. كما أنه يريد أن يستخرج من الجينوم أدلة حول الماضي البعيد. أثناء التطور، تركت مخلوقات مختلفة بصماتها في الجينوم، والتي تطورت فيما بعد إلى مخلوقات أخرى. ويقول: "هناك العديد من الحفريات المدفونة في الجينوم، وهناك حفريات لديناصورات، وفئران، وجميع أنواع الحيوانات. والقرائن موجودة، وعلينا فقط التفكير في أفضل طريقة لإخراجها".

ولد برينر عام 1927 في بلدة صغيرة بالقرب من جوهانسبرج بجنوب أفريقيا، بعيدة عن مراكز الأبحاث الرائدة في العالم. هاجر والديه إلى هناك من لاتفيا وليتوانيا. ويعيش شقيقه عالم الجيوكيمياء في القدس.

يعبر عن نفسه بجمل جيدة الصياغة، تنتهي غالبًا بمزحة، وبلكنة فريدة، نتيجة لشبابه في جنوب إفريقيا وسنوات عمله الطويلة في إنجلترا.

وفي العالم العلمي الجاف، تعتبر هذه في حد ذاتها صفة مثيرة للإعجاب. قال فرانسيس كريك الحائز على جائزة نوبل، والذي اكتشف مع جيمس واتسون البنية الحلزونية المزدوجة للحمض النووي في الخمسينيات، ذات مرة عن برينر: "سيدني فريد من نوعه، سواء في حس الفكاهة المميز لديه، والذي يتجلى في العديد من أفكاره، أو في أهمية اكتشافاته. ببساطة لا يوجد أحد مثله."

بدأت رحلة فك رموز الجينوم الكامل للكائن الحي - جميع التعليمات الجينية الموجودة في كل خلية - بسلسلة من الدراسات التي أجراها برينر على دودة مستديرة صغيرة، تعرف باسم C. elegans. اليوم، تتم دراسة الدودة في المختبرات في جميع أنحاء العالم باعتبارها "كائنًا حيًا نموذجيًا" - مخلوق أبسط من الإنسان، والذي تسفر أبحاثه عن رؤى ثاقبة لبيولوجيا الحياة بأكملها.

في ديسمبر 1998، نُشر جينوم C. elegans، وبذلك أصبحت الدودة أول كائن متعدد الخلايا تم فك رموز جينومه بالكامل. لقد تبين أن C. elegans ذات صلة بالبشر بشكل مدهش، حيث تساعد في فك رموز الجينوم البشري.

إن تفسير الجينوم البشري هي المهمة التي يركز عليها الباحثون الآن، وسوف تستمر لعقود عديدة قادمة. الهدف هو فهم ماهية كل جين، وما هي التفاعلات بينهما. يقول برينر: "الناس متحمسون للغاية ويحبون مقارنة مشروع الجينوم البشري بالهبوط على القمر". "إنه نفس الشيء تمامًا. إن وضع رجل على القمر هو الجزء السهل، والسؤال هو كيفية إعادته".

درس برينر الطب لأول مرة في الجامعة، لكن علم الأحياء كان شغفه الحقيقي. ومع ذلك، كانت جنوب أفريقيا في ذلك الوقت مكانًا معزولًا عن النشاط العلمي العالمي. في عام 1952 انتقل إلى أكسفورد. وبعد مرور عام، خلال زيارة إلى كامبريدج، التقى واتسون وكريك، اللذين اكتشفا بنية الحمض النووي.

في كتابه "اليوم الثامن من الخلق"، كتب عالم الأحياء هوراس جودسون أن "كريك أعجب بحدته (برينر) وأعاده في عام 1956 إلى إنجلترا، ليعمل في مختبر كامبريدج التابع لمجلس البحوث الطبية البريطاني"، من الذي تقاعد برينر منذ حوالي عامين. ويواصل جودسون، بالتعاون مع كريك، إثبات أن الوحدات الثلاث من الحمض النووي تملي نوعًا من الأحماض الأمينية - وحدة بناء البروتينات.

وفي عام 1960، أثبت مع آخرين وجود "الحمض النووي الريبوزي الرسول"، وهو النص الذي يحمل الرسالة الجينية من الحمض النووي إلى موقع إنتاج البروتين في الخلية. كان التطور البيولوجي وفهم الدماغ من الأسئلة الملحة التي درسها برينر خلال سنوات عمله كباحث في كامبريدج. وفي عام 1964، قرر التحقيق معهم من خلال التحقيق في دودة لانجوس البحر. ثم عمل العلماء لعقود من الزمن على كائن نموذجي آخر، وهو ذبابة الفاكهة. يقول برينر: «لكن الذبابة معقدة للغاية، ولأغراضي كنت بحاجة إلى شيء أبسط بكثير؛ كائن حي لديه جهاز عصبي بسيط، لدرجة أنني أستطيع حساب سلوكه من خلال معرفة الروابط بين الخلايا العصبية."

وكانت هذه الفكرة في الواقع من بين أفكار برينر الأقل نجاحًا. وبعد 14 عامًا، قام هو وزملاؤه ببناء رسم تخطيطي لدماغ الدودة، ولكن تبين أن الوصلات الخمسة آلاف كانت نظامًا معقدًا للغاية بحيث لا يمكن إجراء المزيد من التحليلات والتنبؤات.

ومع ذلك، فإن العمل على الدودة أتى بثمار أخرى. وقاموا مع اثنين من طلابه، البروفيسور جون سيلستون، الذي فاز معه بجائزة "دان ديفيد"، والدكتور روبرت هورفيتز، برسم خريطة تصور سلالات كل خلية من الخلايا الدودية البالغ عددها 959 - مسار تكوينها من البويضة المخصبة لتحولها إلى خلية ناضجة. وهذا الإنجاز الرائد لم يتحقق بعد مع أي كائن حي آخر. بدأ سيلستون في فك شفرة جينوم الدودة، وقد أعطى هذا المشروع التجريبي العلماء الثقة في أنهم يستطيعون التكاثر مع كائن حي أكبر، حتى ولو كان مثل الإنسان.

يقول برينر: «في مرحلة معينة، سئمت من لقب «أبو الدودة» في كل مكان، وتحولت إلى المشاكل العامة في أبحاث الجينوم». أحد الأسئلة التي تشغله الآن هو نوع الجهاز الذي تنتمي إليه الخلية. يقول: "هناك نوعان من الآلات".

"يمكن للمرء، مثل أجهزة الكمبيوتر، حساب إجابة لمشكلة ما؛ والآخر عبارة عن مجموعة من الجداول، مكتوبة فيها جميع الإجابات. إلى أي نوع تنتمي الخلية؟ الخلايا هي آلات جداول بيانات، وليست برمجيات. إذن من الذي يقوم بالحسابات الخاصة بالإجابات الموجودة في الجداول؟ التطور يحسبهم. تجد الإجابة وتخزنها في جيناتنا. أتخيل الجينوم كمكتبة يتم فيها تخزين الكتب التي تحتوي على بيانات مهمة تم إنشاؤها من خلال عملية التطور؛ إنها عملية غير أنيقة، لكنها ناجحة".

لا تُستقبل أفكار برينر دائمًا بحماس على الفور. حدث هذا، على سبيل المثال، لمبادرته لفك جينوم السمكة المنتفخة. لا تحتوي هذه السمكة تقريبًا على "حمض نووي غير مرغوب فيه"، والذي يشكل حوالي 98٪ من الجينوم الخاص بنا. الحمض النووي غير المرغوب فيه هو الحمض النووي الموجود بين الجينات، دون غرض واضح، ويجعل من الصعب على الباحثين تحديد موقع الجينات المسؤولة عن الوظائف التي يسعون إلى دراستها. ويعتقد برينر أن فك رموز جينوم السمكة سيجعل من الممكن العثور على جميع جيناتها بسرعة أكبر، واستخدامها كأساس مقارن للجينوم البشري. يقول برينر: "إذا قيل أن الجينوم البشري هو "كتاب الإنسانية"، فإن جينوم الأسماك هو "قارئ موجز". ولكن وفقا له، "لسنوات كان هذا مشروعا خاصا تقريبا بالنسبة لي. ولم يكتسب قط مكانة "الجينوم الرسمي". ولم ينضم قادة مشروع الجينوم الأمريكي إلا مؤخرًا، بميزانية متواضعة، ويتم تمويل الجزء الأكبر من أعمال فك التشفير، والتي تم نشر بعضها بالفعل، من قبل الحكومة السنغافورية.

يقول برينر إن مشروع الجينوم البشري بدأ كمبادرة عامة دولية. "مع مرور الوقت، تحولت المبادرة إلى مشروع، وكما هو الحال مع أي مشروع، كان هناك حاجة إلى مصنع. لذلك قمنا ببناء مصانع لفك تشفير الجينوم" - قاعات مليئة بالآلات التي عملت ليلًا ونهارًا على فك تشفير تسلسل الحمض النووي. "وبعد ذلك تم جرهم إلى المنافسة ضد شركة "سيليرا" الأمريكية (التي كانت تعمل في نفس الوقت على فك رموز الجينوم، 1999). في البداية كان هناك العديد من المشاركين في المشروع، يابانيون وأوروبيون وأمريكيون. لكن كان لا بد من تسريع وتيرة العمل، ولذلك توقفوا عن تقديم التمويل للمجموعات الصغيرة. وفي النهاية، لم يبق في المشروع سوى ثلاثة مختبرات أمريكية ومختبر بريطاني واحد". ومع ذلك، لا يزال مشروع الجينوم يُقدم كمشروع دولي.

وفي عام 2000، وفي حفل أقيم في البيت الأبيض بمشاركة الرئيس بيل كلينتون، والدكتور فرانسيس كولنيس، رئيس مشروع الجينوم في الولايات المتحدة الأمريكية، والدكتور كريج فينتر، رئيس شركة سيليرا في ذلك الوقت، أعلنت المجموعتان المتنافستان ربطة عنق، و"الانتهاء من فك رموز مسودة الجينوم للشخص". وقال الرئيس كلينتون في المؤتمر الصحفي الذي تم بثه في جميع أنحاء العالم: "اليوم نعرف اللغة التي استخدمها الله في خلق الإنسان". يقول برينر: "سمعته يقول ذلك، فقلت في نفسي: يا لها من جملة غبية. لماذا نحتاج الجينوم؟ واليوم لدينا بالفعل الكتاب المقدس، اللغة التي استخدمها الإنسان لخلق الله."