 ثقافة صحية

بهجت عباس: الخلية المُصَنَّعـة ماذا تعني؟

بهجت عباسمفردات مفيد معرفتها في قراءة المقال

البكتريا The Bacteria

هي كائنات مجهريّة ذات خلية واحدة لا ترى بالعين المجردة لصغرها حيث لا يزيد طولها أو قطرها (إذا كانت دائرية الشكل) على بضعة مايكرونات (المتر يساوي مليون مايكرون) وهي منتشرة في كل مكان حتى في جسم الإنسان، داخله وخارجه، بعضها مفيد وبعضها ضار يسبب الأمراض . تتكون من جدار خلية عادة وليس لازماً، وسايتوبلازم تسبح فيه جزيئات عدة وكروموسوم واحد .

الكروموسوم

هو سلسلة طويلة تتألف من وحدات نتروجينية (قواعد) ذات تعاقب أو تسلسل معين تتراوح بين 160 ألف إلى 12 مليون قاعدة مزدوجة (في البكتريا) . هذه القاعدة يُرمز لها بالـ (حرف) في علم الجينات، وهي أربع قواعد فقط ؛ أدنين A و ثايمين T و كوانين G وسايتوسين C . تتكرر ألوف المرات أو الملايين . هذه السلسلة تسمى دي. أن. أي. (دنا DNA). فالكروموسوم هو سلسلة طويلة جداً من الدنا (مع بروتين) وكل كرموسوم يحمل مئات أو ألوف الجينات . والجين هو قطعة من الدنا ولكن ليس كل دنا جيناً .

الكودون The Codon

هو مركّب من ثلاث قواعد نتروجينية يختص بحامض أميني واحد وقد تكون عدة كودونات مختصة بحامض أميني معين .

الشفرة الجينية Genetic Code

تتكون من 64 كودوناً، 61 منها تدوِّن الحوامض الأمينية العشرين في عملية تكوين البروتين، وثلاثة لا تدون أيَّ حامض أميني .

الجينوم The Genome

مجموعة الجينات والدنا والرنا أيْ كلّ المواد الجينية في الخلية. وهو اسم أطلقه عالم النبات الألماني هانز فينكلر Hans Winklerعام 1920 مشتقاً من الحروف الثلاثة الأولى لـ Gen(e) والأخيرة من  Chromos(ome).

جرثومة المايكوبلازما Mycoplasma

هي نوع من البكتريا لا تحتوي على جدار خلية، لذا لا تتأثر بعقار البنسلين أو أيّ عقار آخر يعمل على جدار الخلية. لذا تكون (مُحصَّنة) من تأثيره . وهي عائلة لعدة جراثيم منها جرثومة M. pneumonia (الالتهاب الرئوي) و genitalium M. التي تُصيب المجاري البولية بالالتهاب و جرثومة  M. mycoides التي تسبب التهاب الضرع في الماعـز mastitis، والتي هي موضوع المقال هذا.  

الأشنات / الطحالب Algae

هذه مجاميع متنوعة من كائنات تعيش في الماء والنبات والمواد الغذائية وتستطيع أن تنتج مركبات عضوية وغير عضوية .

الفطريّات Fungi

تشمل الجراثيم مثل الخميرة yeast والعفن moulds وكذلك الفطر mushroom الذي يؤكل .

 تصنيع الخلية

بعد أن حقق مشروع الجينوم البشري الذي بدأ العمل به عام 1990 وانتهى في عام 2003 أهدافه من تفكيك الشفرة الجينية وكشف الجينات التي تبيّن عددها ما يقرب من 25 ألف جين بعد أن كان الاعتقاد السائد أنها بحدود المئة ألف، تسارع الباحثون للكشف عن أسرارها والتلاعب بها ومعالجة الأمراض التي تسببها. ومن هؤلاء الباحثين كان الدكتور كريك فنتر المساهم الرئيس في مشروع الجينوم البشري . فكان، منذ عام 1995  أثناء عمله في المشروع، يحلم أن يكوِّنَ جينوماً مُصنَّـعاً من مواد كيمائية ويستخدمه في إنتاج كائن حيّ، فتحقق له ما حلم به في يوم الخميس المصادف في 20 مايس سنة  2010، ولكن بأي ثمن ؟ كانت الكلفة 40 مليون دولار و جهود 20 باحثاً، من ضمنهم البروفيسور هاميلتون سميث الحائز على جائزة نوبل عام 2002، وعملاً متواصلاً دام أكثر من عشر سنين . وقبل هذا في عام 1995 ترأس فنتر فريقاً فشفّـروا جينوم جرثومة M. genitalium، وهو أصغر جينوم، حيث يتكوّن من حواليْ 600 ألف قاعدة زوجية و500 جين، فوجدوا أنهم يستطيعون محو 100 جين دون تأثير على حياة وتكاثر هذه الجرثومة، ففكروا في تصنيع كروموسوم لها ولكنَّ بطء تكاثرها جعلهم يتراجعون عن مهمتهم . عند هذا اختاروا جرثومة M. mycoides سريعة التكاثر، فانتزعوا كروموسومها (المتكوَّن من مليون وثمانين ألف قاعدة زوجية) في العام الماضي (2009) ووضعوه في خلية الخميرة yeast وحوّروه وزرعوه في جرثومة M. capricolum (من نفس الفصيلة ولكنها تصيب الماعز والبقـر على السّواء) بعد أن تخلصوا من جينومها، فنجحت التجربة، حيث تحوَّلت هذه الجرثومة الأخيرة إلى جرثومة M. mycoides . لذا دفعهم نجاح هذه التجربة إلى القيام بصنع جينوم يماثل الجينوم الأصلي لهذه الجرثومة. وهذا يختلف عن الهندسة الجينية التي تعتمد على إدخال جين / جينات أو قِطَعٍ جينيّـةً من خليّـة معيّـنة إلى خليّـة أخرى . ولكن كريك فنتر سنة 2007 خطا أكثر من هذا، حيث نقل جينوماً طبيعياً كاملاً من جرثومة إلى أخرى نزع منها جينومها فقط مع الاحتفاظ بسايتوبلازمها والجزيئات الأخرى فيها، وأخذ يرقب سيطرة هذا الجينوم على فعالية أو تصرف الخلية المنقول إليها هذا الجينوم فوجدها تحولت إلى الجرثومة الأولى المانحة الجينوم . وهذا يختلف أيضاً عن الهندسة الجينيّة كونها مبنيّـةً على إعادة برمجة "Reprogramming" الكائن كله. يقول فنتر "هذا يحوّل نوعاً أو جنساً آخـرَ بتغييـر ما هو مُبَـرمَـج سابقاً (فتح الميم الثانية) بإدخال مجموعة برامج software" .  اشترى كريك فنتـر ورفاقه هذه القواعد المزدوجة من شركات أمريكية وألمانية بكمية تكفي لصنع كروموسوم يتكون من حواليْ مليون قاعدة زوجية تقريباً يماثل الكروموسوم الأصلي  في جرثومة M. mycoides . سلاسل الدنا المشتراة حملتْ أربع عشرة علامة خاصة مظلّلة غير شفافة من دنا غير فعالة لتميّزها عن الكروموسوم الطبيعي الموجود في الجرثومة . استعملوا الخميرة لـ(تجميع) سلاسل الدنا المُصنَّـعة هذه على مراحل . فقام الباحثون بـ(تخييط/ لصق) 10 آلاف قاعدة معاً ثم 100 ألف قاعدة وهكذا إلى أن اكتمل الجينوم أو الكروموسوم المليوني . وهنا نزعوا كروموسوم الجرثومة M. capricolum منها وزرعوا الجينوم المُصَنـّع فيها، فلم يحدث أيُّ شيء! وبعد اختبار وتدقيق وجدوا قاعدة واحدة فقط أُدخِلتْ خطأً من مليون قاعدة أثَّـرتْ على عمل الجينوم فجعلته (خاملاً) . صلّحوا هذا الخطأ وأدخلوا الجينوم (المُصحّح) مرة أخرى في الخلية، فأخذت تتكاثـر بسرعة وصل عددها بليون (مليار) خلية وتنتج بروتينات كتلك التي تنتجها الجرثومة مانحة الجينوم M. mycoides، وبعبارة أخرى فقدت الجرثومة M. capricolum المنزوع منها الجينوم خواصها وتحوّلت إلى الجرثومة M. mycoides بعد استلامها الجينوم المُصَنّـع . يصرّح فنتر  لجريدة الفاينانشيال تايمز اللندنية : " مررنا خلال حدود نفسيّة حرجة غيّرتْ تفكيري علميّـاً وفلسفيّـاً حول الحياة، وكيف تعمل . هذه هي الخليّة المُصنَّعة الأولى، نسمّيها (مُصنَّعة) لأنها انحدرتْ من أربع قنان من الموادّ الكيميائية على مُصَنَّـع كيميائي مبتدئاً بمعلومات من كمبيوتـر. استُعمِلتْ لتبني جينات خلية جرثوميّـة. " شركة الجينومات الصناعية التي ساهمت بتمويل هذا المشروع كان غايتها تصميم أشنات / طحالب تستعمل ثاني أوكسيد الكاربون من الهواء لتحوّله إلى وقود عضويّ . كما إنَّ شركة أكسون موبايل، التي يعمل فـينـتـر لها، تحاول تحويل الطحالب إلى وقود . الهدف الصَّعب الذي يريد فنتـر تحقيقه هو تصميم كائنات تعمل ضدَّ ما خصّصتـه الطبيعة لها لاستعمالات واسعة . " سيكون وقت طويل  يستحق الانتظار . إنّه حدث هام له استخدامات عملية جبارة." يقول البروفيسور جورج تشيرش من Harvard Med. School of Genetics . أما البروفيسور أليسون واندرلاند  فتقول : " نحن الآن قادرون على أخذ كروموسوماتنا المُصَنَّعة وزرعها في خلية كائن آخـر تتقبلها، وحال وصول هذه البضاعة المُـبَـرمَـجة (الكروموسوم) إلى الخلية، تبدأ هذه بقراءتها وتحوّلها إلى نوع  / جنس مذكور في تلك الشفرة الجينيّـة." وهذا ما ذهب إليه أيضاً فرانسيس أرنولد، بيولوجي تصنيعي من معهد كاليفورنيا التكنولوجي : " خلق وإدخال كروموسوم مصنَّع طوله مليون قاعدة زوجية هو حدث هام . نستطيع الآن كتابة أيِّ شيء نريد والمشكلة لا ندري ماذا نكتب."

 لكن الدكتور أنتوني فورستر من جامعة فاندرهل – ناشفيا – تنيسي رغم قوله "هذا إنجاز مدهش." وآخرون يؤكدون على أنَّ هذا العمل لم يُنـتِجْ حياة مُصنوعة حقيقية، لأنّ الجينوم المُصَنَّع وُضِعَ في خلية موجودة أصلاً.  ويعلّق الدكتور كنيث أوي Keneth Oye عالم الاجتماع من معهد مساشوسيتس التكنولوجي في كامبردج " على المدى البعيد ستُستَعملُ هذه الوسيلة لتصنيع جينومات مُصمَّمة غريبة." مستطرداً "في الوقت الحاضر نرمي في الظلام إلى أيِّ نفع على المدى البعيد وأيِّ خطر على المدى البعيد أيضاً." أما إيكارد وايمـر من جامعة ستوني بروك – نيويورك الذي قاد أول فريق لتخليق فايروس في عام 2002 فيرى احتمال استغلاله بصورة سيِّئة . وهكذا تتضارب الآراء والأفكار في هذا التصنيع المثيـر. فهل هي حياة مُصَـنَّـعة حقاً؟ أم أنّها (إعادة ) حياة أو (بعث) إلى خلية موجودة فعلاً غير أنّ الجينوم الذي يمدّها بالحياة والفعاليّة والتكاثـر قد  (سُلب) منها . لذا هل نستطيع أن نسمّيها خلقاً جديداً أم أنه تلاعب بـ(خلقتها؟) هذا إذا عرفنا أن الخلق يبدأ من نقطة الصفـر. ومع هذا فهي (خطوة طفل) كما يقول فنتر أما كونها (خطوة عملاق أيضاً) كما صرّح، فقد تكون في المستقبل وليس الآن . وقد أطلق على الخلية اسم سينثيا Synthia .

وخلاصة القول ؛ إنَّ صنعَ نسخةٍ مماثلة تماماً لكروموسوم موجود أصلاً في بكتريا معينة، هذا الكروموسوم البسيط الذي يتكون من مليون قاعدة مزدوجة تقريباً وإدخاله في بكتريا أخرى منزوعة الكروموسوم، أيْ فاقدة (الروح)، وجعلها تحيا وتتكاثـر وتنتج ذات البروتين  الذي كانت تنتجه الخلية الأولى (مانحة) الكروموسوم، عمل جبار سيغيّـر مفاهيم كثيرة . ولكن هذه العملية تتطلّب سنين كثيرة لصنع كميات هائلة من اللقاح أو الوقود من ثاني أكسيد الكاربون، ولكنها " تمثّل حدثاً هاماً تكنولوجيّاً في مجال التقنية الجينيّة الجديدة " كما يقول د. جيف بوك من جامعة جونز هوبكنز في بالتيمور. كما " إنها تحدٍّ كبيـرٌ أمامنا قبل أن يتمكن المهندسون الجينيّـون من تصميم كامل لجينومات كائنات من نقطة الصفـر." كما يقول د. باول كايم، عالم الجينات الجزيئـيـة في أريزونا الشمالية.

 

د. بهجت عباس

26 مايس 2010

 

المشاركون في هذه المحادثة

تعليقات (9)

This comment was minimized by the moderator on the site

استاذي العالم والشاعر الدكتور بهجت عباس
ودّاً ودّا

شكراً من القلب على هذه المقالة الغنيّة بالمعلومة , المكتوبة لنا تحديداً نحن
القرّاء غير المختصين بهذا العلم الدقيق .
هذا مقال تثقيفي وتعليمي وتنويري , سمّه ما شئت فهو مساهمة في دفع
القارىء الى التفكير والتأمل في ما سيأتي به المستقبل من بحوث وكشوف .
دمت في صحة وبحث وكتابة وإبداع استاذي الجليل .

جمال مصطفى
This comment was minimized by the moderator on the site

الشاعر المبدع والناقد البارع جمال مصطفى
ألف ود وشكر على مرورك الكريم واستحسانك ما كتبت، وسرّني كثيراً أنّك معجب بهذه المواضيع ، التقنيات الجينية، التي ستكون والتقنيات الحاسوبية، الكمبيوتر، هي السائدة في المستقبل القريب أو البعيد، فبهما ستكون كثير من الحلول التي استعصتْ على العقول في الماضي والحاضر. فالدخول إلى كنه الانسان ، الخلية، والتلاعب بمحتوياتها وتغيير ما فيها، يعني البنية التحتية للانسان، ستكشف كثيراً مما حار فيه البشر منذ الأزل. أتمنى لك الصحة الجيدة والابداع الدائم في عملك الجميل.
تحاياي وباقة ياسمين.

بهجت عباس
This comment was minimized by the moderator on the site

الباحث الفذ د. بهجت عباس
تحية محبة وتقدير
(تتضارب الآراء والأفكار في هذا التصنيع المثيـر. فهل هي حياة مُصَـنَّـعة حقاً؟ أم أنّها (إعادة ) حياة أو (بعث) إلى خلية موجودة فعلاً غير أنّ الجينوم الذي يمدّها بالحياة والفعاليّة والتكاثـر قد (سُلب) منها . لذا هل نستطيع أن نسمّيها خلقاً جديداً أم أنه تلاعب بـ(خلقتها؟) هذا إذا عرفنا أن الخلق يبدأ من نقطة الصفـر)
ـــــــــــــــــــــــ
مقالتك المهمة هذه مكتوبة كما هو مثبّت قبل أكثر من عقد وهذا يعني أن البحوث في هذا المجال قطعتْ أشواطاً أخرى إلى الأمام.
ما نخشاه أن يفقد العلماء السيطرة على ما هو غير متوقع من نتائج رغم علمي بأنهم تهيأوا لهذا ومحتاطون لكل مفاجأة.
شكراً وشكراً على هذه الإفادة العلمية المدهشة وقد قال أحد المفكرين مرة :
إذا كان الله خلق الإنسان فإن الإنسان قد رد له هذا الجميل !

سامي العامري
This comment was minimized by the moderator on the site

التلاعب بالجينات والدنا هو ولع العلماء، إذ هي أسّ الحياة أو (روح) الكائن الحيّ . لذا قام بعضهم بالاستنساخ مثلاً. ذلك بأخذ خلية (جسدية) من حيوان مثلاً و (خلق) ذات الحيوان منها بدءً من النعجة دولي عام 1996. فاستنسخوا حيوانات متنوعة أخرى ، كالمهرة (برومتي) أو برومثيا، من خلية جلد فرس زرعوها بعد أن عملوا منها جنيناً أولياً (بلاستوسايت) في المختبر وزرعوه في رحم الفرس ذاتها فولدت المهرة (برومتي)وقد كتبت عنها مقالاً نُشر في (الحوار المتمدن) في 10 آب 2003 تحت عنوان :
هل يحقق استـنساخُ الفَرَس مملكة البنات في جزر واق واق؟
ربّما تكون إعادة نشره ذات متعة وفائدة للقراء.
وآخر التظورات في هذا المجال هو تحرير الجينوم Genome Editing أو تصحيحه هو تقنية بواسطتها يستطيع العلماء أن يغيّروا الدنا DNA، ذلك بإضافة مادة جينية أو إزالتها أو تحويرها من مناطق معيّنة من الجينوم. ذلك بالتقنية الحديثة المسماة CRISPR-Cas9 التي تُستعمل فيها رنا RNA كقائد أو دليل على موطن (التغيير) لانزيم مرتبط بها تقوم بقصّ (قطع أو اقتلاع) الجزء المنحرف (المشوّه) من الدنا أو الجين الذي يسبب المرض فيتم (الاصلاح) ويشفى المريض من المرض الجيني في العين ، العضلة أو الكبد وغيرها نهائياً دون عملية جراحية أو استعمال أدوية.
أشكر اهتمامك يا عزيزي الشاعر الغرّيد سامي العامري على اهتمامك بهذه المواضيع الهامّة متمنياً لك الصحة والعافية والابداع دوماً.
تحياتي وباقات من نرجس هاينه.

بهجت عباس
This comment was minimized by the moderator on the site

العزيز المبدع

د بهجت عباس.

نرجو منك مواصلة ترجمة ونشر المقالات العلمية

الرصينة التي تبدو فيها قدرتك الملفته على

توصيل الفكرة والمعلومة معاً الى المتلقي العربي

بطريقة سلسة وممتعة .

ملاحظة ( أو إقتراح متواضع):

أعجبني تعريفك وترجمتك للمصطلح العلمي

( terminology ) وأتمنى ان يشمل كلّ

المصطلحات الواردة في المقال فمثلًا:

(RNA ) Ribo-nucleic acid )

الحمض النووي الريبي.


(DNA) De-oxy-Ribo- nucleic acid ).

الحمض النووي الريبي. منزوع الأوكسجين.

وانت العالم الضليع في هذا المجال

دمْتَ مبدعاً

مصطفى علي
This comment was minimized by the moderator on the site

الشاعر المبدع الدكتور مصطفى علي]آِ
ألف تحية وشكر على مرورك الكربم واستحسانك الموضوع الذي كتبتُ والذي هو (إعداد) لمعلومات مأخوذة من مصادر عدة جمعتها وشرحتها وعلقت عليها ، فهي ليست ترجمة حقيقية بالمعنى المفهوم للترجمة حيث أمانة النصّ تكون مبدأها. أشكرك مرة أخرى على تقديرك لترجمتي المصطلحات العلمية واقتراحك جميل بترجمة جميعها ولكنني لم أترجم رنا RNA أو دنا DNA بالحمض النووي الريبي والحمض النووي الريبي منزوع الأوكسجين على التوالي لـ(ثقلهما) على السمع والبصر من ناحية، ولأنّ القارئ صار يعرف مثلاً كلمة الـ دي. أنْ. أي. جيداً من ناحية أخرى، إذ هي متداولة على الألسن في مناسبات وحالات عدة وكأنها صارت كلمة عربية! أمّا الرنا RNA فلم تكن مسموعة أو معروفة كثيراً لدى القارئ العربيّ إلّا بعد معرفته بلقاح فايزر المتكوّن من mRNA ! والحقيقة وجب عليّ شرحهما وعملهما بصورة موجزة.
تحاياي وباقة ورد.

بهجت عباس
This comment was minimized by the moderator on the site

ما اروعك يا ابا نيران ، علما وادبا وتواضعا واخلاقا. انا سعيد جدا بمروري هنا وايجاد هذه المقالة الرائعة. لقد مضت مدة طويلة على آخر اتصال بك والتقصير هو بالتأكيد من جانبي. لك الصحة والعمر الطويل ولنا ابداعك المتواصل. محبتي واحترامي.

مصدق الحبيب
This comment was minimized by the moderator on the site

يا لها من مفاجأة أكثر من سارّة أن يبرز اسمك الحبيب وتتلألأ كلماتك النوّارة فتضيء صفحتي هنا بعد غياب كان عمراً في حساب هذا الزمن الضّنين. فلقد مضت أعوام وليست شهوراً على انقطاع التواصل بيننا وليس لأحد منّا أيّ ذنب فيه، ولكنّه الزمن العتيد بمشاكله المعقدة والحياة بما فيها من أمور تشغل المرء عن صاحبه وقريبه وبنيه. كيف هي صحتك وأحوالك وأمورك يا صديقي العزيز؟ تصميمك الجميل لغلاف كتابي المعنون (مختارات من الشعر العراقي المعاصر – ألماني – عربي) الذي طبعه الصديق المرحوم سهر العامري سنة 2013 لا يزال يذكرني بالايام الجميلة حيث كانت أحاديثنا المتبادلة ملء السمع والبصر والفؤاد. أتمنّى لك يا عزيزي الفنان الرائع والخبير الاقتصادي الصحة الجيدة والخير العميم ويبقى التواصل صلة المودة، فقد تقرّب البعيد.
محبتي وباقات من الورد والياسمين.

بهجت عباس
This comment was minimized by the moderator on the site

عزيزي ابا نيران الورد، اعتذر انني لم اعثر على ايميلك الذي فقدته للاسف مع تغيير الكومبيوترات والبرامج عبر هذه المدة الطويلة المنصرمة، ولكن هذا ايميلي لو تفضلت بالارسال اولا لكي نعيد التواصل من جديد حتى ولو بين مدة طويلة واخرى، مع فائق شكري وتقديري
mja@umass.edu

مصدق الحبيب
لا توجد تعليقات على هذه المقالة حالياً.

شارك بتعليقك

0 Characters
المرفقات (0 / 3)
Share Your Location

الآراء الواردة في المقال لا تمثل رأي صحيفة المثقف بالضرورة، ويتحمل الكاتب جميع التبعات القانونية المترتبة عليها.

العدد: 5493 المصادف: 2021-09-19 02:22:17


Share on Myspace