fbpx
الفضائيون

هل أصبحنا قادرين على تصميم كائن حي كامل في المختبر؟

أعلن العلماء عن نمو سلالة من بكتيريا الإيشريشية القولونية Escherichia coli تحتوي على كامل الدنا DNA المرمز المصطنع و الأساسي المحوّر.

الكائن الحي المُعَدَّل هو نوع من البكتيريا التي تتواجد عادةً في أمعاء البشر، حيث تكون شبيهةً بنوعها الطبيعي، لكن تعيش على مجموعة أصغر من التعبيرات الجينية. وتُعد التجرية رائدةً لتمهيد الطريق لقيادة الآليات البيولوجية لصنع الأدوية وتعزيز مقاومة الفيروسات.

على مدار عامين، قرأ الباحثون في جامعة كامبريدج وأعادوا تصميم الحمض النووي لجراثيم الإيشريشية القولونية E.coli قبل إنتاج خلايا بنسخة اصطناعية من الجينوم المحوّر.

يحمل الجينوم الصنعي 4 ملايين وحدة من الروامز الجينية التي تُسمى بالأحرف G، وT، وA، وC.
وإن طُبِعَ على أوراق بحجم A4 فسيحتاج 970 صفحة، جاعلًا إياه أكبر جينوم صُنِع على الإطلاق.
حسب الدكتور جاسون تشين خبير في البيولوجيا الصنعية، الذي قاد المشروع، فقد كان من غير الواضح تمامًا إذا كان من الممكن صنع جينوم بهذه الضخامة أو إذا كان من الممكن تغييره كثيرًا.

يحمل الدنا DNA المتجمع داخل الخلية التعليمات التي تحتاجها لتعمل. على سبيل المثال؛ عندما تحتاج الخلية بروتين أكثر لتنمو، تقوم بقراءة الدنا DNA المرمز للبروتين المطلوب. تُقرأ حروف الدنا DNA على شكل ثلاثيات تُدعى الروامز codons، مثل TCG وTCA.

جراثيم الإشريكية الكولونية التي اصطُنِعت في المخبر
جراثيم الإشريكية الكولونية التي استغرق اصطناعها عامين

تستخدم جميع أنواع الحياة تقريبًا، من قنديل البحر إلى الإنسان، 64 رامزًا، مع ذلك الكثير منها يقوم بنفس الوظيفة.

في المجمل، يصنع 61 رامز 20 حمض أميني طبيعي، و التي يمكن دمجها معًا مثل الخرز على سلسلة لبناء أي بروتين في الطبيعة. تعمل ثلاث روامز أخرى كإشارات توقف؛ تخبر الخلية عند انتهاء صنع البروتين، مثل نقطة التوقف.

قام فريق جامعة كامبريدج بالإعداد لإعادة تصميم جينوم الإيشريشية القولونية بإزالة الروامز غير الضرورية، إذ قام العلماء بالمرور على عثرات الدنا DNA من خلال العمل على الحاسوب. على سبيل المثال، كلما مرّوا بالثلاثية TCG قاموا أعادوا صياغتها بالشكل AGC، التي تقوم بنفس المهمة- صانعين بذلك نوعًا معينًا من من الأحماض الأمينية.

بعد أكثر من 18,000 تعديل، تمكن العلماء من إزالة كل وجود للثلاثية من الجينوم ذي العثرات. التعبير الجيني المعاد تصنيعه وُلِّف كيميائيًا، قطعةً بقطعة، وأُضيف لجينوم البكتيريا، حيث استبدل الجينوم الطبيعي.

النتيجة كانت بكتيريا تحمل نسخة الدنا DNA المرمز المصطنع كليًا و النسخة الطبيعية المحوّرة. يمكن أن تُحدث أشكالُ الحياة مثل هذا الشكل الذي صُمِّم ثورةً في الرعاية الصحية في المستقبل.

الإشريكية الكولونية: قيادة الآليات البيولوجية يمكن أن يساعد في صناعة الأدوية
الإشريكية الكولونية: أعاد الباحثون تصميم دنا DNA الإشريكية القولونية

ولأنها ذات حمض نووي مختلف، سيشكل ذلك صعوبة للفيروسات الغازية أن تنتشر داخلها، جاعلًا إياها مقاومة للفيروسات.

استُخدِمت الإيشريشية القولونية من قبل في صناعة المستحضرات الصيدلانية الحيوية لصنع الأنسولين لداء السكري ومركبات دوائية أخرى للسرطان، والتصلب الأنسجة المتعدد، والنوبات القلبية، وأمراض العين.

مع ذلك، يمكن إفساد عمليات الإنتاج بأكملها عندما تكون التجمعات الجرثومية ملوثةً بالفيروسات أو الميكروبات الأخرى.

مستقبلًا، يمكن إعادة تغيير الشفرة الوراثية المحررة لجعل الخلايا تعمل على تحفيز الأنزيمات والبروتينات الصنعية والعقاقير الاصطناعية أيضًا.

المصادر: natureexpress

المُساهمون:
  • إعداد: ميرا النحلاوي
  • مراجعة: محمد علي

ميرا النحلاوي

طالبة طب بشري. لدي شغف بالكتابة و قمت بكتابة بعض المقالات الأدبية لعدة مجلات إلكترونية ثم قررت أن اجمع بين شغفي في دراسة الطب و الكتابة و وجدت أن الفضائيون هو المنبر المناسب لذلك.

إضافة تعليق

الفضائيون

الفضائيون عبارة عن مجتمع مكون من أفراد يتعلمون معًا ويُشاركون هذه المعرفة مع العالم. نحن نقدم مرجعًا علميًا ينمو باستمرار يشمل مواد تعليمية ومقالات علمية عالية الدقة والجودة، بفضل الجهد الكبير الذي يبذله متطوعونا في الإعداد والمراجعة والتدقيق لتقديم محتوى جادّ ومؤثر، يُمكنك ولوجه مجانًا بشكل كامل.

Become a Patron!