دراسة: باحثون يتمكنون من تخليق كائنات حية اصطناعية

في خطوة كبيرة نحو خلق حياة اصطناعية، قام باحثون أمريكيون بتطوير كائن حي يضم كلا من الحمض النووي الطبيعي والاصطناعي، وفي نفس الوقت له القدرة على خلق بروتينات اصطناعية جديدة تماما. وقد نشر
هذا العمل في مجلة ناتشر Nature.

وقد أظهر أحد الأبحاث السابقة التي قام به فلويد رومزبرج، عالم الأحياء الكيميائية في معهد سكريبس للأبحاث في لا جولا بولاية كاليفورنيا، أنه من الممكن توسيع الأبجدية الوراثية للحمض النووي (DNA) الطبيعي إلى أبعد من حروفه الجينية الأربعة الحالية: الأدينين (A)، والسيتوسين (C)، والغوانين (G) والثايمين (T).

ففي عام 2014، أنشأ رومزبرج وزملاؤه سلالة من بكتيريا الإشريكية القولونية (E. coli) التي تحتوي على حرفين غير طبيعيين: X و Y. وفي أحدث أبحاثه، أظهر فريق رومسبرج أن هذا الشكل الاصطناعي جزئيا من الإشريكية القولونية يمكن أن تتبع هذه الأبجدية الوراثية الهجينة لتخليق بروتينات جديدة.

يقول رومزبرج “هذه هي المرة الأولى التي تخلق فيها خلية بروتينا باستخدام حروفا جينية غير طبيعية بخلاف الأدينين (A)، والسيتوسين (C)، والغوانين (G) والثايمين (T)”.

وقال إنه على الرغم من أن التغييرات الفعلية في التركيب الجيني للكائن الحي كانت صغيرة، إلا أن هذا الإنجاز هام. “هذا هو التغيير الأول والفريد من نوعه في الحياة الجينية للكائن الحي.”

ويعد أحد الأهداف الرئيسية لرومزبرج على مدى نحو 20 عاما ماضية هو خلق أشكال جديدة للحياة، كما يهدف لاستخدام هذه الأبجدية الوراثية الموسعة لخلق أنواع جديدة من البروتينات التي يمكن استخدامها لعلاج المرض.

وفي عام 2014، قام بتشكيل شركة تدعى سينثوركس (Synthorx Inc)، والتي تعمل على تطوير علاجات جديدة قائمة على البروتين.

وقال رومزبرج : “هناك الكثير من البروتينات التي نريد استخدامها كأدوية، يسهل التخلص منها في في الكلى بسرعة كبيرة”. وسيسمح النظام الجديد للعلماء بإرفاق جزيئات من الدهون بالأدوية لإبقائها في الجسم لفترة أطول.

ويدرك رومزبرج أن إنشاء الكائنات شبه الاصطناعية قد يثير مخاوف من انتشار أشكال الحياة الهجينة خارج المختبر، ولكن النظام الذي يستخدمونه يجعل مثل هذا الهرب غير محتمل.

فعلى سبيل المثال، في الحمض النووي الطبيعي، تنجذب أزواج القواعد المكونة للحمض لبعضها البعض من خلال الترابط بين ذرات الهيدروجين، بينما تجتذب قواعد رومزبرج X و Y من خلال عملية مختلفة تماما، مما يمنعها من الترابط بطريق الخطأ مع القواعد الطبيعية، كما أن الخلايا لا يمكن أن تصنع القواعد من نوع  X و Y دون إضافة بعض المواد الكيميائية، لذا لا يمكن للكائنات شبه الاصطناعية أن تعيش خارج المختبر.