يستطيع التعديل الجيني تغيير أنواع كاملة -- للأبد

جهاز (كريسبر) للتعديل الجيني يُمَكِن العلماء من تغيير سلاسل الحمض النووي DNA ويضمن أن الصفة الجينية الناتجة عن التعديل ستُوَرَث في المستقبل للأجيال المتعاقبة، وبإتاحة هذه الإمكانية قد تتغير أنواع كاملة للأبد. أبعد من ذلك، هذه التقنية تقودنا إلي بضعة أسئلة: كيف سيؤثر ذلك علي البشرية؟ في أي تغيير سنستخدمه؟ هل أصبحنا آلهة الآن؟ شارِك الصحفية (جينيفر كان) في تأملها لتلك الأسئلة ومشاركاتها عن إمكانيات تطبيق التغيير الجيني القوية مثل: تطوير ذباب مُقَاوِم لأمراض مثل الملاريا وزيكا.

هذه محادثة بشأن التحكم في الجينات،

ولكنني سأبدأ بإخباركم قصةً قصيرة،

قبل 20 عاماً،
كان هناك عالم أحياء يدعى( أنتوني جيمس)

أصابه هوس بفكرة تخليق البعوض

الذي لا ينقل داء الملاريا.

كانت فكرة عظيمة،
وفشلاً ذريعاً في الوقت نفسه.

لسبب واحد فقط،
تبيّن أنه من الصعب جداً

تخليق بعوضة مقاومة للملاريا.

استطاع (جيمس) فعل ذلك، أخيراً،
قبل بضع سنوات،

بإضافة بعض الجينات
التي تجعل من المستحيل

لطفيل الملاريا البقاء
على قيد الحياة داخل البعوض.

ولكن هذا خلق مشكلة أخرى.

والآن بعد أن حصلت على
بعوضة مقاومة للملاريا،

كيف يمكنك استبدال
البعوض الحامل للملاريا؟

يوجد بضعة خيارات،

لكن الخطة (أ)
كانت بالأساس هي تَكَاثُر

مجموعة جديدة من
البعوض المهندسة وراثياً

لإطلاقها في البريّة

ونأمل أن تقوم بنقل جيناتها.

والمشكلة هي أنه عليك أن تُطلِقَ

حرفياً، 10 أضعاف عدد البعوض الموجود
بالفعل، لتنجح الفكرة.

في قرية تضمّ 10,000 بعوضة،

تقوم بإطلاق سراح 100,000 بعوضة إضافية .

كما قد يتبادر إلى ذهنك،

لم تحظ هذه الاستراتيجية بشعبية كبيرة
بين القرويين.

(ضحك)

ثم، في يناير الماضي، تلقى
(أنتوني جيمس) رسالة إلكترونية

من عالم أحياء يدعى (إيثان بيير).

أخبره (بيير) أنه وبصحبة
طالب متخرج له يدعى (فالنتينو غانتز)

قد عثرا علي أداة
لا يمكنها فقط أن تضمَن

أن سمة وراثية معينة
سيتم توريثها،

ولكن ستنتشر سريعاً، بشكل لا يصدق.

إذا كانوا على حق،
فسَتُحَل المشكلة أساساً،

التي كان يعمل عليها مع (جيمس)
لمدة 20 عاماً.

لاختبار ذلك، قاما بتخليق بعوضتين
لحمل الجينات المضادة للملاريا

وأيضاً هذه الأداة الجديدة، التحكم الجيني،

التي سأشرحها بعد دقيقة واحدة.

وأخيراً، قاما بإيجاد حلّ
لكي لا يكون لأي بعوضة

ورثت تلك الجينات المضادة للملاريا

عيون بيضاء كالمعتاد،
ولكن بدلاً من ذلك يصبح لديها عيون حمراء.

كان ذلك مناسباً جداً

فقط ليتمكنوا من تمييز نوع البعوضة
بلمحة واحدة.

قاموا بأخذ اثنتين من المضادة للملاريا
ذات العينين الحمراوين،

وقاموا بوضعهما في صندوق
مع 30 بعوضة بيضاء العينين،

وتركوهم ليتكاثروا.

في جيلين، تحصلوا على
3,800 حفيد.

ليس هذا هو الجزء المفاجئ.

بل التالي:

بالنظر إلى أنك بدأت فقط
مع بعوضتين حمراء العينين

و30 بعوضة بيضاء العينين،

تتوقع الحصول على أحفاد معظمهم
من بيض العينين.

بدلاً من ذلك، عندما فتح (جيمس) الصندوق،

كانت 3800 بعوضة حمراء العينين.

عندما سألت (إيثان بيير) عن هذه اللحظة،

أصبح متحمساً جداً لدرجة أنه كان حرفياً،
يصرخ على الهاتف.

ذلك لأن الحصول فقط على
بعوض أحمر العينين

يخالف القاعدة التي تمثّل حجر الأساس
لعلم الأحياء،

علم الوراثة المندلية.

سأسرع في هذا،

ولكن علم الوراثة المندلية
يقول عندما يتزاوج ذكر وأنثى،

يرث طفلهما نصف الحمض النووي
لكل طرف منها.

لذلك إذا ما كان لدينا البعوض الأصلي aa
والبعوض الجديد هو aB،

حيث B هو الجين المضاد للملاريا،

لا بد أن ينحصر الأطفال الجدد في
أربعة طرازات جينية:

aa, aB, aa, Ba.

بدلاً من ذلك، مع التحكم الجيني الجديد،

كان الجميع من الطراز الجيني aB.

من الناحية البيولوجيّة، لا يمكن
أن يكون ذلك ممكناً.

إذن ماذا حدث؟

كان أول شيء حصل

هو ظهور أداة تعديل الجينات
المعروفة باسم (كريسبر) في عام 2012.

ربما سمع العديد منكم ب(كريسبر)،

وسأخبركم باختصار أن
(كريسبر) عبارة عن أداة تسمح للباحثين

بتعديل الجينات بدقة متناهية وبسهولة وسرعة.

وذلك من خلال استخدام آلية
موجودة بالفعل في البكتيريا.

في الأساس، يوجد بروتين يعمل مثل المقص

يفصل الحمض النووي DNA،

وهناك جزيء من الحمض النووي RNA
الذي يقوم بتوجيه المقص

إلى أي نقطة على الجينوم تريدها.

والنتيجة هي في الأساس معالجة للجينات.

يمكنك أن تستخرج جيناً كاملاً،
أوتضيف جيناً،

أو حتى تُعدّل حرفاً واحداً داخل الجين.

ويمكنك فعل ذلك مع أي صنف تقريباً.

حسناً، تذكرون أنني أخبرتكم أن التحكم
الجيني يُواجه بالأصل مشكلتين؟

أولاً، كان من الصعب تعديل جينات البعوض

ليكون مضاداً للملاريا.

اختفى هذا المشكل بفضل (كريسبر).

ولكن المشكلة الأخرى كانت لوجستية.

كيف يمكن نشر هذه السمة؟

وهنا احتاج الأمر للمهارة.

قبل بضع سنوات، تساءل عالم أحياء
في جامعة هارفارد يدعى (كيفن إيسفلت)

ما الذي يمكن أن يحصل

إذا جعلت (كريسبر) لا يضيف الجين
الجديد فحسب

بل أيضاً يقوم بآلية القَصِ واللصق.

وبعبارة أخرى، ماذا لو قام (كريسبر)
أيضاً بالنسخ واللصق لنفسه.

سَتحصُل علي آلة دائمة الحركة
تقوم بتعديل الجينات.

وهذا بالضبط ما حدث.

لا يضمن (كريسبر) الذي صنعه (الفيست)

أنه سيتم توريث السمة فقط،

ولكن إذا ما تم استخدامه في
الخلايا الجرثومية،

ستقوم بنسخ الجين الجديد ولصقه تلقائياً

في كروموسومات كل فرد.

إنها مثل البحث العالمي واستبدال،

أو بمصطلحات علمية، يحول الصفة غير
المتجانسة إلى متجانسة.

إذاً، ماذا يعني ذلك؟

شيء واحد، هذا يعني أننا
نمتلك أداة قوية جداً،

ولكن أيضاً أداة جديدة تثير القلق نوعاً ما.

إلى حد الآن، حقيقة عدم نجاح عملية
التحكم الجيني

تبعث نوعاً من الإرتياح.

عادةً عندما تعبث بجينات كائن حي،

فإننا نجعل من ذلك الشيء أقل تطوّراً.

وبهذا يمكن للبيولوجيين الحصول
علي ذباب الفاكهة الذي يريدونه

دون أن يقلقوا بشأنه.

لأنه إن هرب بعضُها،
فإن الإنتقاء الطبيعي سيقوم بدوره.

الشيء الذي يعدّ مثيراً للانتباه وفعالاً
ومرعباً بشأن التحكم الجيني

هو أن هذا لن يكون صحيحاً.

لنفترض أن السمة لا تحمل إعاقة
كبيرة تمنع تطورها،

مثل بعوضة لا يمكنها الطيران،

سينشر (كريسبر) القائم على التحكم الجيني
هذا التغير الجيني بدون توقُف

إلى أن يصبح موجوداً في كل حشرة من الحشرات.

لأنه، ليس من السهل جعل تقنية التحكم الجيني
تعمل بشكل جيد،

لكن يعتقد (جيمس) و(الفيست)
أن بوسعنا فعل ذلك.

والخبر السار هو أن هذا يفتح
المجال أمام بعض الأشياء الرائعة.

إذا استطعت إضافة الجين المضاد للملاريا

إلي 1 بالمئة فقط من بعوض الأنوفليس،

النوع الذي ينقل الملاريا،

قدّر العلماء أنه سينتشر بين
كل البعوض في غضون سنة.

لذلك في سنة، يمكنك تقريباً القضاء على
الملاريا.

في الواقع، لا يزال أمامنا بضع سنوات
قبل تحقيق ذلك

لكن حتي الآن، يموت 1,000 طفل
يومياً بسبب الملاريا.

في سنة، قد يصبح هذا العدد صفراً.

نفس الشيء ينطبق على حمى الضنك،
وشيكونغونيا، والحمى الصفراء.

وهناك ما هو أفضل.

لنفترض أنك تريد التخلص
من الأنواع الدخيلة،

مثل الحصول على سمك الشبوط الآسيوي
من البحيرات العظمى.

كل ما عليك فعله هو البدء
بنشرالتغير الجيني

الذي يجعل من الأسماك تنتج
ذكوراً فقط.

بعد بضعة أجيال، لن يكون هناك
أثر للإناث، لا مزيد من سمك الشبوط.

نظرياً، يمكننا استعادة المئات من
من الأنواع الأصلية

التي أصبحت علي شفا الإنقراض.

حسناً، كانت هذه هي الأخبار السارة،

وهذه هي الأخبار السيئة.

يعتبر التحكم الجيني فعالاً للغاية

لدرجة أن انتشاره غير المقصود
قد يتسبب بتغيير صنف بأكمله،

ويكون غالباً بسرعة كبيرة.

أخذ (أنتوني جيمس) الإحتياطات
اللازمة جيداً.

قام بتربية الباعوض في مختبره
البيولوجي

واستخدم أيضاً أنواعاً
ليست من الولايات المتحدة

حتى إذا هرب بعضها،

فإنها ستموت، ولن يكون أمامها
فرصة للتكاثر.

ولكن أيضاً إذا كان هناك العشرات من
سمك الشبوط الآسيوي يحمل تغيير جيني ذَكَري

تم حملها عن طريق الخطأ
من البحيرات العظمى باتجاه آسيا،

قد يتسبب ربما في انقراض
سمك الشبوط الآسيوي الأصلي.

وهذا ليس أمر مستبعداً جداً،
نظراً لمدى اتصال عالمنا.

في الواقع، لهذا السبب نواجه
مشكلة تداخُل الأنواع.

وذلك هو السمك.

أشياء مثل البعوض وذباب الفاكهة،

لا توجد، حرفياً، وسيلة لاحتوائها.

يعبرون الحدود والمحيطات طوال الوقت.

حسنا، الجزء الآخر من الأخبار السيئة

هو أن التغيير الجيني قد لا يبقى مقيد

بما نطلق عليه الأنواع المستهدفة.

يعود ذلك بسبب التدفق الجيني،

وهي طريقة جميلة لقول أن الأنواع
المشابهة لها

أحياناً تتكاثر لتعطي هجيناً

إذا حصل ذلك، فمن الممكن أن
يتسلل التغير الجيني،

فمثلاً يمكن لسمك الشبوط الآسيوي
أن يصيب نوعاً آخر.

ليس هذا شيئاً سيئاً للغاية إذا ما كان
الدافع تعزيز صفة واحدة فقط مثل لون العين.

في الواقع، هناك فرصة جيدة لأن نرى

موجة من ذباب الفاكهة الغريب جداً
في المستقبل القريب.

قد يصبح الأمر كارثياً

إذ كان التغير الجيني مصمماً
للقضاء على نوع بأكمله.

آخر ما يثير القلق هو أن التقنية
الموجهة للقيام بذلك،

لهندسة كائن حي وراثياً
وإدراج "التغير الجيني"،

هو شيء يمكن لأي مختبر في العالم
القيام به أساساً.

يمكن لطالب جامعي فعل ذلك.

ويمكن لطالب موهوب بمساعدة بعض
المعدات القيام بذلك.

الآن، أعتقد أن هذا يبدو مرعباً.

(ضحك)

ومن المثير للإهتمام رغم ذلك،
تقريباً، كل عالم تحدثت معه

يعتقد أن التغيير الجيني لم يكن
مخيفاً أو خطيراً في الواقع.

جزئياً لأنهم يؤمنون أن العلماء
سيكونون

حذرين جداً ويتحملون
المسؤولية بشأن استخدامها.

(ضحك)

إلى الآن، كان هذا صحيحاً.

ولكن للتعديل الجيني أيضاً بعض
القيود الملموسة.

مثلاً، بسبب أنه ينطبق فقط
علي الأنواع التي تتكاثر جنسياً.

شكرا لله، لا يمكن استخدامها
لهندسة الفيروسات أو البكتيريا.

أيضاً، انتشار السمة يحدث فقط
مع الأجيال المتعاقبة.

لذلك تغيير مجموعة أو القضاء عليها

يُعتبر عملياً فقط إذ كان ذلك الصنف
يتسم بدورة تناسلية سريعة،

مثل الحشرات أو ربما
الفقاريات الصغيرة كالفئران أو الأسماك.

بالنسبة للفيلة أو البشر، قد يستغرق
الأمر قروناً

لتنتشر سمة بما يكفي على
نطاق واسع.

أيضاً، حتى باستخدام (كريسبر)، ليس من السهل
هندسة سمة مدمرة حقاً.

لنقل أنك أردت الحصول على ذبابة فاكهة

التي تتغذى على الفاكهة العادية
بدلاً من تلك المتعفنة،

بهدف تخريب الزراعة الأمريكية.

أولاً، عليك أن تعرف

أيّ الجينات تتحكم بما يريد الطائر أكله،

وهو بالفعل مشروع طويل المدى
ومعقد.

ثم عليك أن تغير تلك الجينات
لتغيير سلوك الذبابة

لتصبح أي شيء تريد أن تكون عليه،

وهو مشروع أطول من الناحية الزمنية
وأكثر تعقيداً.

وقد لا يجدي الأمر نفعاً،

لأن الجينات التي تتحكم بالسلوك معقدة.

لذلك إذا ما كنت إرهابياً وتوجب
عليك أن تختار

بين البدء ببرنامج بحوث أساسي مُرهق

سيتطلب سنوات عديدة من العمل الدقيق
في المختبر ومع ذلك قد لا ينجح،

أو ببساطة تفجر كل شيء؟

ربما ستختار الاقتراح الأخير.

وهذا أمر صحيح من الناحية النظريّة
على الأقل،

يجب أن يكون من السهل بناء
ما يُطلق عليه التغيير الانعكاسي.

حيث تقوم باستبدال التغيير
الذي نتج عن التغيير الجيني الأول.

لذا إذا كنت لا تحب
الآثار المترتبة عن التغيير،

يمكنك فقط القيام بتغيير جيني ثان
ليقوم بإلغاء ذلك،

على الأقل نظرياً.

حسناً، إلى أين يقودنا هذا إذن؟

لدينا الآن القدرة على تغيير أنواع
بأكملها بإرادتنا.

هل ينبغي علينا فعل ذلك؟

هل أصبحنا آلهة الآن؟

لست متأكدة من ذلك.

ولكن أود قول هذا:

أولاً، يقوم بعض الأشخاص الأذكياء جداً

الآن بمناقشة طُرُق تعديل التغيير الجيني.

في نفس الوقت، يقوم البعض الآخر
من الأذكياء جداً

بالعمل بكل جد لإيجاد ضمانات،

مثل التغيير الجيني الذي ينظم نفسه ذاتياً
أو يتلاشى بعد بضعة أجيالٍ.

هذا أمر رائع.

ولكن لا تزال هذه التكنولوجيا تحتاج
إلى إجراء محادثات.

ونظراً لطبيعة التغييرات الجيني،

يجب أن تكون تلك المناقشات عالمية.

ماذا لو أرادت كينيا تطبيق
تغيير جيني ولكن تنزانيا ترفض؟

من يقرّر ما إذا كان يجب إطلاق
تغيير جيني يمكنه الطيران؟

لا أملك إجابة عن هذا السؤال.

كل ما يمكننا القيام به للمضي قدماً، أعتقد،

هو التحدث بصراحة
حول مخاطر وفوائد خياراتنا

وتحمل مسؤولية اختياراتنا.

أعني، ليس فقط اختيار
استخدام تقنيات التغيير الجيني،

ولكن أيضاً اختيار عدم استخدامها.

يميل البشر لافتراض أن الخيار الأكثر أماناً

هو الحفاظ على الوضع الراهن.

ولكن هذا لا يحدث دائماً.

للتغيير الجيني مخاطر، ويجب مناقشة ذلك،

لكن الملاريا موجودة الآن
وتتسبب في مقتل 1,000 شخص يومياً.

لمكافحتها، نقوم برش المبيدات
التي تلحق ضرراً بالغاً بالأنواع الأخرى،

بما في ذلك البرمائيات والطيور.

لذلك عندما تسمعون عن التغيير الجيني
في الأشهر المقبلة،

وصدقوني، ستسمعون ذلك،

تذكروا ذلك.

يمكن أن يكون التصرف مخيفاً،

ولكن أحيانا عدم التصرف يكون أسوء.

(تصفيق)