دانشمندان گام بزرگی به‌سمت ایجاد زندگی مصنوعی برداشتند!
مجله علمی ایلیاد - دانشمندان با ترکیب موفقیت‌آمیز ۶ کروموزم نوعی «کَپَک» موجود در خمیر تُرش از بین ۱۶ کروموزوم، در ارتقای زندگی مصنوعی پیچیده قدم بزرگی به جلو برداشتند. این بدان معنا است که آنان بیش از یک‌سوم راه را تا دستیابی به توانایی ساخت ژنوم‌های کپک مطلوب خود پیموده‌اند و این امر لحظه‌ای مهم در حوزه‌ی توسعه‌ی اشکال آزمایشگاهی حیات محسوب می‌شود.
صد‌ها دانشمندی که مسئول برپایی پروژه‌ی ژنوم کپک مصنوعی بوده‌اند، در پیشبرد این تحقیق و ارتقای آن نقش داشته‌اند و تخمین می‌زنند که ژنوم کپک مصنوعی می‌تواند طی یک سال آینده تکمیل شود.« جورج چرچ»، متخصص ژنتیک از دانشگاه هاروارد که در این پروژه دخیل نبوده است در مصاحبه‌ای می‌گوید: «خیلی هیجان‌انگیز است. آنها از عهده‌ی چیزهای سختی برآمده‌اند. دو سوم باقی مانده‌ی مسیر دستیابی به ژنوم کپک، خیلی خیلی سریع‌تر پیش خواهد رفت.»
در سالهای اخیر، به لطف فناوری «CRISPR-Cas9» دانشمندان جهش‌های بلندی در زمینه‌ی اصلاح و تغییر دی‌ان‌ای برداشته‌اند. این فناوری آنها را قادر می‌سازد اقداماتی مانند ممانعت از قهوه‌ای شدن سیب‌ها و جلوگیری از بروز عفونت‌های مجدد ویروس ایدز از طریق دستکاری ویروس در خارج از سلول‌های انسان، انجام دهند. اما این‌بار هدف، تولید ارگانی تک سلولی کامل در آزمایشگاه بود.
در حقیقت، همچنان راه درازی برای رسیدن به این هدف نهایی باقی است، اما این پژوهش ما را به آن بسیار نزدیک‌تر کرده است؛ چرا که دانشمندان قدم به قدم یاد می‌گیرند که چه‌طور به گونه‌ای موثر دستوری را بنویسند که می تواند به ایجاد ارگان مصنوعی کارآمد منجر شود. در گذشته فرآیند مشابهی بر روی باکتری «میکوپلاسما ژنیتالیوم» صورت گرفته، اما ژنوم کپک کنونی نسبت به آن بسیار پیچیده‌تر است.
اگر گروه تحقیقاتی موفق شود، این اولین ژنوم ارگانی «یوکاریوت» خواهد بود که از روش ترکیبی حاصل می‌شود. یوکاریوت‌ها، همان قلمرو از جانداران هستند که حیوانات و گیاهان بدان تعلق پیدا می‌کنند؛ یعنی آن دسته از جانداران که سلول‌های‌شان حاوی هسته و سایر اندامک‌های غشادار است.
این فرآیند شامل ساخت کروموزوم‌های کپک از چهار سنگ‌بنای شیمیایی است که دی‌ان‌ای را ایجاد کرده‌اند؛ آدنین، سیتوزین، گوانین و تیمین. در هر مرحله، کروموزوم‌های طبیعی، به دقت توسط نوع آزمایشگاهی جایگزین می‌شوند، آنگاه کپک مورد آزمایش قرار می‌گیرد تا مشخص شود آیا همچنان، از کارایی لازم برخوردار است یا خیر؟
تمام این پروسه، به‌وسیله‌ی برنامه‌ی پیشرفته‌ی کامپیوتری، به نام «بیواستودیو»، میسر می‌شود. این برنامه هر گونه عیب و ایراد در کد زیستی را پیش از حرکت به مرحله‌ی بعد، شناسایی و برطرف می‌کند. سرپرست پروژه، «جف بوک» از دانشکده‌ی پزشکی دانشگاه نیویورک به خبرگزاری NPR توضیح می‌دهد: «ما ضرورتاً در حال جایگزینی کد زیستیِ درون سلول زنده‌ی کپک نسخه‌ی قرن بیست و یکمی از سیستم کارکردی هستیم.»
این پروسه نهایتاً دست دانشمندان را باز می‌کند تا کارهایی بسیار فراتر از ایجاد کپکی دست ساخت انجام دهند. امید است نسل آینده ارگانیسم‌های طراحی شده، به‌عنوان کارخانه‌های دست‌ساز کوچکی مورد استفاده قرار بگیرند که برای درمان بیماری‌ها، دارو پمپاژ می‌کنند و به تولید انواع مختلف سوخت‌های زیستی می‌پردازند.
شاید روزی، این پیشرفت همچنین ما را قادر سازد گونه‌های کاملاً متفاوتی از کپک را که دارای قابلیت دوام در محیط‌های مختلف و یا ویژگی‌های خاصی هستند، توسعه دهیم. در حال حاضر، هدف دانشمندان تولید نسخه‌ی مورد نظر خود از کروموزوم‌های کپک است که مشابه کروموزوم‌های طبیعی عمل کنند. در عین حال چند تغییر جزیی نیز به آنها افزوده شده‌است، از جمله تعویض و رد و بدل ژن‌ها به‌منظور تسهیل دستکاری دی‌ان‌ای و حذف‌کردن هر نوع کد زاید و اضافی.
بوک خطاب به NPR می‌گوید: «از ریچارد فاینمن در سخنرانی‌های فایمن درباره‌ی فیزیک، جمله‌ی فوق‌العاده‌ای نقل شده؛ آنچه که قادر به خلقش نباشم، قادر به درکش هم نیستم. به گمانم می‌شود گفت این تا حدودی شعار حوزه‌ی کاری ما است.» این پژوهش در هفت صفحه در مجله‌ی science به چاپ رسیده است.
نوشته: دیوید نیلد
ترجمه: مجله علمی ایلیاد