استنساخ أول قرد «خيميري» عبر مجموعتين من الحمض النووي

عينان خضراوان وأطراف أصابع صفراء مشعة!

القرد المستنسخ يتميز بعينين خضراوين وأطراف أصابع صفراء اللون (مجلة «Cell» العلمية)
القرد المستنسخ يتميز بعينين خضراوين وأطراف أصابع صفراء اللون (مجلة «Cell» العلمية)
TT

استنساخ أول قرد «خيميري» عبر مجموعتين من الحمض النووي

القرد المستنسخ يتميز بعينين خضراوين وأطراف أصابع صفراء اللون (مجلة «Cell» العلمية)
القرد المستنسخ يتميز بعينين خضراوين وأطراف أصابع صفراء اللون (مجلة «Cell» العلمية)

في تجربة رائدة أجراها علماء في الصين، وُلد أول قرد ذي تركيبة وراثية فريدة من نوعها، بأطراف أصابع صفراء متوهجة وعيون خضراء، مما يمهد الطريق للتطورات المحتملة في البحوث الطبية والحفاظ على الأنواع المهددة بالانقراض. والقرود الخيميرية هي حيوانات تحتوي على مجموعات من الخلايا من كائنين أو أكثر بأنواع مختلفة من الحمض النووي. وقد جمع هذا القرد الوليد بين الخلايا الجذعية من قرد «Cynomolgus» مع جنين من نفس النوع. وبينما عاش القرد لمدة عشرة أيام فقط، فإن التجربة تحمل وعداً كبيراً في مجالات مختلفة.

إنه أول حيوان رئيسي على الإطلاق يتم إنشاؤه باستخدام خلايا من جنينين من النوع نفسه (مجلة «Cell» العلمية)

مخلوق ذو مظهر غريب

تمثل هذه الدراسة المفصلة في المجلة العلمية «Cell» أول ولادة حية في العالم لقرد خيميري تم إنشاؤه باستخدام الخلايا الجذعية. ومن الجدير بالذكر أن القرد الناتج أظهر قدراً كبيراً من الخيميرية؛ إذ نشأت نسبة كبيرة من خلاياه من الخلايا الجذعية المستخدمة في التجربة. ويعد الباحثون أن أحد التطبيقات المحتملة لهذا البحث هو نمذجة الأمراض التنكسية العصبية. وتشير المساهمة الكبيرة للخلايا الجذعية في دماغ القرد إلى أن هذا النهج يمكن أن يكون ذا قيمة لدراسة مثل هذه الأمراض، مما يوفر الأمل للتقدم الطبي في هذا المجال. علاوة على ذلك، يتصور العلماء إمكانية تربية الحيوانات من الأنواع المهددة بالانقراض من خلال تحقيق هذا النوع من الخيميرية.

تفاصيل الدراسة

تضمنت الدراسة التي أجريت في الصين دمج الخلايا الجذعية من بيضتين مخصبتين متميزتين وراثياً من نفس نوع القرد لإنشاء قرد «المكاك» طويل الذيل (Macaca fasccularis). تم خلط الخلايا من أجنة عمرها سبعة أيام مع تلك الموجودة في أجنة عمرها خمسة أيام قبل زرعها في إناث قرود «المكاك». وفي حين أن المحاولات السابقة كانت لها مساهمات أقل من الخلايا المانحة، فقد حقق هذا البحث مساهمة أعلى بكثير، مما أدى إلى حصول قرد على خلايا مانحة في 26 نوعاً مختلفاً من الأنسجة؛ أي بمتوسط 67 في المائة.

ومن بين القرود الستة، وُلد قرد «خيميري» صغير حياً، وتمكن من البقاء على قيد الحياة لمدة 10 أيام. ومن الجدير بالذكر أن أعلى مساهمة لوحظت في أنسجة المخ، مما يجعلها وسيلة واعدة لنمذجة الأمراض العصبية.

يعد الباحثون أن أحد التطبيقات المحتملة لهذا البحث هو نمذجة الأمراض التنكسية العصبية (مجلة «Cell» العلمية)

تجارب سابقة ناجحة

في حين تم إجراء الأبحاث الخيميرية على الفئران لعقود من الزمن، فإن القرود تقدم تشابهاً بيولوجياً أقرب إلى البشر، مما يجعلها أكثر ملاءمة لنمذجة الأمراض البشرية والعمليات البيولوجية بدقة.

يعالج هذا التقدم القيود المرتبطة بأبحاث الفئران؛ إذ تختلف وظائف أعضاء الفئران بشكل كبير عن تلك الخاصة بالبشر. لقد كانت الآثار الأخلاقية للأبحاث الخيميرية، وخاصة التي تشمل البشر والحيوانات، موضوعاً للنقاش. ومع ذلك، يرى المؤيدون أن فوائد النمذجة الدقيقة للأمراض والتطورات المحتملة في البحوث الطبية تجعل هذه الجهود جديرة بالاهتمام.

القرد الصغير وُلد بنسبة عالية من الخلايا المانحة بمتوسط 67% عبر 26 نوعاً مختلفاً من الأنسجة (مجلة «Cell» العلمية)

ليس القرد الأول

وكان باحثون صينيون قد نجحوا في استنساخ اثنين من قردة «المكاك» في بداية عام 2018. وصرح العلماء بأن عملية الاستنساخ تلك تمت عن طريق زرع حمض نووي في خلية بعد تعديل جيناتها الوراثية كي لا تتسبب بوقف نمو الجنين. وقال العلماء حينها إن الجينات الوراثية لجميع القردة متشابهة، الأمر الذي سيكون مفيداً في الأبحاث المتعلقة بالأمراض البشرية، إلا أن منتقدي هذه الخطوة يرون أن هذا الأمر يثير مخاوف أخلاقية؛ إذ يجعل العالم أقرب من استنساخ البشر.

النعجة «دوللي» كانت أول حيوان من الثدييات مستنسخ في التاريخ (شاترستوك)

النعجة «دوللي» رائدة الطريق

استُنسخت النعجة «دوللي» منذ أكثر من 20 عاماً في معهد روزلين في مدينة أدنبره الأسكوتلندية، التي كانت المرة الأولى في التاريخ التي ينجح فيها العلماء في استنساخ حيوان من الثدييات.

وعلى الرغم من النتائج الواعدة، لا تزال هناك تحديات أمام تحسين صحة القرود الخيميرية وطول عمرها. ولا تزال الآثار الأخلاقية لمثل هذا البحث أيضاً موضوعاً للنقاش. ومع ذلك، تمثل هذه الدراسة تقدماً كبيراً في مجال الأبحاث الخيميرية، مع آثار محتملة على الأبحاث الطبية، والحفاظ على الأنواع، وفهم تمايز الخلايا الجذعية في الرئيسيات.


مقالات ذات صلة

تنبؤات المستقبل... التاريخ يثبت صعوبة طرحها

علوم مسيرة الإنسان نحو المستقبل... اتجاهات وتوجهات مبهمة

تنبؤات المستقبل... التاريخ يثبت صعوبة طرحها

قبل 50 عاماً ظهرت توقعات الحرب النووية والطفرة السكانية التي ستتجاوز قدرة الكوكب على إطعام سكانه.

«الشرق الأوسط»
علوم جدل علمي حول عدد القارات

جدل علمي حول عدد القارات

تقسيم القارات إلى «ثقافي» أكثر منه «علمياً»

يوميات الشرق آفاق العلم شاسعة (رويترز)

أحفورة عمرها 237 مليون عام تُضيء على صعود الديناصورات

يعتقد علماء أنّ حفرية من أقدم الحفريات على الإطلاق ربما تساعد في تفسير ظهور الديناصورات. فماذا في التفاصيل؟

«الشرق الأوسط» (لندن)
الاقتصاد مبنى «الاحتياطي الفيدرالي» في واشنطن (رويترز)

تضارب الآراء في «الفيدرالي» بشأن وتيرة خفض الفائدة

لم يكن هناك إجماع كامل في «الاحتياطي الفيدرالي» عندما صوت الأسبوع الماضي لتخفيض أسعار الفائدة بمقدار نصف نقطة مئوية، حيث اعترض صانع سياسة واحد.

«الشرق الأوسط» (واشنطن )
يوميات الشرق أصابع روبوتية تعيد حاسة اللمس للمصابين بفقدان الإحساس

أصابع روبوتية تعيد حاسة اللمس للمصابين بفقدان الإحساس

تمكن باحثون في جامعة كلية لندن (UCL) من تحقيق اختراق علمي جديد قد يُحدِث تحولاً كبيراً في علاج الأشخاص الذين يعانون فقدان حاسة اللمس، مثل مرضى متلازمة النفق…

«الشرق الأوسط» (لندن)

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»
TT

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

توصَّل باحثون في «مركز علوم الحياة بجامعة» فيلنيوس في ليتوانيا، إلى اكتشاف طريقة جديدة رائدة في مجال البحث الجيني تسمح بإسكات (أو إيقاف عمل) جينات معينة دون إجراء قطع دائم للحمض النووي (دي إن إيه).

وتُقدِّم الدراسة مساراً جديداً محتملاً لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً يشبه الضغط على زر «إيقاف مؤقت» على التعليمات الجينية داخل الخلايا.

آلية عمل نظام «كريسبر» الجديد

اكتشف فريق البروفسور باتريك باوش من معهد الشراكة لتقنيات تحرير الجينوم بمركز العلوم الحياتية في جامعة فيلنيوس بليتوانيا، بالتعاون مع خبراء دوليين في البحث المنشور في مجلة «Nature Communications» في 29 أكتوبر (تشرين الأول) 2024، نظاماً جديداً مختلفاً للتعديل الجيني.

وعلى عكس نظام «كريسبر كاس9 (CRISPR-Cas9)»، المعروف الذي اشتهر بقدرته على قطع الحمض النووي (DNA)، يعمل نظام «كريسبر» من النوع «آي في إيه» (IV-A CRISPR) بشكل مختلف، حيث يستخدم مركباً موجهاً بالحمض النووي الريبي لإسكات الجينات دون انشقاق خيوط الحمض النووي «دي إن إيه (DNA)».

كما يستخدم النظام الجديد مركباً مؤثراً يجنِّد إنزيماً يُعرف باسم «دين جي (DinG)». ويعمل هذا الإنزيم عن طريق التحرك على طول خيط الحمض النووي (DNA)، وتسهيل إسكات الجينات من خلال عملية غير جراحية.

تقنية «كريسبر-كاس9» للقص الجيني

هي أداة تعمل كمقص جزيئي لقص تسلسلات معينة من الحمض النووي (دي إن إيه). وتستخدم الحمض النووي الريبي الموجه للعثور على الحمض النووي المستهدف. و«كاس9» هو البروتين الذي يقوم بالقص، وهذا ما يسمح للعلماء بتعديل الجينات عن طريق إضافة أو إزالة أو تغيير أجزاء من الحمض النووي، وهو ما قد يساعد على علاج الأمراض الوراثية، وتعزيز الأبحاث.

** آفاق جديدة لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً وغير جراحي

بروتينات وحلقات

يستخدم نظام «كريسبر» من النوع «IV-A» بروتينين مهمين، هما «Cas8»، و«Cas5» للعثور على بقع محددة على الحمض النووي (DNA). ويبحث هذان البروتينان عن تسلسل قصير من الحمض النووي بجوار المنطقة المستهدفة التي تتطابق مع دليل الحمض النووي الريبي. وبمجرد العثور عليه يبدآن في فك الحمض النووي وإنشاء هياكل تسمى حلقات «آر (R)».

وحلقات «آر» هي الأماكن التي يلتصق فيها الحمض النووي الريبي بخيط واحد من الحمض النووي (DNA)، وتعمل بوصفها إشارةً للنظام لبدء إيقاف أو إسكات الجين.

وكما أوضح البروفسور باوش، فإن «آر» في حلقة «R» تعني الحمض النووي الريبي. وهذه الهياكل أساسية لأنها تخبر النظام متى وأين يبدأ العمل. ولكي تكون حلقات «آر» مستقرةً وفعالةً يجب أن يتطابق الحمض النووي، ودليل الحمض النووي الريبي بشكل صحيح.

وظيفة إنزيم «دين جي»

يساعد إنزيم «DinG» نظام «كريسبر» على العمل بشكل أفضل من خلال فك خيوط الحمض النووي (DNA). وهذا يجعل من الأسهل على النظام التأثير على قسم أكبر من هذا الحمض النووي، ما يجعل عملية إسكات الجينات أكثر فعالية وتستمر لفترة أطول.

وأشار البروفسور باوش إلى أنه نظراً لأن إنزيم «DinG» يمكنه تغيير كيفية التعبير عن الجينات دون قطع الحمض النووي، فقد يؤدي ذلك إلى تطوير أدوات وراثية أكثر أماناً في المستقبل.

تطبيقات محتملة لتخفيف تلف الحمض النووي

يحمل الاكتشاف إمكانات هائلة لتحرير الجينوم والبحث في المستقبل، إذ يمكن أن تخفف الطبيعة غير القاطعة لهذه الطريقة من المخاطر المرتبطة بتلف الحمض النووي( DNA). وهو مصدر قلق عند توظيف تقنيات تحرير الجينات الحالية.

ومن خلال تمكين تعديل الجينات دون إحداث تغييرات دائمة في الحمض النووي( DNA) يمكن أن يكون هذا النهج الجديد مفيداً بشكل خاص في التطبيقات السريرية مثل العلاج الجيني للاضطرابات الوراثية. كما أن القدرة الفريدة لهذا النظام على عبور الحمض النووي دون إجراء قطع، أمر مثير للاهتمام لتطبيقات تحرير الجينات المتقدمة.

الدقة والسلامة

ويعتقد فريق البحث بأن هذه الطريقة يمكن أن تزوِّد العلماء وخبراء التكنولوجيا الحيوية بأدوات أكثر دقة لدراسة وظائف الجينات وتصحيح التشوهات الجينية بطريقة خاضعة للرقابة.

ويمثل الاكتشاف تقدماً كبيراً في مجال البحث الجيني؛ حيث يفتح نظام «كريسبر» من النوع «IV-A» آفاقاً جديدة لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً وغير جراحي، ويمكن أن تحدث هذه الطريقة ثورةً في كيفية دراسة الأمراض الوراثية وعلاجها، مع التركيز على الدقة والسلامة.