توصل علماء إلى إنتاج كروموسوم اصطناعي للخميرة، في تقدم علمي كبير في مجال البيولوجيا التركيبية من شأنه المساعدة على تطوير أنواع جديدة من الأدوية والمغذيات والوقود الحيوي .
وقبل ذلك، لم ينجح العلماء سوى في صنع كروموسومات لبكتيريا وللحمض النووي الفيروسي، وتتسم بهندسة أقل تعقيداً بكثير .
وهذه المرة، تطلب الأمر سبع سنوات من جهود فريق دولي من العلماء لإنشاء هذا المجموع المورثي وتجميع 273 ألفاً و871 زوجاً قاعدياً للحمض النووي للخميرة . وهذا المجموع أدنى بقليل من نظيره الطبيعي والذي يعد 316667 زوجاَ قاعدياً .
وأجرى فريق العلماء سلسلة تغييرات للقاعدة الجينية لهذا الكروموسوم، إذ سحبوا خصوصاً أجزاء مكررة ليست ضرورية في تكاثر الكروموسوم ونموه .
وقال جف بويكي، مدير معهد الأنظمة الجينية في مركز لانغوني الطبي في جامعة نيويورك والذي اشرف على هذا المشروع البحثي الذي نشرت نتائجه مجلة "ساينس الأمريكية"، "إن بحثنا نقل البيولوجيا التركيبية من الحيز النظري إلى الواقعي" .
وأشار إلى أن "هذه الأعمال تمثل أكبر خطوة لجهد دولي لإنشاء المجموع المورثي الكامل للخميرة الاصطناعية" .
وهذا الكروموسوم الحقيقي النواة (تركيبة تحوي الجينات في نواة الخلايا لكل النباتات والحيوانات) والذي خضع لتغييرات غير مسبوقة، أدخل في وقت لاحق إلى خلايا حية لخميرة البيرة .
وتفاعلت هذه الخلايا بشكل طبيعي إلا أنها كان لديها خصائص جديدة غير موجودة لدى الخميرة الطبيعية، وفق ما أشار الباحثون لافتين إلى أن الخميرة تملك 16 كروموسوما في المجموع مقابل 23 لدى الإنسان .
وأوضح البروفيسور بويكي أن "تغيير المجموع المورثي يعني القيام بتحد، لأن أي تغيير خاطئ يمكن أن يقتل الخلية" .
وأضاف "قمنا بأكثر من 50 ألف تغيير في شيفرة الحمض النووي للكروموسوم وخميرتنا لا تزال حية، وهذا أمر لافت" .
وبالاستناد إلى هذه التقنية القائمة على إعادة تجميع هذا الكروموسوم، بات بإمكان العلماء في الوقت الراهن التلاعب بالمجموع المورثي للخميرة لإعطائها خصائص معينة . وبالتالي، سيصبح من الممكن تطوير تشكيلات اصطناعية من الخميرة قادرة على تصنيع أدوية نادرة أو إنتاج بعض اللقاحات بينها لقاح لالتهاب الكبد "ب" .
وقبل ذلك، لم ينجح العلماء سوى في صنع كروموسومات لبكتيريا وللحمض النووي الفيروسي، وتتسم بهندسة أقل تعقيداً بكثير .
وهذه المرة، تطلب الأمر سبع سنوات من جهود فريق دولي من العلماء لإنشاء هذا المجموع المورثي وتجميع 273 ألفاً و871 زوجاً قاعدياً للحمض النووي للخميرة . وهذا المجموع أدنى بقليل من نظيره الطبيعي والذي يعد 316667 زوجاَ قاعدياً .
وأجرى فريق العلماء سلسلة تغييرات للقاعدة الجينية لهذا الكروموسوم، إذ سحبوا خصوصاً أجزاء مكررة ليست ضرورية في تكاثر الكروموسوم ونموه .
وقال جف بويكي، مدير معهد الأنظمة الجينية في مركز لانغوني الطبي في جامعة نيويورك والذي اشرف على هذا المشروع البحثي الذي نشرت نتائجه مجلة "ساينس الأمريكية"، "إن بحثنا نقل البيولوجيا التركيبية من الحيز النظري إلى الواقعي" .
وأشار إلى أن "هذه الأعمال تمثل أكبر خطوة لجهد دولي لإنشاء المجموع المورثي الكامل للخميرة الاصطناعية" .
وهذا الكروموسوم الحقيقي النواة (تركيبة تحوي الجينات في نواة الخلايا لكل النباتات والحيوانات) والذي خضع لتغييرات غير مسبوقة، أدخل في وقت لاحق إلى خلايا حية لخميرة البيرة .
وتفاعلت هذه الخلايا بشكل طبيعي إلا أنها كان لديها خصائص جديدة غير موجودة لدى الخميرة الطبيعية، وفق ما أشار الباحثون لافتين إلى أن الخميرة تملك 16 كروموسوما في المجموع مقابل 23 لدى الإنسان .
وأوضح البروفيسور بويكي أن "تغيير المجموع المورثي يعني القيام بتحد، لأن أي تغيير خاطئ يمكن أن يقتل الخلية" .
وأضاف "قمنا بأكثر من 50 ألف تغيير في شيفرة الحمض النووي للكروموسوم وخميرتنا لا تزال حية، وهذا أمر لافت" .
وبالاستناد إلى هذه التقنية القائمة على إعادة تجميع هذا الكروموسوم، بات بإمكان العلماء في الوقت الراهن التلاعب بالمجموع المورثي للخميرة لإعطائها خصائص معينة . وبالتالي، سيصبح من الممكن تطوير تشكيلات اصطناعية من الخميرة قادرة على تصنيع أدوية نادرة أو إنتاج بعض اللقاحات بينها لقاح لالتهاب الكبد "ب" .
