الخلية الاصطناعية - الخطوة التالية لإنشاء حياة اصطناعية؟

06. 03. 2018
المؤتمر الدولي الخامس للسياسة الخارجية والتاريخ والروحانية

اتخذ باحث الجينوم ج. كريج فنتر الخطوة التالية في جهوده لإنشاء حياة اصطناعية عن طريق تركيب الجينوم الكامل للبكتيريا واستخدامه للتحكم في الخلية. دكتور. فينتر ينادي بالنتيجة "خلية اصطناعيةويقدم بحثه باعتباره إنجازًا كبيرًا من شأنه أن يمهد الطريق لإنشاء ميكروبات مفيدة من شأنها أن تصنع منتجات مثل اللقاحات والوقود الحيوي.

في المؤتمر الصحفي د. ووصف فنتر الخلية الاصطناعية بأنها أول نوع من الكائنات ذاتية التنظيم على كوكبنا، ووالدها هو جهاز كمبيوتر. وقال "هذا تقدم فلسفي بقدر ما هو تقدم تقني"، مضيفا أن الخلية الاصطناعية تثير أسئلة جديدة حول طبيعة الحياة. ويتفق علماء آخرون على أنه حقق نجاحًا تقنيًا في تصنيع قطعة كبيرة من الحمض النووي، يبلغ طولها مليون جين، وهو ما يكفي بدقة لاستبدال الحمض النووي في الخلية الأصلية. يعتبر بعض العلماء هذا النهج بعيد المنال، حيث أن هندسة كائنات جديدة ستستغرق سنوات، ولم يتم حتى الآن إحراز سوى تقدم نحو إنتاج الوقود الحيوي عن طريق طرق الهندسة الوراثية التقليدية، حيث يتم تغيير عدد قليل فقط من الجينات في المرة الواحدة في الكائنات الحية الموجودة ( بكتيريا) . توضح القصة أن هناك بعض الأشياء المهمة للغاية التي لم يفعلها فينتر بعد.

هدف د. هدف فينتيرا هو تحقيق السيطرة الكاملة على جينوم البكتيريا عن طريق تصنيع الحمض النووي الخاص بها في المختبر أولاً ثم تصميم جينوم جديد، يتم تجريده من العديد من وظائفه الأصلية وتزويده بجينات جديدة لتوجيه إنتاج المنتجات المفيدة. وقال جيرالد جويس، عالم الأحياء في معهد سكريبس للأبحاث في لا جولا، كاليفورنيا: "من الصعب للغاية أن تكون قادرًا على إعادة بناء كل حرف في الجينوم وصنعه، لأن هذا يعني أنه يمكنك وضعه في جينات مختلفة".

رداً على هذا التقرير العلمي، طلب الرئيس أوباما من لجنة البيت الأبيض لأخلاقيات علم الأحياء استكمال دراسة القضايا التي تثيرها البيولوجيا التخليقية في غضون ستة أشهر وتقديم تقرير إليه بشأن النتائج التي توصلت إليها. وقال إن التطور الجديد يمثل مصدر قلق حقيقي، لكنه لم يخض في تفاصيل. اتخذ الدكتور فينتر الخطوة الأولى نحو تحقيق هذا الهدف قبل ثلاث سنوات، حيث اقترح إمكانية إدخال الحمض النووي الطبيعي لبكتيريا ما في بكتيريا أخرى والاستيلاء على الخلية المضيفة. في العام الماضي، قام فريقه بتركيب جزء من الحمض النووي يحتوي على 1,080.000 قاعدة - الوحدات الكيميائية التي تشكل الحمض النووي.

في الخطوة الأخيرة، قام فريق بقيادة دانييل جي جيبسون وهاميلتون أو. سميث ودكاترة. يقول فينتر، في بيان نشر في مجلة Science، أن الحمض النووي الاصطناعي يتولى السيطرة على الخلية البكتيرية تمامًا مثل الحمض النووي الطبيعي الخاص بها، ثم تقوم الخلية بتوليد بروتينات تحددها المعلومات الوراثية للحمض النووي الجديد، بدلاً من الحمض النووي الطبيعي الخاص بها. طلب الفريق 1000 وحدة من تسلسل الحمض النووي من شركة Blue Heron، وهي شركة متخصصة في تركيب الحمض النووي وطورت تقنية لتجميع أجزاء أقصر من الجينوم الكامل. وبلغت تكلفة المشروع 40 مليون دولار، تم دفع معظمها من قبل شركة Synthetic Genomics التي أسسها د. فينتر.

البكتيريا التي يستخدمها د. ومع ذلك، فإن Ventera غير مناسب لإنتاج الوقود الحيوي. دكتور. وقال فينتر إنه سيركز على خلق كائنات حية مختلفة. أبرمت شركة الجينوميات الاصطناعية عقدًا مع شركة إكسون لإنتاج الوقود الحيوي من الطحالب. إكسون مستعدة لإنفاق ما يصل إلى 600 مليون دولار إذا تم استيفاء جميع شروطها. دكتور. وقال فنتر إنهم سيحاولون هندسة الجينوم الكامل للطحالب حتى نتمكن من تغيير 50 ​​إلى 60 معلمة مختلفة لنموها، وخلق كائنات حية فائقة الإنتاجية لصنع الوقود. وفي رحلاته باليخوت حول العالم، قام الدكتور فينتر بتحليل الحمض النووي للعديد من الكائنات الحية الدقيقة في مياه البحر، ولديه الآن مكتبة تضم حوالي 40 مليون جين، معظمها من الطحالب. وستكون هذه الجينات هي المصدر لضمان إنتاج الطحالب التي تم التقاطها مواد كيميائية مفيدة.

وقال ديفيد بالتيمور، عالم الوراثة في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا: «أعتقد أن كريج فينتر يبالغ في أهمية هذا الأمر بعض الشيء». ووصف النتيجة بأنها "قطعة هوسار" فنية وليست اختراقًا علميًا. وقال الدكتور بالتيمور: «إنه لم يخلق الحياة، بل قلدها فحسب». اقترب د. وقال جورج تشيرش، باحث الجينوم في كلية الطب بجامعة هارفارد، إن فينتيرا ليس بالضرورة طريقا لإنتاج كائنات دقيقة مفيدة. ووصف ليروي هود من "معهد بيولوجيا الأنظمة" في سياتل تقرير الدكتور. قال فينتيرا، على الرغم من تألقه، إننا نحتاج أولاً إلى فهم الجينات والشبكات ذات المستوى الأدنى قبل محاولة تصميم كائنات كاملة من الصفر.

في عام 2002، قام إيكارد فيمر من جامعة ولاية نيويورك بتجميع جينوم فيروس شلل الأطفال في ستوني بروك. وباستخدام هذا الجينوم، قام بإنشاء فيروس حي استخدمه لإصابة الفئران وقتلها. عمل د. ويتشابه عقار فينتيرا على البكتيريا من حيث المبدأ، إلا أن جينوم فيروس شلل الأطفال يبلغ طوله 7 وحدة فقط، وجينومات البكتيريا أطول بأكثر من 500 مرة.

وأدانت المجموعة البيئية "أصدقاء الأرض" الجينوم الاصطناعي ووصفته بأنه تكنولوجيا جديدة خطيرة، وقالت إن فينتر يجب أن يوقف جميع الأبحاث الإضافية حتى يتم وضع لوائح السلامة الكافية.. الجينوم المركب للدكتور. يتم نسخ Ventera من بكتيريا طبيعية تصيب الماعز. قبل نسخ الحمض النووي، قال فنتر إنه اختار 14 جينًا منه يمكن أن تكون مسببة للأمراض، وبالتالي فإن البكتيريا الجديدة، حتى لو هربت، ربما لن تضر الماعز.

ادعاء د. إن إنشاء فينتيرا لخلية اصطناعية يثير قلق الأشخاص الذين يعتقدون أن ذلك يعني أنه خلق شكلاً جديدًا من أشكال الحياة أو خلية اصطناعية. وقال الدكتور جويس من سكريبس: "بالطبع هذا ليس صحيحا لأن المادة الأولية هي شكل من أشكال الحياة البيولوجية". دكتور. قام فنتر ببساطة بنسخ الحمض النووي من أحد أنواع البكتيريا وإدخاله في نوع آخر. وأنتجت البكتيريا الثانية جميع البروتينات والعضيات الموجودة في ما يسمى بالخلية الاصطناعية، وفقا للمواصفات المشفرة في بنية الحمض النووي المدمجة. وقال جيم كولينز، مهندس التكنولوجيا الحيوية في جامعة بوسطن: "أخشى أن يستنتج بعض الناس أن فنتر خلق شكلا جديدا من أشكال الحياة". "ما خلقه هو كائن حي ذو جينوم طبيعي مركب. ومع ذلك، هذا لا يعني خلق الحياة من الصفر أو خلق شكل جديد من أشكال الحياة،" هو قال.

مقالات مماثلة