shm145:ترجمة
داخل كل كائن حي
الجزيء الأروع .في الكون
.انه الحمض النووي
انه يحمل الشفرة ،لصنع كل واحد منا
.وجميع أشكال الحياة الأخرى على الأرض
.ببساطة انه رائع حقاً
،وفي العقد الماضي فهمنا عن تلك الشفرة الجينية
.قد مر بلا شيء أقل من ثورة
وأخيراً انتهينا .من قراءة الجينوم (المورث) البشري
قدمنا قائمة تتألف من كل واحد
من الوحدات ال 3 بيليون .التي تشكل الحمض النووي البشري
يمكنك القول أنه بعد 13 عاما ،والمليارات من الدولارات
قد قرأنا أخيرا .كتاب الحياة
لكنّ كيف يعمل كتاب الحياة في الواقع؟
كيف يمكن لهذه القائمة الطويلة من حمضننا النووي تجعلنا فريدين؟
كيف يمكن ان يؤثر على هيئتنا؟
كم نحن أذكياء؟
،إلى متى نعيش ومصيرنا النهائي؟
كيف جعلك المورث لتصبح، كما انت؟
.(اسمي هو الدكتور (آدم راذرفورد
بعد سنوات في المختبر ،كأخصائي بعلم الوراثة
أنا الآن صحافي الذي يكتب .حول كيف ان علم الأحياء يشكل حياتنا
أعتقد بأن تَعرِيف عِلْمَ القرن الجديد قد ولد
.منذ ما يقرب من 10 سنوات بالضبط
،في فبراير 2001 ،مشروع بمليارات الدولارات
الذي وحد آلاف العلماءِ مِنْ كل أنحاء العالم
.وأخيراً نشرت نتائجه الأولى
.وقد قرأنا شفرتنا الجينية بأكملها
دون أدنى شك، هذه من أكثر الخرائط اهمية، وأكثرها عجبا
.انتجتها البشرية على الأطلاق
اليوم نحن نتعلم اللغة .التي خلق الله بها الحياة
،مهما كانت وجهات نظركم الدينية .هذا بيان جريء
أعتقد أن هذا المسعى .قد غيير العلم والعالم
ولكن ربما ليس تماما .كما كنا نظن أنه سيكون
،اذا 10 سنوات من العمل ،علينا أن نسأل أنفسنا
إلى أي مدى قد وصلنا؟
وكم يخبرنا فك تركيبة الشيفرة الوراثية عن الإنسان؟
المورث (الجينوم) البشري هو مجموع ،المعلومات الوراثية لدينا
البيانات الكاملة لكل واحد
من القواعد الثلاثة مليارات .في الحمض النووي
هذه القواعد هي الدرجات الكيميائية .داخل الحلزون المزدوج
.هناك أربعة أنواع مختلفة
اي) للأدنين، (تي) للثيمين)
.سي) للسيتوزين، و(جي) للجوانين)
في عام 2001، أخيرًا فككنا شفرة .البيانات الكاملة للإنسان العاديّ
و ذلك أصبح المرجع
الذي من خلاله .يمكن ان يقارن مع الآخرين
،ذلك إيذانا ببدء حقبة جديدة
حيث كان من المُسْتَحِيل تصوره سابقا .أصبح الآن من الممكن و بسهولة تامة
على سبيل المثال، يمكننا الآن وبشكل روتيني ،الحفر في قلب الحمض النووي
بشكل جيد في راحة .من منازلنا
.(هذا هو (رينهوف هوج
مرحبا، كيف حالك؟ كيف تسير الأمور؟ من الجميل أن نراك
(ابنته الصغرى (بيا ولدت في عام 2003
في اي مرحلة استنتجت
كان هناك شيئ ما ليس على ما يرام مع ابنتك؟
،اللحظة التي ولدت فيها
عندما اخرجت (بيا) خارج الرحم بعملية قيصرية
ورأيت أن لديها أقدام طويلة جدا
وكان لديها أصابع متقلصة
وكان لديها أيضا .بقعة نبيذ على وجهها
،كان لدى (بي) أيضًا أرجل مرنة طويلة تناسق عضلي ضعيف
ضعف في النمو، وعينيها .متباعدة بشكل غير عادي
،كإخصائيّ في علم الوراثة
اشتبه (رينهوف) أن أعراض ابنته .الفريدة من نوعها لها سبب وراثي
،لم يستطع الأطباء أَنْ يحرزوا ما كَانَ
هكذا وفي مختبر متنقل ،)في منزلهما في (سان فرانسيسكو
بَدأَ ينقب من خلال (مورّثها (الجينوم
.شفرتها الوراثية بأكملها
وبسبب التقدّمِ ،الذي أحدث في مشروع الجينات البشريةِ
التكنولوجيا للقيام بذلك .شائعة الآن
هذه هي عُدَّة الحمض النووي التي يمكنك شراءها
وهناك المحاليل التي تسمح لي
لتنقية كل الأشياء .بعيدا عن الحمض النووي
هكذا، في نهاية اليوم، عندما أضيف ،الكحول، مجرد حبيبات الكحول
فإنه يتسبب في خروج الحمض النووي من المحلول
ويبدو وكأنه ،قطعة من القطن الأبيض
الذي يطفو تماما .في السائل الصافي
ولكن المراحل التالية كانت .لا يمكن تصورها تماما، حتى قبل عشر سنوات
أنه عزل مساحات محددة ،)من الحمض النووي (لبي
نسخهم ثم بعثهم .إلى مختبر تجاري لتقرأ
اذا ما الذي فعلته، (بيا بيا)، هو انني اخذت ذلك الجزء من الحمض النووي منك
وأنا أبحث عن الحالات حيث تسلسل الحمض النووي الخاص بك
لا تتطابق مع مجموعات التسلسل .في مصدر (الجينومات) المورّثاتِ
ولكن، باستخدام هذه التكنولوجيا الجديدة، و ،والأصرار المستمر و العنيد من أحد الوالدين
رينهوف) حدّد أقسام من الشفرة)
قد يكون المفتاح .(إلى حالة (بي
وجدنا جين واحد الذي كان من الواضح (انه لا يعمل بشكل صحيح في (بي
و أحدهم كان ذو علاقة في .نموّ العضلات
.رائع
رينهوف) واثق) أنه ربّما قد وجد الرابطً المباشرً
بين الحمض النووي لابنته .وحالتها
A, B, C, D, E, F, G...
انه ليست علاجا، ولكنه .دون أدنى شك فكرة ضخمة
هناك بعض الراحة في معرفة ،ما هو الخطأ بالضبط
،حتى لو كنت لا تستطيع أن تفعل أي شيء
حتى لو كنت لا تعرف ،ما يمكن توقعه في المستقبل
.أنه ما زال لطيف ان تعرف ما هو الخطأ
فقط فكر للحظة .(ما هو الذي حققه (هيو رينهوف
.أنه أمر مثير للإعجاب حقاً
يعمل وحيدا، دون دعم ،من جامعة أو مستشفى
أنه شخصيا فك شفرة الحمض النووي الذي سبب لابنته
الحالة الطبية الغير معروفة .و الفريدة من نوعها
.هذا حيث قد أخذنا علم الوراثة
ولكن لنفهم تماما ،إلى أيّ مدى قد وصلنا
نحتاج الذهاب إلى الوراء 50 عاماً .لبزوغ فجر علم الوراثة الحديثة
في ذلك الوقت كنا قد توصلنا فقط
،أن آلية الوراثة .والحياة، في حد ذاتها تكمن في الحمض النووي
ولكن ما كان الحمض النووي، وكيف كان يعمل .في الواقع لا يزال لغزا
الرحلة الطويلة للكشف ،كيف ان الحمض النووي جعلنا لنكون من نحن
،وكذلك كيف يمكن أن ينحرف
بدأ صباح أحد الأيام في فصل الصيف .منذ ما يقرب من 50 عاماً
،في 8 تموز/يوليه 1953
وصل مَظْرُوف إلى مكتب .في جامعة كامبريدج
في داخله كانت رسالة من أمريكا ،)و كانت مُعَنْوَنة إلى (فرانسيس كريك
الذي كان قبل ثلاثة أشهر فقط، برفقة ،)زميله (جيم واتسون
الذين اكتشفوا أن جزيء الحمض النووي ،كان على شكل سلم ملتوي
.النموذج الحلزوني المزدوج الشهير
الرسالة تناولت مسألة
(التي كان كل من (كريك و واطسون .غير قادرين على الإجابة عليها
كيف تعمل شفرة الحمض النووي؟
الغريب، ان الرسالة لم ،تكتب بواسطة عالم الأحياء
ولكن من قبل فيزيائي يدعى جورج جامو)، المعروف بشكل افضل)
لنظرياته عن النشاط الإشعاعي .والانفجار الكبير
الرسالة كانت مليئة ،بالأخطاء الإملائية والاخطاء
لكنها كانت تحتوي على ،فراسة شخص مبدع
الشيء الذي لم ينظر فيه البيولوجيون .بعد
جامو) كَانَ ينظر في الماضي) الذي أَسرَ الجميع
،)حول اكتشاف (كريك وواطسون .الذي كان شكله الملتوي الشهير
بدلا من ذلك كان يبحث داخل نموذج الحلزون المزدوج
.في درجات السّلّم
جامو) رأى المعلومات، بينما) .رأى آخرون مجرد جزيء ملتوي
أصبح مغرمًا بالجزيئات الأربعة المختلفة
-التي صنعت درجات السلم للولبِي الشكل
A, T, C and G -
.والأشكال التي كونوها
ورجح أن طريقة عمل الحمض النووي
كان من خلال شفرة مخفية في أشكال هذه المواد الكيميائية الأربعة المختلفة
.التي صنعت داخل حلزون الحمض النووي
و كان يطرح لغة خفية بالكامل متوارية .في جزيء الحمض النووي
وقال (فرانسيس كريك) نفسه (ان أهمية عمل (جامو
أنها كانت نظرية مجردة ،من التشفير
وكانت مرتبة حسب .تفاصيل المواد الكيميائية غير الضرورية
وهي طريقة مهذبة للقول ان علم البيولوجيا عنده كان فَظِيع
.ولكن بصيرته كانت خارقة
(في غضون عام، (كريك)، (واتسون)، (جامو
وحفنة من أبرع العلماء في جيلهم
شكلوا مجموعة ،في محاولتهم لفك الشفرة
في محاولة لفهم
كيف يتم وضع الأحرف .في اللحم والدم
عَرفَ العلماءُ مسبقا
أن المواد الكيميائية التي تسمى البروتينات .تصنع الأنسجة الحية
،جميع أعضاء اجسادنا - العضلات - الجلد، القلب والدماغ
.كلها مصنوعة من، أو من خلال والبروتينات
والبروتينات أنفسهم مصنوعين من
لبنات أصغر .تسمى الأحماض الأمينية
وعلى الرغم من أن هناك الملايين من البروتينات، إلا أنه يأخذ التركيبات فقط
من الأحماض الأمينية العشرين فقط لصنع كل بروتين
فكر فيه أنه مثل مجموعة من الطوب البلاستيك
التي توجد فيها فقط 20 .من الأنواع المختلفة من الطوب
كلّ حامض أمينيّ يمُثِّلَ ،بطوب مختلف
،وتماماً مثل الأحماض الأمينية
يمكن أن يكون الطوب .مختلف الأشكال والأحجام
،من أجل صنع البروتين كل ما عليك القيام به
بناء اطوال .من طوب مختلف
،ولكن كيف لجزيء من الحمض النووي
مع شّفرة سّرّيّة ،الذي يشتبه به (جاموف) انه كان هناك
في الواقع يصنع البروتينات التي تشكل أجسامنا؟
حسنا، كان من الواضح أنه سيتعين على الحمض النووي
،ان يشفر الأحماض الأمينية .اللبنات الأساسية لتلك البروتينات
ولكن مجرد اكتشاف كيف يستطيع الحمض النووي أن يصنع أحماض أمينية معينة
لن يأتي ،الا بعد ثماني سنوات أخرى
.حتى عام 1961 في واشنطن العاصمة
،اثنين من العلماء الشباب والغير معروفين
(مارشال نيرينبيرج) ،)و (هينريك ماتهايي
اعتقدوا أنهم قد فهموا .شيء لم يسبقهم اليه أحد
كيفية معرفة أي من الأحرف المعينة في الحمض النووي
تشفر اي من الأحماض الأمينية التي .تصنع اي من البروتينات
اختبروا بمشقة تركيبة بعد تركيبة
،من الأحماض الأمينية .البروتينات وقطعة من الحمض النووي
،إذا فهموا التركيبة بطريقة صحيحة سيبدءون في الكشف بالضّبط
.كيفية عمل الشفرة في الحمض النووي فعلياً
.أسابيع مرت مع عدم وجود نهاية في الأفق
،ثم، في وقت متأخر من مساء السبت .جربوا تركيبة غير مجربة
وضعوا معا امتداد من الشيفرة (التي وردت عملياً ب (تي اس
و اكتشفوا ان امتداد الشفرة تحديدا
صنع حمض أميني واحد فقط الفنيل الأنين-
.كانت لحظة حجر رشيد
(نيرينبيرج) و (ماتهي) .قاموا بكسره
(قد أظهروا ذلك الخيط من (التي اس في الشفرة الجينية
كان تعليمات للخلية ،للذهاب والحصول على بعض الفنيل الأنين
وربطها معا .في بروتين
،وفي قيامهم بذلك قد اتخذوا الخطوة الأولى
في فك رموز الشفرة الجينية
لقد ترجموا الكلمة الأولى .في اللغة السرية لجيناتنا
ولكن ما لا يعرفه أحد
كان كيف يمكن للحمض النووي أن يجعل كل واحد منا .مختلف جداً
ماهو الجزء من الحمض النووي لدينا جعلنا طويلي القامة .أو أزرق العينين، مصاب بالربو أو السكري
هل نستطيع أن نعزل أجزاء من الحمض النووي ،التي تصنع بروتينات محددة
و تمنحنا سمات خاصّة و صفات
.التي يمكننا أن نشاهدها بكل يسر وسهولة
،لنبدأ في فهم ذلك .هناك فكرة أخرى بحاجة للشرح
إذا قلت لك أن هذه الأسرة
لديها شيء مشترك ،على المستوى الوراثي
ستخمن بسرعة كبيرة .ما هو هذا الشيء
.أنهم جميعا لديهم الجين (المورث) البني
اذا فما هو الجين "المُوَرِّثَ"؟
حسنا، الجين هو .وحدة من الميراث
ماديا انه جزء صغير ،من الحمض النووي الخاص بك الذي يؤثر على السمة
،مثل البشرة البنية، أو لون العين !أو حتّى شمعيّة الأذن
تحدد الجينات في الحمض النووي لدينا .الطبيعة الدقيقة للبروتين
هكذا هذه العائلةِ لديها جين الإصطباغِ
الذي يشفر البروتين .و يجعل شعرهم بني
الشفرة في ذلك الجين مختلفة بشكل واضح
،عن شفرة الناس الذين .على سبيل المثال، أشقري الشعر
وهذا الاختلاف في الشفرة .يسمى المُتنوع
ولكن اي قطعة من جزيء الحمض النووي تحَوَى الشفرة
التي تعطينا اللون البني أو الشعر الأشقر؟
العثور على هذه الجينات الفردية .كان تحديا لا يصدق
جزيئات الحمض النووي لدينا - كلاهما طويل للغاية
يحتوون على ما يزيد عن 3 بلايين حرف .من الشفرة - و هم بالغي الصغر
ولكن ماذا لو هذه الأجزاء من الشفرة يمكن أن تعطيك ليس الشعر البني
لكن مرض مدمر؟
عِنْدَئِذٍ، تعقبهم .من الواضح انه في غاية الاهمية
وكان هذا التحدي القادم الذي .الذي واجهه علماء الوراثة
في الثمانينات في بريطانيا، البحث لربط الأمراض بجينات محددة
،)كان بقيادة البروفيسور (كاي ديفيز شابة باحثة طموحة
ركزت على ،مرض التنكسي
DMD دوشين الضمور العضلي أو ،الذي يصيب الأولاد
الضمور العضلي دوشين
،هو مرض العضلات الهزال المُتَقَدِّم
اذا هؤلاء الأولاد سيواجهون صعوبة ،المشي و الطّلوع أعلى السّلالم
.تقريبا عند سن ألرابعة أو الخامسة
يذهبون عادة إلى كرسي متحرك .تقريبا عند سن 12
.والعديد منهم سيكون ميتا عند بلوغ ال 20
كنا نعرف، مثلاً، أن دوشين .الضمور العضلي كان جين العضلات
.لم يكن لدينا أيّ فكرة ما الذي فعلته ،كانت هناك كلّ أنواع النّظريّات
لكنه كان مستحيلاً لأنّ كانت هناك الآلاف من الجينات
يعبر عنها في العضلات لتقرر .اي واحدة التي تغَيَّرَ
ولكن كيف استطاعت تتبع الجينات المشتبه فيها؟
التكنولوجيا في ذلك الوقت يعني
إنها لا تستطيع أن تقرأ بسهولة ،الشفرة الوراثية مباشرة
ولكنها استطاعت أن تنظر الى مساحات ضخمة .من الحمض النووي، تسمى الكروموسومات
الكروموسومات هي أطوال ،من الحمض النووي التي تتزاحم
مِئات الملايينِ .لزوج من القاعدة الطويلة
نحن البشر لدينا 23 زوجا - من الكروموسومات
واحد من كل زوج .من كل من الأبوين
،مع الضمور العضلي دوشين كان لدى الأستاذة ديفيس فكرة حاسمة
لمساعدتها على العثور .على البديل الغير طبيعي
وهي تعرف ان المرض .يصيب الأولاد فقط
هذا يعني أنها تستطيع تتبع الخطأ الوراثي
إلى واحدة من الكروموسومات ،المتعلقة بالجنس
في هذه الحالة الكروموسوم إكس
اذا خطوتها الأولى كانت جمع بنك من الكروموسوم إكس
من الأسر .مع تاريخ من المرض
كان علينا تنقية ،الكروموزومات إكس للناس
ومن ثم يمكننا تضخيم المواد
ووضعها في البكتيريا .وتنميتها، والنظر اليها
و لم نكن قادرين أبدًا .ان نعمل ذلك فيما مضى
ديفيس) قطعت الكروموسومات كيميائيا) .إلى قطع صغيرة
تستطيع الآن أن تبدأ البحث عبر الحمض النووي للأسر المتضررة
عن الاختلافات .في الشفرة الوراثية الخاصة بهم
للقيام بذلك، صنعت شجرة العائلة ،لكل أسرة متضررة
DMD تبين أنماط
.ورثت عبر الأجيال
ثم قارنت تلك الشجرة
مع الشجرة الّتي تظهر أنماط الميراث
من قطع الكروموسوم إكس .التي جمعتها
عندما تطابق واحدة من تلك الأشجار مع DMD الشجرة التي تظهر الميراث
وهي تعرف القطعة من الحمض النووي التي كانت تنظر اليها
كانت قريبة جداً الى الجينات المسؤولة
.لضمور العضلات دوشين
كانت مجرد حالة، التي كانت .تشكل تحديا ، ومن ثم توجه الأنتباه
نعرف أنه كان في تلك الخمسة ملايين زوج من قاعدة الحمض النووي
وكل ما كان علينا القيام به .هو العثور على الجين
استغرق هذا البحث المضني ،لعدة مجموعات أكثر من عشر سنوات
(ولكن في النهاية الجين المسؤول عن (دي ام دي تم تحديد مكانه
وبالتالي فإن لحظة الاكتشاف .كانت عندما وجدنا فيها حيث كانت الجينات
كنا نعرف آنذاك اننا نستطيع ان نطور تشخيص ما قبل الولادة للمرض
الذي لم يكن متاح ،حتى تلك النقطة
.لذلك كان وقتا مثيرا للغاية
كانت هذه المرّة الأولى التي يحدث فيها عِلْم الوراثة .التأثير الطبي بشكل جدّي
يمكننا الآن تشخيص امراض الشلل .الوراثي في الجنين
،قمنا، على سبيل المثال بالتشخيص في الأسرة
اذا ما كانت الأمّ على وجه الخصوص اصيبت بعدد من حالات الإجهاض
لأنها لا تريد ،ذكور متضررين
والذي كان متكرر جدا DMD في الأسر
،بسبب هذه الأمراض المؤلمة
وبعد ذلك تمكنا .من اجراء التشخيص
في امكاننا أن نتنبأ ما إذا كان الجنين .مصاب، وكان هناك تَّوْأَمان
أذكر ذلك جيدا لأن التشخيص عاد
أنه سيكون لديها .اثنين من التوائم الطبيعيين
في الواقع، احد التوائم .كان صبيا و الآخر فتاة
اذا هذه السّيّدة ستحصل على .عائلة فوريّة
،هؤلاء التوأمين ولدوا طبيعيين بشكل واضح
.و الأنثى لم تكن ناقلة
.اذا كَانَت تلك قصّة رائعة
(اكتشاف البروفيسور (ديفيز للجينات المُخْتَلِفة المرتبطة
بضمور العضلات دوشين .كان معلما حقيقيا
بعد سنوات من الأبحاث الجينية وأخيراً كان لها تأثير حقيقي على الناس
و أطلقت بندقية بدأ السّباق لفهم
الأمراض الوراثية الوحشية، مثل التليف الكيسي .(ومرض الصرع (هونتينغتون
ولكن أَنْ يُشخصَ مَع مرض وراثي لَيسَ بالضرورة
أسهل شيء للأخذ
لأن فهم أسبابه .ليس علاجا
تشارلز سابين) كان مراسل حرب) ،)لشبكة (أن بي سي
،يعمل في أفغانستان .العراق والكويت
ثم، في عام 2003، قيل له ان لديه جينات معيبة
.(والتي تسبب مرض الصرع (الهنتنغتون
لم يسَبَقَ لي، في كُلّ التجاربِ التي ،مررت بها
من مسكي ، واعتقالي على يد مقاتلي المجاهدين
....وقد عقدت قنبلة يدوية على رأسي
أيا من تلك التجارب لم تفزعني (بقدر مرض الصرع (هنتنغتون
،بسبب النهائيةِ النهائية الفظيعة للمرضِ
هذا المرض يأخذ منك كرامتك
والآن .لديه فراغ كامل من الأمل
هذا ما يجعله .من المستحيل التعامل معه
هنتنغتون) الصرع مرض وراثي) يهاجم الدماغ
وفي جميع الحالات يؤدي إلى ،التدهور العقلي والبدني
.ومن ثم، دون استثناء، الوَفَاة
ما عشته كان ،هذا الشعور المفاجئ
أولاً، فقدان السيطرة على أي جانب من حياتي
لأن فجأة لم اكن انا من يقرّرُ
طّريقة حياتي التي كانت على وشك ،أن تسير
ولكن بنسبة حظ من 50 في المائة سوف يحددها هذا الجين في داخلي
.أنه ليس لدي أي سيطرة
و باستخدام تقنيات الثمانينات ،)مثل تلك التي طورتها (كاي ديفيز
(العلماء أخيرا حددوا الجين (المورث
المسؤول عن .هذا المرض المدمر
عثرنا على جينات (الهونتينغتون) الصرع .على كروموسوم أربعة
التي أحدثت ثورة في مرض الصرع ،لأنك تستطيع القول
في حالات حيث هؤلاء الأفراد ،يرغبون في معرفة المعلومات
تستطيع اخبارهم اذا ما ،كانوا عرضة للاصابة
،بل أكثر من ذلك يمكنك أن تحميهم ،إذا أرادوا
ضدّ التّأثير على الأطفال في المستقبل
.كان ذلك إنجاز كبير
(وعلى الرغم من أن (تشارلز ،قد لا يمكن علاجه
بسبب هذا الإنجاز ،و الفحص الجينيّ
سابين) يعرف ان ابنته) لن تضطر إلى العيش من خلال
.هذا المرض المروع
وجودها وحقيقة أنها ليس لديها الجينات
للصّرع يعطيني ربّما فرح أكثر
.من أي شيء في العالم
نجاح الفحص الوراثيِ جَعلَ حقبة الثمانينات وقت حاسم
في قصّتِنا عن المورّثِ (الجينوم)
ولكن جميع الأمراض المعزولة في .فترة الثمانينات لديها شيء واحد مشترك
إنها نتيجة مباشرة (لجينة واحدة- أحادية الأصل او الجين (مونوجينيك
لكن (مونوجينيك) أحادي الأصل او الجين من الأمراض ...الغير عادية
،لأنّ معظم الأمراض... ،و بالطّبع معظم الصفات البشريّة
لا ترتبط ببساطة ،ال جين واحد
،ولكن للكثيرين .في بعض الأحيان عشرات الجينات
.خذ فقط في طول القامة
أنت، إلى حدّ ما، الأطول .لذلك قف على هذا الجانب هنا
.... أنت، تعال في هذه الفجوة هنا
عند 5 اقدام و 10بوصات، انا بالتَّأْكِيد على نحو ممل" ."اكثر ببوصة واحدة على المستوى الوطني
لكن هناك مدى كبير .حول ذلك المتوسطِ
اذا ما الذي يحدّد كم طويل أنت؟
،لذلك إذا كنت تفكر في الارتفاع يبدو واضحا جدا
،ذلك الطّول لديه مُكَوِّن موروث .وذلك يعني الجينات
الآباء الطويلي القامة يميلون لولادة .أطفال طويلي القامة
لكنّ عندما بدأنا في النّظر (بشكل شامل في الجينوم (المورّثِ
،بالنسبة للجينات التي تؤثر على الطول .وجدنا العشرات منهم
.طول القامة ما يُعرف بكثير الجيناتِ
.فإنه يتأثر بالعديد من الجينات
على الرغم من أنه ،قياس واحد بالنسبة لنا
انه في الواقع خليط -من مقدار كبير من المكونات
،أطوال العظام، ونمو العضلات - والتغذية، وهلم جرا
الجَميع يتحد إلى .كَم تبلغ من الطول انت
و ذلك من شأنه أن يجعل من علم الوراثة .غامض جداً
اذا، لنفهم الأمراض المتعددة الجينات والصفات، سيتوجب علينا ان نربط
كل سمة مع كل واحدة من الجينات .المحتملة التأثير
من شأنه أن يكون شيء من الصعب القيام به
،لأنّ، لإيجاد كلّ واحد من الجينات
سيتعين علينا قراءة ومعرفة المزيد من .تسلسل الحمض النووي لدينا أكثر من ذي قبل
بنهاية السبعينات, إختراع جديد كَانَ يطورَ
الذي سيمهد الطريق لفك الجينوم كله
و في نهاية المطاف قراءة كل واحد .من ال 3 مليارات من العناصر الأساسية فيه
لقد حان الوقت لمُقابلة الرجلِ الذي كسّرَه، الذي فَهمَ أخيراً
كيفية قراءة كل حرف .لأي جزيء من الحمض النووي
أنه ولد في قرية (جلوسيسترشاير) الصغيرة في 1918
.(وكان اسمه (فريد سانغر
سانجر) كان رجل هادئ ومتواضع)
الذي قضى الحرب العالمية الثانية (يدرس في (كامبريدج
وهناك بدأ حبة المستمر والأزلي .لفتق جزيئات الحياة
(أول إنجازا كبير (لفريد سانغر كان لاكتشاف
.التركيب الكيميائي للأنسولين
،من أجل ذلك .حصل على جائزة نوبل عام 1958
،هذا مثير للإعجاب بما فيه الكفاية لكن الفوز بجائزتي نوبل؟
.حسنا، هذا مجرد رياء
(في عام 1977 اخترع (فريد سانغر تِقْنِيَّة التي أكسبته
،جائزة نوبل الثّانية .وسوف نتذكره بها دائماً
رسمياً، مْضي بلقبه الشرير بدلاً من
.طريقة إنهاءِ السلسلةَ
،لكنّ كثناء، في العمال
انه معروف أفضل .كتسلسل سانجر
اذا كيف يعمل؟
فينا، مورّثاتنا (جينوم) أكثر مِن .ثلاثة بليون من الأحرف طولا
،ولكن لهدف التبسيط سوف اقوم بسلسلة الجين
.الى سته أحرف فقط
،إنّ المشكلة ،التي مع الحمض النووي كونه صغير جدا
هو أننا لا نستطيع قرأته مباشرة
،وبعبارة أخرى .لا نستطيع أن نرى ما هي الحروف
لذلك نحن بحاجة إلى طريقة غير مباشرة ،لقراءة البطاقات
(و هذه هي حيث اتت براعة تقنية (سانجر .لوحدها
أولاً، أنه حصل على الحمض النووي لبدء نسخ نفسه
.إلى أجزاء أقصر
.وهنا القطعة البارعة
(أساسيا جدا، تقنية (سانجر هي خدعة الكيميائية التي تسمح لك
لقراءة بطاقة واحدة فقط ،في الجزء المختصر من حمضك النووي
.وهذه هي نهاية البطاقة
اذا ما هو الجيد الذي يفعله ذلك؟ .ربما تتساءلون
كيف معرفة نّهاية البطاقة في قطعة مختصرة
تساعدك اجمالا على قراءة تسلسل الحمض النووي الأصلي؟
حسنا، الجواب .هو أنها لعبة الأرقام
حصل (سانجر) على الحمض النووي الأصلي لتكرار نفسه
ملايين المرات .في كل طول ممكن
،الآن، كان هناك حرف نهاية
الحرف الّذي استطاع ان يقرأه، في كلّ .وضع ممكن في التّسلسل
اذا ينتهي بك الأمر مع مزيج يحتوي على اجزاء من الحمض النووي الأصلي
الذي ينتهي في كلّ .موضع مفرد على طول التّسلسل
وبالتالي فإن الخطوة النهائية
هو أن تقرأ .A. .. A على طول الصفوف
تي، وعلى طول الخط ... انها تي
.C، على طول الطريق ، انها C
T, T, A, A and G.
!وبنغو .هناك تسلسل حمضك النووي
في الحياة الحقيقية، نتائج .التسلسل تبدو شيئا مثل هذا
جمهور عروض المباحث الجنائية .سوف يميزون هذا
.انه هلام التسلسل
،انها في أربعة أعمدة .A، T، C وG واحد لكل حرف
ومن خلال القراءة ،من الأسفل إلى الأعلى
يمكنك أن ترى ....أن التسلسل الفعلي
A...
T...
A...
.سي وهلم جرا...
عندما (سانجر) و زملاءه أوّلاً توصّلوا إلى هذه الطّريقة
في السبعينات، كان يدوي .و كدح مضني
في هذه الأيّام، العمليّة قد تطوّرت .وهي آلية تمامًا
،في جزء صغير من التكلفة ،الآن في غضون أسابيع
نستطيع تسلسل .مليارات من الحروف من الحمض النووي
ولكن هذه التقنية الأساسية (لا تزال (لفريد سانجر
على مدى السنوات الثلاثين المقبلة، كما ،نمت التكنولوجيا في التطور
بضعة آلاف من العلماء الأساسيون ،يستطيعوا تنمية التسلسل الى ملايين
وفي فترة التسعينيات، الرائعة (إمكانية تقنيةِ (سانجير
.يمكن في النهاية أن تتحقق
ثم وضعنا نصب أعيننا على ما أعتقد هو
المشروع العلمي الأكثر طموحا - في كل العصور
.تسلسل الجينوم (المورث) البشري بأكمله
رفع مستوى تسلسل نظام (سانجر) في الجينوم البشري
.كانت مهمة شاقة
وهناك تعاون عالمي حقيقي ..... الذي استغرق أكثر من عقد من الزمن
الآلاف من العلماء... .والمليارات من الدولارات
ولكن في شباط/فبراير 2001، أول نتائج كل ذلك العمل والمال
.ضرب أعمدة الأخبار
هكذا في فبراير 2001، كنت جالسا في المختبر أحظر للدكتوراه
نحو ميل في هذا الاتجاه في (مستشفى أورموند ستريت الكبير)
ونسخة من الطبيعة، ونسخة من العلم هبطت على مكتبي
تعلن أن تّسلسل الجينوم البشريّ .قد اكتمل
كانت هناك دعاية كبيرة ،تقول
لقد فعلنا ذلك، لقد انجزنا تسلسل" "الجينوم البشري" "لقد قرأنا كتاب الحياة
.عبارات كبيرة جدا من هذا القبيل
،وسوف تحدث ثورة في التشخيص الوقاية والعلاج
،لمعظم، إن لم تكن كل .الأمراض التي تصيب الإنسان
في السنوات المقبلة، الأطباء على نحو متزايد سوف يكونوا قادرين على علاج
،أمراض مثل مرض الزهايمر الشلل الرعاش والسكري والسرطان
.من خلال مهاجمة جذورهم الجينية
يجب أن أعترف أن كلمات الرئيس
تركت العديد مِنّا .مضطربِين في العملِ
مجرد الحصول على الشيفرة لا يزال يعنى اننا بعيدين من ان نكون قادرين
على عملُ أي شئ .مفيد سريرياً مَعه
بعد كل شيء، قراءة الشفرة ،هو شيء واحد
ولكن فهم كل ذلك .شيء آخر
في الواقع، كما بدأنا ننظر الى الشفرة والبحث عن
،كل من المورثات التي انشأتنا .وقد كنا في صدمة كبيرة
.(هذا هو الدّكتور (إيوان بيرناي في سنّ 26
كان واحدا من الباحثين الرئيسيين .على مشروع الجينوم البشري
مع أن الجينوم البشري ،قريبا من فك الشفرته
أفضل العقول ،في علم الوراثة في العالم كانوا يتساءلون
كم عدد الجينات التي لدى الإنسان؟
،ومن المؤكد أن الشعور بتوافق الآراء ،أستطيع أن أتذكر انه كان يقال
أنه كان في مكان ما بين 50000 ،و 100000 جينًا
ويبدو أنه مَعْقُول .لمعظم الناس
من كان هؤلاء الرجال، الذين هم ،خبراء في مجالاتهم
،علماء الوراثة الأعلى في العالم
من اين كانوا يحصلون على هذه الأرقام من؟
،وكان هناك نوع من الكتاب المدرسي ،الحساب الخلفي للمغلف
حيث أخذوا متوسط طول
الجين البشري على أجزاء من تسلسل الجينوم .المعروف في ذلك الوقت
كان 30000 زوج قاعديّ
و أخذوا الحجم الكامل من -الجينوم البشريّ - 3 بلايين
واحد مقسوما على الأخر .وتحصل 100000
،ومِن خلال مراوغة غريبة نَعْرفُ بالضبط
ما هي أفضل العقول في علم الوراثة ،في العالم في الواقع كانت تعتقد آنذاك
لأنّ (إيوان بيرناي) جعلهم يضعون ،أموالهم حيث كانت أفواههم
وجعلهم يراهنون على .كم عدد الجينات التي كانوا يعتقدون كانت لدينا
لذا ذهبت بشكل دائري مع شيء من البلاستيك والكتاب
،و صادفت انّاس و قلت هل تريد الرّهان؟
إذا كنت تريد أن ترى أدلة العلماء المُتَأَلِّقين
،فهموه على نحو خَاطِئ حقاً .هذا هو
.أنت هناك أوّلاً ....إيوان بيرناي)، العدد)
.48,251 و العدد القادم في الأسفل
،)انه (جون كواكينبوش أحد المراهنين الكبارِ، الكبارِ
118,259.
.ضخم. ضخم
،ضخم جداً .لكن نوعَ من الإجماعِ
،ثم، في أوائل عام 2001 ،باستخدام جينوم بشري جديد بشكل كامل
كان (إوان بيرني) قادر على حِساب .العدد الحقيقي للجيناتِ في الإنسان
- لذلك عندما وصلنا إلى النّشر
لا أستطيع أن أتذكر في الحقيقة .العبارة التي استخدمناها
أعتقد قلنا شيئ ما مثل نستطيع ،وبكل ثقة التعرّف على 25000 جين
واعتقدنا أنه ربما يصل إلى 35000 ،من الجينات في الجينوم البشري
والذي بحدود 35000 كَانَ لأن
بصراحة أن الناس ليسوا سعداء .حول العدد الأصغر
،في غضون سنوات قليلة .اتفق العلماء على رقم تقريبي
كان يمكن ان يجدوا ليس سوى 24000 .جينًا في الجينوم البشريّ
إلى حد بعيد أغلبية الشفرات في .حمضنا النووي تبدو عديمة الفائدة
.لم تكن جيناتٍ على الإطلاق
ما يسميه معظم العلماء في الحقيقة "خردة الحمض النووي"
تخيل أن هذا المبنى .هو الجينوم الخاص بك
.ثلاثة مليارات حرف من شفرة الحمض النووي
الآن، هذه الكميةُ .التي تكون الجيناتَ
،اذا وفقا إلى نموذج علم الوراثة الكلاسيكية نسبته ضئيلة
،ليس سوى اثنين أو ثلاثة في المائة .تكون هي البروتينات التي صنعتك
.والبقية ظلامُ
.وكانت هذه صدمة حقيقية
تسعة وثمانون في المائة من الجينوم لدينا ليست جينات .ولا شفرة للبروتينات
هناك فرضية في الكثير من علم دراسة الجينات
،أن الكثير من الحمض النووي هو مجر نفاية انه قمامة، انه قمامة
،ويجب أن أقول، للوهلة الأولى ذلك يبدو معقول
لأن الكثير منه .لا ينتج أي شيء فحسب
لا يوجد سوى حوالي 24000 من الجينات
،التي تمضي لخلق مخلوق ثدي ،إنسان، مثلا
وهي عبارة عن نفس اعداد القطع التي تحتاج إليها
.لصنع حافلة ذات طابقين انها ليست كثيرة جدا
وأود أن أعتقد أنني أكثر تعقيداً من حافلة
.وتلك هي المفاجأة
وما تخبرك هو .شيء مهم جداً
أننا لا نفهم .علم الوراثة على الإطلاق
نحن في الوضع الّذي عندنا فيه الكثير من الصّناديق المصنفة
،مسامير، غسالات، مصابيح ونحن لا نعرف حتى
،كيفية وضعها معا
ناهيك عن كيفية تشغيل الحافلة .وقيادتها في شوارع
ولكن لأننا كنا نبحث عن ،الجينات التي تسبب المرض
هذا العدد المنخفض .كان له جانب إيجابيّ مفاجئ
.وهذا يعني جينات أقل للدراسةّ
،الآن هذا كان أمر حاسم
لأنه في وقت تسلسل الحمض النووي .كان لا يزال مكلفا بشكل هائل
لذلك عن طريق التضيق على ،نسبة صغيرة من الجينوم
ذلك يعني أن الدراسات على نطاق واسع .واقعية من الناحية المالية
ومن ثم وجد العلماء .شيء من الفضول
عندما بدأنا مقارنة ،جينوم الشعب بالكامل
أدركنا أن الحمض النووي .يكاد يكون مطابقا
إذا قمت بمقارنة الجينوم البشري واحد مع آخر
أنها ستكون متطابقة ،في معظم المواقع
وهي تختلف في حوالي وضع واحد .في الألف في المتوسط
.ولكننا نعرف أننا مختلفون بشكل كبير
.كلنا فريدون
لذلك كان التحدي الآن هو العثور على العدد القليل نسبيا
،الفروق الفردية في الجينات ،المتغيرات الجينية
تلك المسؤولة عن .الاختلافات في الناس
وأكثر تحديداً ايجاد .المتغيرات التي تسبب المرض
(اذا في عام 2005، مؤسسة (ويلكوم ترست هنا في المملكة المتحدة
وحدت العديد من المختبرات قبل الشروع في دراسة استقصائية كبيرة
،لقراءة نصف مليون من احرف الحمض النووي
،داخل الجينات المعروفة ،ليست واحدة فقط
لكن آلاف المرضى .والأشخاص الأصحاء
وكان الأمل أن نصف 1 مليون من أحرف الحمض النووي سيكون كافياً
للتعرف على أهم .المتغيرات المشتركة التي ترتبط بالمرض
(وكان البروفيسور (بيتر دونلي جزء من الفريق
الذي عالج بالفعل .كميات هائلة من البيانات
تم تحليل نحو 10 مليار قطعة من .المعلومات الجينية
،تم حصدها من أكثر من 10000 شخص .بتكلفة أكثر من 9 ملايين جنيه استرليني
التجربة الأولى نظرت إلى سبعة أمراض
،أنه، مثل الطول .ارتبط بالعديد من الجينات
اذا هنا مثالُ مِنْ الدراسة الكبيرة التي اجريناها بشكل أولي
. و الورقة التي قمنا بنشرها
،اذا هذا يدل على صف واحد لكل مرض وعلى طول كل صف نضع خريطة من التدبير
للاختلاف لكلّ من ال500000 المتغيرات الّتي قسناها
بين الناس المرضى .والأشخاص الأصحاء
الرسم البياني يبين الموجز .من تلك النتائج
نصف مليون حرف من الحمض النووي ،يجري من اليسار إلى اليمين
مقسم مِنْ الكروموسوماتِ 1 إلى 22 و كروموسوم إكس
وعندما يكون هناك فارق ملحوظ
في الاحرف بين ،الناس المرضى والأصحاء
.فإنها تظهر كذروة خضراء
أنت تقول أن تلك الخضراء
هي حيث يرتبط المرض مع الجينوم؟
نعم، تلك الخضراء حيث يوجد المتغير الوراثي
وهو أكثر شيوعا إلى حد كبير في المرضى
عنه من الأشخاص الأصحاء بالطريقة .التي ترتبط بها مع المرض
.كَانَ إختراق كبير
الآن، للمرة الأولى، بدا كما لو اننا نستطيع أَنْ نَجِدَ الأمراضَ
التي كان سببها أخطاء في .أكثر من مجرد جين واحد في الحمض النووي لدينا
ما زلت أذكر أول مرة .جلسنا مع نظرة جادة
،لقد كانت لحظة استثنائية مع العلم أنها ستفي بالغرض
و كنا سنحصل على بعض الأفكار في .علم الوراثة من تلك الأمراض الشائعة
.كان مثيرًا فعلاً
تلك الإثارة شُعِرَ بها جيدا الى ما وراء .المجتمع العلميّ
مساء الخير. علماء بريطانيون ،كشفوا النقاب عن عهد جديد في الطب اليوم
عندما أعلنوا أخيراً عن فَكَّ الصلة الوراثية
،إلى سبعة من الأمراض الرئيسية
اثاروا احتمال التنبؤ .بالمستقبل الطبي للطفل عند الولادة
حسنا، لقد كان تقدم ممتاز ،ولكن إذا نظرنا إلى الوراء
ربما حصلت الآلة الإعلامية ،السبق لنفسها
(لأن ما يقوله مسحِ المورّثِ (الجينوم في الحقيقة حول صحةِ
،الأفراد، من أناس حقيقيين .هو في الواقع أمر محدود إلى حد ما
لأن ما يجب علينا أن نتذكره
هو أنه على الرغم من جيناتنا قد تشير إلى أننا معرضون
للمرض، وهذا لا يعني .في الواقع أننا سوف نصاب بهذا المرض
مارك هيرست) هو محاضر كبير) .في علم الوراثة البشرية
كان لديه تاريخ عائلي قوي .من مرض السكري
.هذه هي أمي وأبي
.تزوجا بعد الحرب
.كنت على علم بأن والدي كان مصاب بمرض السكري انه يفحص مستويات السكر عنده
و كان على مختلف الأنواع من العقاقير .في محاولة السيطرة عليه
وأصبح من الواضح ،في أواخر السبعينات والثمانينات
أنه كان هناك أحد المكونات الوراثية
وهكذا، بينما كنت أدرس ،علم الوراثة البشرية
نوعا ما تابعته .مع بعض الاهتمام
إمكانية التوريث من النوع 2 من مرض السكري
إذا كان لديك اقارب قريبين .يكون مرتفع للغاية
على مدى السنوات ال 20 الماضية، اثنتين من أخواتي و واحد من اخواني
،اصبح لديهم مرض السكري من النوع 2
اذا مسألة الحظ الوراثية تَقُولُ
،ربما لدى بعض الجينات .ربما لا، أنا لا أعرف
ولكن الدكتور هورست يعلم بالرغم من ذلك ان لديه متغيرات في حمضه النووي
الذي يعني انه من المرجح ،ان يعاني من مرض السكري
من المُؤَكَّد من أنه بالفعل سيصاب بالمرض
بسبب عوامل أخرى .مهمة جدا
....هناك إعتقاد كبير بأنّك عبدا لجيناتِكَ
وأعتقد أن لبعض ،اضطرابات أُحادِيُّ الجين
،ربّما تلك هي الحالة الى حد كبير
،لكن بالنسبة لمعظم الأمراض المستعصية الأمراض المتعددة الجينات
مقدار كبير ،من المكوّنِ البيئيِ
اذا تستطيع أن تتحكّم بمقدار كبير من بيئتك
من خلال أشياء مثل .ممارسة الرياضة واتباع نظام غذائي
تشير الدراسات الأخيرة إلى ،ذلك، ببساطة مفرطة
مرض السكري هو 70% وراثي .و 30% بيئي
هناك هذا العنصر البيئي الذي له علاقة
،بوزن الجسم، حجم الخصر الخاص بك ،النظام الغذائي الخاص بك
وقررت أنني لا استطيع التحكم بجيناتي، ولكن يمكنني على الأقل
،افعل شيئا حيال البيئة .لذلك بدأت الجري
.هيرست) يجري ثلاثة أميال يوميا)
،هذا، لأنه يَعتقد .انه قد أبعدَ مرض السكّر
ظننت بأنّني يمكن أَن أكون أكثر ..وزنا بكثير
وأعتقد أنني سَاكونُ قد... طورت
.علامات مرض السكري المبكر الآن
قصة هيرست تذكرنا أن في معظم الحالات فإن الصفات والأمراض لدينا
تنبثق من بيئتنا .وكذلك الشفرة الوراثية
اذا الآن علينا أن نسأل أنفسنا .سؤالا حاسم
كم من الامراض التي لها علاقة بجيناتنا على الاطلاق؟
اتضح أننا نستطيع ان نخمن في ذلك
من انواع أكثر تقليدية .من التجربة الوراثية
الاستبيان القادم بالنسبة لك .هو الاستبيان عنك
.(هذه هي الدكتورة (كلير هوارث
ولها أداة بحث غير عادية؟
.التوائم
اذا لماذا التوائم مفيدين جداً لأي نوع من الدراسة الجينية؟
.انها تجربة طبيعية رائعة، التوائم
أنها توفر الفرصة للتحقيق في أدوار
-الطبيعة-الجينات وتغذية-البيئة
إذا لو كان للسّمة تأثير وراثيّ
عندئذ ستتوقع توائم متشابهين يتقاسمون المزيد من الجينات ليكونوا أكثر مماثلة
،غير التوائم الغير متشابهين .الذين يشتركون بنسبة أقل من جيناتهم
التوائم المتماثلة تنمو ،من بيضة واحدة ونُطْفَة واحدة
.اذا انهم متطابقين وراثيا
هناك الكثير من .أوجه التشابه بيننا
.نَبْدو متشابهون جداً .نَتكلم بشكل مماثل الى حد ما
.ولكن لا أستطيع أن أقول حقا
،نفس الذي يحبّ، او يكره تقريبًا الى حد بعيد . نعم
ما الذي تحبّونه الذي هو نفس الشيء؟
.نحن نحب نفس الموسيقى. نعم، الموسيقى
نحب نفس الطعام. الرياضة
انكم على وشك الذهاب إلى الجامعة، صحيح؟
.في غضون عامين. عامين، نعم
انكم حقا تكملون !جمل بعضكم البعض
ولكن التوائم الغير متشابهين هم ،من بيضة و نُطْفَة مختلفة
ومثل الأشقاء العاديين .يشتركون فقط في حوالي 50% من جيناتهم
،أنا متحمسة جدا في رياضتي ،احب المشاهدة
بينما (مادي) متحمسة أكثر بكثير .إلى اللعب
(أنا حقاً، حقاً موسيقية. (كارولين .لا يمكن أن تحمل لحن في دلو
.انها لا تعزف أي آلة موسيقية
.أنا أحب الفن والتصميم أكثر
(الدراسات مثل التي لدى (الدكتور هاوورث تقارن الصفات مثل طول القامة
بين الآلاف التوائم المتشابهين .والغير متشابهن
نستطيع فصل الاختلاف ،في السمة مثل طول القامة، مثلا
ويمكننا القول كم هو الذي تبعا للاختلافات الجينية بين الناس
وكم بسبب الخبرات البيئية .التي كانت لديهم
173.
هذه الدراسات تبين أن العديد من الصفات المشتركة
موروثة .أكثر بكثير مما كنا نعتقد
عجز القراءة و القدرة على القراءة .كلاهما موروث على حد سواء
%في مكان ما بين 50% و 70 من التباين
ويرجع ذلك إلى تسلسل الحمض النووي الذي .ورثه الناس من والديهم
وعندما بدأت (هوارث) الاختبار
بالنسبة للصفات التي نظرت اليها الدراسات ،الاستقصائية للجينوم
.حصلت على نتائج غير متوقعة
العديد من الصفات كانت موروثة بشكل أكثر
بخلاف الدراسات الجينية .التي كشفت سابقا
بالنسبة لطول القامة، دراسات التوأم تفيد انه حوالي 80% مَوْرُوث
مقابل 5% التي تم العثور عليها .في مسح الجينوم
،بالنسبة لداء السكري من النوع 2 .%انها 70% مقابل 6
كانت هناك نسبة كبيرة من تأثير الحمض النووي
.ببساطة لم تشاهد
وقد اطلق عليها البعض ."امكانية التوريث المفقودة"
نحن نعلم أن هناك توريث مفقود لأن دراسات التوأم قد أخبرتنا
أن الكثير من الصفات ،موروثة إلى حد كبير
فعلى سبيل المثال ،طول القامة تقريبا 80% موروث
لذلك عندما نقوم بدراسة الوراثة الجزيئية ،لطول القامة
ما اكتشفناه من تباين في الحمض النووي يفسر فقط
،حوالي 5% من التباين لذلك لدينا هذا العدم التطابق
بين 80 % من إمكانية التوريث و 5 % فقط .التي تم تحديدها في الجينوم
.كَانت هذه نتيجةً إستثنائيةً
من اين تأتي إمكانية التوريث المفقودة هذه؟
هل يمكن أن يكون ذلك الشيئ الغامض 98% من الجينوم
،لا يبدو ذلك أن يفعل أي شيء
هل هو في الواقع أكثر أهمية بكثير مما كنا نظن؟
ويبدو أن هذا ممكن، عندما كنا نقارن شفرة الجينوم لدينا
،مع الشفرة لحيوانات أخرى
نبحث عن الأجزاء المحفوظة .على مدى ملايين السنين من التطور
حتى إذا نظرتم بين ،الإنسان والشمبانزي، على سبيل المثال
.غالبية الحمض النووي الذي لدينا هو نفسه
بين الإنسان والفأر، نوعا ما .لا يزال الى حد كبير نفسه
،ولكن عندما ذهبت إلى الدجاجة ،من الواضح ذلك
إذا كانت هناك قطعة من الحمض النووي التي هي ،نفسها بين البشر والدجاج
عِنْدَئِذٍ انه مهم بالنسبة للبشر و مهم بالنسبة للدجاج
وليس هناك أي وسيلة حقيقية .للألتفاف حول ذلك
وهناك الكثير جدا من هذه الاشياء .وانها ليست كلها جينات قريبة
اذا هناك هذه المساحات الكبيرة (من الجينوم (المورّثِ
الذي لا يبدو أن لديه ،أيّ بروتين الذي يُشفّرُ الجيناتَ
فوق ذلك ما زالت محفوظة بين الإنسان .والدجاج والإنسان والفأر
إذا كانت هذه القطع من الحمض النووي التي ينبثق منها الكثير من الأنواع
لكانت مهمة بشكل واضح .للحياة
ولكن العديد منها .لم تكن في الجينات
،كانوا في ما يسمى "بنفايات" الحمض النووي وهذا يعني أن هذه الأرض القاحلة
كانت أهم بكثير من .ما كنا نتصور سابقا
كنا نفترض أن الجينات مسؤولة عن
الغالبية العظمى .من ميراثنا
.ولكن الرسالة الجديدة كانت هذه
مكان جيد للبحث عن إمكانية التوريث المفقودة
كان في 98% من الجينوم .التي لا تكون الجينات
والآن لدينا التكنولوجيا .لبدء المطاردة
اذا في هذه الغرفة لدينا ستة أو سبعة
لأحدث جيل من الآلات. كل واحدة من هذه تشتغل
،لمدة أسبوع تقريبا، وفي ذلك الأسبوع
انها سوف تسلسل ما يزيد على 20 .جينوم بشري كامل
.وهذا زهاء 300 مليار من القواعد
البروفيسور مارك مكارثي
في مركز ويلكوم ترست لعلم الوراثة البشرية
يستخدم هذه التكنولوجيا الجديدة
لتسلسل الجينوم بأكمله .للمئات من الذين يعانون من مرض السكري
والأمل في أن هذا سوف يكشف المتغيرات المؤثرة
التي تسللت عبر الشبكة .في وقت سابق من المسوحات الأقل دقة
اذا التقدم الكبير في آخر سنة أو سنتين كانت الإِمكانية
لتسلسل الجينوم بأكمله وبشكل اعلى من الدقة
وتكلفة أقل بكثير .مما كان ممكناً من قبل
،إذا كنت تتذكر تسلسل الجينوم الأصلي استغرق سنوات عديدة
والكثير من المليارات من الدولارات .لإكماله
.وأشترك في الكثير من العلماء
فقد بات من الممكن القيام بتجارب على هذا النطاق
في مقدار زهيد من الوقت .لبضعة آلاف من الدولارات
أصبح من الممكن الآن أن نفكر ،بإعادة تسلسل الجينوم كله
لعدة آلاف من الأفراد لفهم الاختلافات
بين على سبيل المثال أولئك الذين لديهم .مرض السكري، و أولئك الذين ليس لديهم
مشروعه الطموح ينْوى إلى عمل تَسَلْسُل
،الجينوم كله من 3000 شخص
نقارن كل واحد من 3 مليارات من القواعد
من الذين يعانون من مرض السكري .والأشخاص الأصحاء
سيتقيّئون الجينات و المناطق الجديدة
التي لم نتورط فيها حتى الآن في مخاطر المرض
وهذا سيتيح لنا طرق جديدة لفهم
.بيولوجيا المرض
وقد يكون لدينا آفاق أفضل بكثير لاستخدام علم الوراثة
كأداة للتنبؤ بمخاطر المرض والاستجابة للعلاج
مما هو ممكن حاليا
مع المتغيرات المشتركة .التي حددناها حتى الآن
بدأ مكارثي بالفعل بالعثور على العديد من المتغيرات الجديدة
التي ترتبط مع مرض السكري
في جزء من الجينوم -التي ليست مصنوعة من الجينات
الأسماء المغلوطة على نحو متزايد من نفايات .الحمض النووي
.و ليس فقط قليل، لكنّ الكثير
،يَبدو ذلك ،للمتغيرات المشتركة على الأقل
معظم العمل يكمن .في ذلك الحمض النووي الغير مشفر
،ذلك الحمض النووي الغير مشفر ،يمثل 98%من الجينوم لدينا
وقد تحول ليكون ليس مهم فحسب ،ولكن حاسم
وأعتقد أن أسلوب مكارثي .هو الطريق إلى الأمام
إذا أردنا أن نفهم حقا كيف ان علم الوراثة لدينا يجعلنا
فريدين تماما، نحن بحاجة إلى تسلسل .العديد من الجينوم البشري
.ربما الجميع
(في عام 2003، بدأ (ايوان بيرني سلسلة من التجارب
للتعرف بالضبط على .ما فعلته نفايات الحمض النووي هذه
،المشروع كان يسمى التشفير .موسوعة عناصر الحمض النووي
باستخدام أفضل تكنولوجيا ،في ذلك الوقت
المئات من العلماء من جميع أنحاء العالم
فتشوا في اقسام من الحمض النووي .الغير مرغوب فيه
هناك سؤال واضح جداً الذي أَموت لاِستفهمه
وهو ما هو؟ وماذا يفعل؟
ليس هناك إجابة سهلة ،ماذا تفعل هذه الأشياء
ولكن أفضل فهم لدينا -كان التّنبّؤ السائد
-ولا يزال ما نفكر به الآن
هو أن الكثير من هذا التحول .حيث الجينات تشتغل من آن لآخر
الفكرة ان الجينات تتحول ،على نحو متقطّع تكبر من حقلِي الخاصِ
دراسة تطوير .الأجنة
،بينما ينمو الكائن الحي ،خلاياه تقرر أن تكون الأعضاء
الادمغة، الأطراف، والكبد، وهذا يعني ان الجينات التي تتحكم بها
.يجب عليهم ان يسيطروا على انفسهم
وموقع نظام تنظيم الجينات هذا؟
حسنا، ليس داخل ،الجينات نفسها
.ولكن في بقية الحمض النووي
يوجد هذا الرقص الذي لا يصدق .من الجزيئات في كل خلية
و اذا هذا الرّقص من كيف كلّ هؤلاء الجزيئات المختلفة داخل الخليّة
تعمل في ،هذه الأجزاء من الجينوم
العديد منهم لَيسوا قَريبينَ .حتى إلى البروتينِ الذي يُشفّرُ الجيناتَ
فهي منتشرة في .المادة المظلمة من الجينوم
ولكن مشروع التشفير كشف .ايضا طبقة أخرى من التعقيد
لم تكن فقط المادة المظلمة من الحمض النووي ،في الواقع المهمة جدا
ولكن أيضا أصبح من الواضح ،أن النسيج المادي
.شكل الحمض النووي، أثر علينا جدا
،هكذا نُفكّرُ بشأن الحمض النووي
الحلزون المزدوج التقليدي (لكريك و واتسونّ)
،يمكنك أن ترى في الوسط ،في اللب، هما زوج من الأسس
وفي الخارج، العمود الفقرى للتوأم الذي يَرتفعُ
.لإعطائه هذا الشكل الأيقوني
ولكن هذه مجرد صور
والصور .لَيستْ تماماً مثل ناس
هذا هو أفضل تمثيل .للحمض النووي أثناء العمل
الحلزون المزدوج هنا هو باللون الأرجواني
ولكنه ملفوف حول مُرَكَّب من البروتينات يسمى هيستونيس
و مرة أخرى أصبحوا على بعضهم البعض
و الأمر برمّته يغُطِّيَ .داخل بروتين آخر
قد تبدو وكأنها حالة من الفوضى الكيميائية وبالتأكيد
انه بعيد كل البعد عن .نموذج الحلزون التقليدي المزدوج الذي اعتدنا عليه
انه عالم معقد .يعج بالنشاط
مواد كيميائية ضاغطة متجاوزة ،غيرها من المواد الكيميائية
،البروتينات تتحرك باستمرار
يعيد تشكيل شكلِ .الحمض النووي بسرعةٍ فائقةٍ
و هذا النموذج يظهر فقط ،تمدد ضئيل للحمض النووي
.حوالي 150 قاعدةً طولا
هناك أكثر من 100 مليون مِنْ هذه .في المورّثِ الكاملِ
لا ينبغي أن يكون مفاجئا
لكن هذه .مادة متطوّرة بشكل جديّ
السنوات ال 50 الماضية كانت ثورة
.في فَهْمنا لمورّثِنا
من كسر الشفرة في حمضنا النووي
لمعرفة كيف الأخطاء في هذه الشفرة
تؤدي إلى مآسي (مثل مرض (هونتينغدون
لاستشراف كيف يرتبط الجينوم لدينا بالصفات المعقدة
،وأمراض مثل مرض السكري
ورؤية كيف يمكن التخفيف من أثره
.عن طريق تغيير البيئة المحيطة بنا
ولكن فقط في آخر عشر سنوات
منذ نشر تسلسل الجينوم البشري الكامل
أعتقد أننا نشهد .أكبر الهام
لأن الإختراقَ الحقيقيَ كان فهم
كم هو قليل الذي نعرفه .حول الجينوم
.هذا هو عصر التنوير الحقيقي
لن تكون هناك لحظة ،حيث يمكننا أن نقف ونقول
هذا كل شيء، نحن نفهم .الجينوم البشري
....انه
.معقد كما نحن
.ونحن معقدين جدا
لذلك لا أعتقد أنه سيتم التوصل إليه .خلال حياتي
ولكن أعتقد أننا سوف نعرف أكثر من ذلك بكثير .في الخمس سنوات القادمة مما نفعل الآن
وأكثر من ذلك بكثير في عشر سنوات ،مما نفعل الآن
.أعتقد أنني سوف أفاجأ
أعتقد أنه لن تكون هناك .أي إجابات سهلة أبدا
،البشر مذهلون .مخلوقات معقدة
وبعد عشر سنوات من إكمال ،مشروع الجينوم البشري
لا ينبغي أَنْ نكون خائبي الأمل
أن النتائج كانت مغايرة ،عن ما كنا نتوقعه
وليس من المستغرب أننا لم نخرج .مع أي إجابات قاطعة
.هذه هي الطريقة التي يعمل فيها العلم
،انها رحلة من الاستكشاف المستمر
لكيفية عمل الأشياء .ومن نحن
،والآن مع اكتمال (المورّثِ) الجينوم البشري
يمكننا أن نرى في نهاية المطاف .الطريق إلى الأمام
ترجمة:صلاح المخضبي اتمنى لكم حياة هنيئة