يحاول البروفيسور جورج تشيرش استنساخ ماموث صوفي كان محاصرا في الجليد السيبيري قبل 52 ألف سنة
كانت كبيرة، مشعرة وممتلئة في جميع الأماكن الخاطئة. كانت تهز الأرض مع كل خطوة. كان الناس يعبدونها، ويمدحونها، ويخافونها. لكنها لم تهتم بما قالوه عنها. كان اسمها ياكيناف، وعاشت الحياة الطيبة للماموث الصوفي في سيبيريا، قبل 52,000 ألف سنة.
ثم ماتت، واحتجز جسدها في الجليد وبقي في حالة ممتازة حتى يومنا هذا. والآن، بفضل الأبحاث الجديدة والمثيرة، يمكنها أن تخبرنا عن التركيب الجيني للماموث الصوفي وتكوين الكروموسومات الخاصة به. وربما، مع قليل من الحظ، أعود إلى الحياة في النهاية.
لكن لنبدأ من البداية.
إعادة الماموث
يبلغ طوله أكثر من مترين، وله شعر أبيض ينضم إلى لحية عريضة. لقد نشأ في المستنقعات من قبل أم عزباء. وبينما هو يمشي، يرتعش الناس من حوله. إنه ليس ماموثًا، بل البروفيسور جورج تشيرش - المعروف أيضًا على نطاق واسع باسم توماس إديسون في الهندسة الوراثية. ومن إنجازاته العديدة تطوير طريقة لتسلسل الشفرة الوراثية، مما ساهم في مشروع الجينوم البشري. وقد بدأ أيضًا مشروع الجينوم البشري في وقت ما من عام 1984، عندما كان معظم القراء لا يزالون يرتدون الحفاضات في أحسن الأحوال، أو يلبسون الآخرين في أسوأ الأحوال.
يرتبط اسم الكنيسة بـ طرق بأسماء مذهلة، مثل تعدد الإرسال الجزيئي، وإعادة التركيب المتماثل ومصفوفة تركيبات الحمض النووي. وعلى أساس هذه الاختراعات وغيرها، تم إنشاء العديد من الشركات المتخصصة في الهندسة الوراثية وتسلسل الشفرة الوراثية. خلال تاريخه العلمي والتكنولوجي وريادة الأعمال - الذي لم ينته بعد - ربما توقف بالفعل عن حساب عدد الجوائز التي فاز بها. باختصار، لقد فعل الرجل شيئاً أو اثنين.
وفي العقد الماضي كان يحاول إحياء الماموث الصوفي.
أسس تشيرش شركة Colossal Biosciences في عام 2021، بهدف معلن هو إعادة الماموث الصوفي والنمر التسماني وبالطبع عمه إلى الحياة. وتمكنت الشركة من جمع مبلغ جيد من المال، مما سمح للباحثين بالتقدم في هذا المجال. وبفضل هذه الشركة، ربما يعود الماموث الصوفي لرعي مناطق التندرا المتجمدة.
وإذا كنت مثلي، فمن المحتمل أنك تسأل الآن بشيء من الحيرة - لماذا؟
لماذا إعادة الماموث؟
لماذا نحتاج حتى إلى عودة الماموث الصوفي إلى حياتنا؟
للإجابة على السؤال يمكنك قراءة كتاب "تساميريري: القصة الحقيقية لمهمة إعادة أحد أشهر المخلوقات المنقرضة في التاريخ إلى الحياة"نعم، هكذا بدت أسماء الكتب المنشورة عام 2017، قبل أن يساعدنا chatGPT في اختصارها. لكن الكتاب طويل، لذا سألخص وألخص الحجتين الرئيسيتين - في رأيي - لإحياء الماموث.
الحجة الأولى هي أن الماموث يمكن أن يساعدنا في وقف تغير المناخ. وتضم السهوب السيبيرية مساحات واسعة تعرف علمياً باسم "التجميد الفائق". والأرض في تلك المناطق متجمدة عمليا، بحيث تجد النباتات صعوبة بالغة في النمو عليها، كما تجد الحيوانات العاشبة الكبيرة صعوبة مضاعفة بسبب قلة النباتات. وهذا التجميد الفائق هو الآن في طور الذوبان، وإذا تحقق ذلك بنجاح، فإن المعنى بالنسبة للمناخ سيكون مدمرا. في حالة التجميد الفائق، يتم احتجاز كمية من الكربون أكبر بثلاثة أضعاف من تلك الموجودة في جميع الغابات على هذا الكوكب، وسيتم إطلاق كل هذا الكربون في الغلاف الجوي مما يؤدي إلى تغير المناخ.
أظهرت الدراسات - من الصعب معرفة مدى موثوقيتها على وجه اليقين - أن إعادة توطين التندرا بالثدييات الكبيرة يمكن أن يمنع ذوبان الجليد الفائق. تشجع الثدييات مثل البيسون والأيائل والخيول نمو العشب في التربة الصقيعية، وتعكس الأعشاب الساطعة ضوء الشمس مرة أخرى إلى الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى إبطاء تسخين الأرض. وهذا يعني أن إعادة إسكان التندرا بالماموث الصوفي قد يمنع ذوبان التربة الصقيعية ويؤخر تغير المناخ.
ربما. هذه، على الأقل، هي الحجة المركزية الأولى.
المبرر الرئيسي الثاني - وأظن أنه أكثر صلة بالمشاركين في هذه الحرفة - هو أنها رائعة حقًا، ودعونا نمضي قدمًا، دعونا نفعل ذلك، ولم يقم أحد بذلك من قبل.
ويمكنني الحصول على ذلك أيضًا.
وبغض النظر عن السبب الحقيقي وراء البحث، فإننا نواصل الترويج له هذه الأيام. نجحت شركة Colossal Biosciences في الآونة الأخيرة، حيث تمكنت من تحقيق اختراق وصنع خلايا فيل طبيعية تعود مرة أخرى إلى الخلايا الجذعية. والأمل هو استخدام هذه الخلايا الجذعية، من بين أمور أخرى، لفهم كيفية تطور أجنة الأفيال. هذه الرؤى ستفيدنا في أي محاولة لإعادة الماموث الصوفي إلى الحياة، لأن التشابه الجيني بين الفيلة الآسيوية والماموث الصوفي يصل إلى 99 بالمائة.
وعلى الرغم من الإنجازات الأولية، فمن الواضح أنه لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه. أحد أسباب ذلك هو أنه حتى لو تمكنا من تحديد تسلسل جزء كبير من الشفرة الوراثية للماموث، فإننا حتى اليوم لم نفهم كيف تم ترتيب الحمض النووي الخاص بهم في الفضاء.
كانوا جميعا الكروموسومات
يمكنك اعتبار الحمض النووي بمثابة حبل يحتوي على جميع المعلومات اللازمة للخلية للعمل والتكاثر واتخاذ القرارات. يحتوي الحمض النووي على خطط تصميم ونمو الجنين في الرحم، وكذلك شرح الطريقة تتصرف الخلايا داخل الجسم لكنه ليس مجرد حبل واحد. في الواقع، لدينا عشرات من هذه "الحبال" في كل خلية، وكل منها ملفوفة وملتفة حول نفسها. نحن نطلق على كل من هذه الحبال الملتفة اسم "الكروموسومات".
لماذا تلتف خيوط الحمض النووي وتحزم على شكل كروموسومات؟ حسنًا، يجب أن تكون معبأة بطريقة ما! التغليف يحميها من التحضير المبكر، مثل ذلك الذي يحدث في أربطة الأحذية البالية بشكل خاص. علاوة على ذلك، يمكن لف الحمض النووي بإحكام شديد في مناطق جينية معينة، لا تستطيع الخلية قراءتها. عندما تحتاج هذه الجينات إلى القراءة والتصرف بناءً عليها، فإن الخلية لديها طرق لفك الحبل عند تلك النقطة، وقراءة الجينات الضرورية، ثم إعادة تجميعها إذا كانت بحاجة إلى "إسكاتها"، أو تركها مكشوفة إذا كانت لا تزال هناك حاجة إليها.
وهذا يعني أننا إذا أردنا أن نفهم كيف تؤثر الشفرة الوراثية لمخلوق معين على طريقة تكوينه في الرحم، أو حتى على حياته كشخص بالغ، فيجب علينا أيضًا أن نفهم كيفية ترتيب الحمض النووي الخاص به في الكروموسومات.
وهذه مهمة صعبة للغاية، عندما يتعلق الأمر بكائن حي انقرض منذ آلاف السنين.
يميل الحمض النووي إلى التدمير بسرعة بعد الموت، وينحل الحبل الطويل ويتمزق ويتمزق في نقاط عديدة على طوله، وتمتلئ الخلية والجسم بقطع قصيرة من الحبل، في فوضى واحدة كبيرة اللغز الذي ينقسم إلى ملايين القطع - ومن بعض تلك القطع تم قطع الأطراف التي من المفترض أن تربط بينها، وتم تدمير بعض القطع بالكامل. حظًا سعيدًا في إعادة بناء اللغز.
ماذا تفعل في مثل هذا الموقف؟
وفي الوضع المثالي، لا يستطيع الباحثون القدماء في مجال الحمض النووي الاعتماد على لغز واحد من هذا القبيل ــ وليس على الحمض النووي المأخوذ من ماموث واحد ــ بل على العديد من الألغاز. إنهم يحصدون الحمض النووي من العديد من حيوانات الماموث، وبما أنه في كل عينة تم إتلاف أجزاء أخرى من اللغز، فيمكنهم من خلال عمل النمل العثور على القطع نفسها بين حيوانات الماموث المختلفة، لكن هذا لا يساعدهم على فهم الثلاثة. هيكل الأبعاد من الحمض النووي. تظل هذه نقطة عمياء للعلم. كان من الواضح أن هناك حاجة لعينة من الحمض النووي محفوظة جيدًا لمحاولة فك رموز كيفية ترتيب الحمض النووي في الكروموسومات لدى الماموث.
وهنا دخلت ياكيناف الصورة.
قصة ياكيناف
عاش ياكيناف في سهول سيبيريا المتجمدة منذ 52,000 ألف سنة. لأكون صادقًا، ربما لا تكون قصة حياتها مثيرة للاهتمام للغاية - على الأقل ليست أكثر من قصة أي فيل يعيش اليوم. لقد ولدت مثل الماموث، وأكلت مثل الماموث، ويمكن للمرء أن يأمل أن تبارك أيضًا وأنجبت ذرية مثل الماموث. المهم هو أنها عندما ماتت، كانت مدروسة بما يكفي للقيام بذلك في مثل هذه البيئة المتجمدة بحيث لم تمر خلاياها بدورات من التجميد والذوبان وإعادة التجميد.
لماذا هذا مهم؟ لأن كل دورة من هذه الدورات من التجميد والذوبان تسبب أضرارا جسيمة للحمض النووي، ولم تكن معظم حيوانات الماموث الصوفي محترمة مثل ياكيناف، والأجزاء الوحيدة منها التي تم حفظها بشكل جيد هي الأنياب (التي تباع في السوق بأسعار 250,000 ألف دولار). لكل سن). لكن ياكيناف - ياكيناف عرفت كيف تموت بشكل صحيح حتى أنه يمكنك العثور على عينات من الشعر على جلدها، وفي أنسجة الجلد توجد بصيلات شعر كاملة، ولكن الشيء الأكثر أهمية هو. في كوكب زحل ياكيناف، من الممكن العثور على قطع كبيرة من الحمض النووي، والتي حفظتها عملية التجميد في حالة جيدة.
وهذه بداية جيدة للبحث.
في السنوات الأخيرة، عملت مجموعة كاملة من الباحثين، بقيادة إيريز ليبرمان-إيدن من معهد برود التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة هارفارد، بجد في بيراخ لفك رموز كيفية اتحاد أجزاء الحمض النووي لياكيناف معًا في الكروموسومات، واستخدموا طريقة مبتكرة تسمى Hi-C، والذي يسمح بفك رموز الحمض النووي في شكله ثلاثي الأبعاد. تعمل هذه الطريقة بشكل جيد في الكائنات الحية الحديثة، لكن لم يكن أحد يعرف ما إذا كانت ستعمل أيضًا على الحمض النووي البالغ عمره 52,000 ألف عام، وقد استغرق الأمر من ليبرمان-إيدن وفريقه خمس سنوات لتعقب جثة ياكينوف المجمدة وتحديد أنها كانت الماموث الصوفي الذي اكتشفوه. كانوا يبحثون عن.
ياكيناف لم يخيب.
البحث، نُشر في يوليو 2024 في المجلة العلمية المرموقة Cellيصف المعجزة التي قام بها الباحثون بمساعدة ياكيناف السخية. واكتشفوا أن الحمض النووي للماموث الصوفي مرتب في 28 كروموسومًا، يشبه عدد الكروموسومات الموجودة في الفيلة الآسيوية والأفريقية اليوم. وكانت تلك مجرد البداية، لأنهم تمكنوا لأول مرة من فهم كيف كانت بنية الحمض النووي مسؤولة عن تشغيل وإيقاف جينات معينة في الماموث، فقد حددوا، على سبيل المثال، تلك الجينات المسؤولة عن التكيف مع البرد لتكوين الشعر، تم تنشيطها في خلايا الماموث أقل من ذلك بكثير، وهذه مجرد نتائج أولية لأبحاث رائدة. ماذا سنكتشف أيضًا عن الماموث في المستقبل؟
لكن قبل أن أختم هذه المقدمة، أريد أن أقول ما الذي يثيرني شخصيا حول الاكتشاف الحالي. الماموث، كرامتهم في مكانها، لكننا مازلنا بعيدين عن إعادتهم إلى الحياة. الشيء المهم حقًا هنا هو أن لدينا طريقة يمكن أن تساعدنا في اكتشاف المزيد من المعلومات حول الحيوانات القديمة. قد لا تساعدنا هذه الطريقة في التعرف على الأسود القديمة في إسرائيل الساخنة - حيث يتحلل الحمض النووي حتى قبل موت الكائن الحي - ولكن نأمل أن نستخدمها على أجسام الحيوانات الأخرى في المناطق الباردة.
ولماذا التوقف عند الحيوانات؟
انقرض إنسان الدينيسوفان منذ أربعين ألف عام، وهو نفس الوقت تقريبًا الذي أعادت فيه ياكيناف روحها إلى النهر الجليدي. هذه مجموعة سكانية انفصلت عن أسلافنا القدماء، وكانت جيناتهم مختلفة عن جيناتنا. لقد عاش في سيبيريا، وكان لديه نسل مشترك مع البشر اليوم. ماذا يمكننا أن نتعلم عنه، بفضل تقنيات مثل Hi-C للكشف عن البنية الأصلية ثلاثية الأبعاد للحمض النووي الخاص به؟
لكي أكون واضحًا: أنا لا أقترح إعادة إنسان دينيسوفان إلى الحياة. لكن يذهلني الاعتقاد بأننا نستطيع أن نفهم أسلافنا وأبناء عمومتنا وحتى الحيوانات البدائية بدقة أصغر الجزيئات، بعد عشرات الآلاف من السنين من انقراضها. وبفضل الجمع بين العلم والتكنولوجيا، أصبح بإمكاننا فهم الماضي بشكل أفضل من أي وقت مضى، بل وحتى معرفة كيفية تنشيط الجينات في الخلايا التي عاشت منذ آلاف السنين.
وسوف يستمر العلم والتكنولوجيا في التقدم. وكما كنت أقول منذ أكثر من 15 عاماً، وسأظل أقول ما دمت أتنفس: هذه هي البداية فقط.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
