خطورة الخلايا الحية المعكوسه!!! Mirror Life
هناك العديد من التحذيرات الجدية حول محاولات إنشاء أشكال للحياة باستخدام الجزيئات المعكوسة. ويتساءل "مايكل مارشال" هنا، عن إلى أى مدى يجب أن نقلق حول هذه المخاطر المحتملة؟
في العقود القادمة، قد نقوم باكتشاف كيفية صنع نوع جديد تمامًا من الحياة: هى حياة الخلية المعكوسة، التى يكون كل جزىء فيها صورة معكوسة لتلك الموجودة فى الخلايا الطبيعية. من المحتمل أن مثل هذه الخلايا المعكوسة لم توجد أبدًا على كوكبنا خلال تاريخه الذى يمتد 4.5 مليار سنة. ومع ذلك، قد نتمكن يومًا ما من صنعها – ربما كطريقة لتطوير أدوية جديدة، أو ببساطة بدافع الفضول العلمى حول أصل الحياة وتطورها.
ولكن يبقى السؤال هل ينبغى لنا فعل ذلك؟
وفقًا لتحالف مجموعة من علماء الأحياء الاصطناعية ومتخصصى السلامة الحيوية، فإن الإجابة بشكل قطعى هى "لا".
إنهم متأكدون من أن تلك الحياة المعكوسه ستشكل "مخاطر غير مسبوقة" على كل الكائنات الحية على وجه الأرض.
فإذا ما تسربت هذه الخلايا خارج المختبرات المختصة، فإننا قد لا نتمكن أبدًا من استعادتها، وقد يؤدى ذلك إلى " مخاطر قاتلة، وواسعة الانتشار".
سيبدو ذلك وكأنه تهديد بنهاية للعالم.
ولكن هل إذا تمكنّا من إنشاء هذه الأشكال الجديدة من الحياة، سيكون ذلك بالفعل بهذا القدر من الخطورة؟
على الرغم من أن تحقيق هذه الحياة المعكوسه قد يكون مازال بعيداً عن الإنجاز، أمامنا ربما عقود، لكن مايزال هناك الكثير من الأشياء التى يجب علينا القيام بها الآن لتقليل المخاطر التى قد تشكلها؟
الحمض النووى DNA فى جميع الكائنات الحية على الأرض، يكون دائما على الجانب الأيمن، وتكون البروتينات على الجانب الأيسر.
يبدو أن الطبيعة قامت باعتماد هذا الترتيب فى مرحلة مبكرة جدًا من التاريخ، لأن الأنظمة الحية تحتاج إلى تناسق فى اللاتناظر (الكيرالية) لكى تعمل بشكل فعال.
فيجب أن تتكامل الجزيئات داخل خلايانا بدقة – شئ مماثل لعمل المفتاح مع القفل – لذا لو كان هناك خليطًا من الجزيئات اليسارية واليمينية كان ذلك سيعطل عمل الخلية.
لا أحد يعرف على وجه اليقين سبب اختيار الحياة لهذا النمط المحدد من اللاتناظر. ربما كان مجرد اختيارًا عشوائيًا، ومن ثم أصبح ثابتًا خلال مسار التطور. إذا كان هذا صحيحًا، فربما تقوم الحياة فى أماكن أخرى من الكون، باستخدام جزيئات ذات لاتناظر معاكس لتلك الموجودة فى الحياة على الأرض.
وربما تكون هناك ميزة خفية لا نعرفها هى التى تسببت فى هذا الترتيب لـ DNA اليمينية والبروتينات اليسارية، مما مكّن هذه الصورة من الحياة من التفوق على صورتها المعكوسة.
من اجل استكشاف اجابات لهذه الأسئلة، يقوم الكيميائيون الحيويون بتطوير طرقًا لصنع جزيئات معكوسة.
فى دراسة أجريت عام 2016، قام "تينج زهو"، الذى يعمل الآن فى "جامعة ويستليك" فى هانجتشو بالصين، وزملاؤه بإنشاء شريط DNA معكوس يمكن نسخه بواسطة إنزيم معكوس.
فى نفس الوقت، وبشكل منفصل كان علماء الأحياء الاصطناعية يقومون بتعديل الخلايا الحية بطرق أكثر طموحًا. ففى وقت مبكر من عام 2010، قام باحثون بقيادة "كريج فينتر" فى معهد ج. كريج فينتر فى لا هويا، كاليفورنيا، بإزالة كل الحمض النووى من خلية بكتيرية واستبداله بجينوم قاموا بتصنيعه بأنفسهم. وأعقب ذلك دراسات أعطت الخلايا جينومات معدلة بشكل كبير، وأبسط من تلك الموجودة فى الطبيعة. فى النهاية، قد يمكّن هذا الباحثين من بناء خلية اصطناعية بالكامل: أى تجميع خلية حية من الصفر باستخدام مواد كيميائية مصنعة.
يقول "جاك سزوستاك" من جامعة "شيكاغو": " لقد كان جوهر الكيمياء الحيوية على مدى 50 عامًا، هو إعادة تكوين الأنشطة التى تحدث داخل الخلايا. والهدف النهائى من ذلك هو إعادة تكوين الخلية بشكل كامل."
ويعتقد "سزوستاك" اننا أصبحنا قريبين من تحقيق ذلك.
فمع تحسن قدرتنا على صنع الجزيئات المعكوسة وفهم كيفية بناء الخلايا الاصطناعية، سيأتى وقت سنتمكن فيه من بناء خلية معكوسة: خلية يكون فيها الحمض النووى DNA والبروتينات والجزيئات اللا متناظرة الأخرى جميعها ذات صورة معكوسة للحياة الموجودة حاليًا.
السلامة أولاً:
يقول "سزوستاك" إن صناعة مثل هذه الخلايا "ربما تكون بعيدة بعض الشىء". نحن نتحدث عن تقديرات تتراوح بين 10 إلى 50 عامًا.
ولهذا السبب، يتعاون "سزوستاك" مع 37 مؤلفًا مشاركًا، بما في ذلك "كريج فينتر"، فى محاولة لدراسة واستقراء الفوائد وأيضاً المخاطر المحتملة لإنشاء حياة معكوسة.
وخلصوا في دراستهم التي نُشرت فى مجلة "Science" فى ديسمبر 2024 إلى أن "البكتيريا المعكوسة والكائنات المعكوسة الأخرى، بسبب المخاطر الجسيمة التى قد تشكلها، فإنه يجب ألا تُصنع".
نظرياً، يمكن إنشاء العديد من أنواع الحياة المعكوسة. ومع ذلك، فمعظمها إما سيكون غير ضار أو سيكون من الصعب للغاية صنعه.
على سبيل المثال، من الممكن صنع فيروس معكوس، لأن الفيروسات أصغر وأبسط بكثير من الخلايا: فهى مجرد قطعة من الحمض النووى محاطة بغلاف بروتينى. ولان الفيروسات يمكنها التكاثر فقط عن طريق إصابة الخلايا والسيطرة على آلياتها – ونظرًا لأن الجزيئات اللا متناظرة مثل DNA تشترك فى هذه العملية، يقول "سزوستاك: " فستكون العدوى إذن "أمرا مستحيلًا تمامًا" لأن "الفيروس المعكوس يمكن أن ينمو فقط فى خلية معكوسة."
وعلى النقيض من ذلك، فإن محاولة صنع حيوانات أو نباتات معكوسة ستكون عملية صعبة للغاية، لأنها تتكون من خلايا حقيقية، النواة أكبر وأكثر تعقيدًا. الأمر الذى يبدو أصعب كثيرا وأبعد بكثير من التحقيق."
ولهذا السبب، يركز "سزوستاك" وزملاؤه على خطورة فكرة إنشاء بكتيريا معكوسة: فهى كائن وحيد الخلية، من النوع الذى يعود إلى مليارات السنين إلى أقدم أشكال الحياة على الأرض.
يقول "سزوستاك": إنه بشكل قاطع، من أجل سلامتنا, ينبغى عدم صنع هذه البكتيريا المعكوسة.
لم يكن "سزوستاك" فى البداية, عندما بدأ التفكير فى الموضوع لأول مرة يعتقد بخطورته : "عندما بدأت المشاركة لأول مرة، كان رد فعلى الأول، مثل الجميع تقريبًا، أن كون البكتيريا المسببة للأمراض هى حالة متطورة للغاية. فلا توجد طريقة يمكن أن تكون بها البكتيريا المعكوسة مسببة للأمراض هى الأخرى. ذلك أن البكتيريا المسببة للأمراض لديها دواخل متخصصة فى تجنب التعرض لأنظمة المناعة لدى المضيف، حين تقوم بمهاجمة أنسجته. ويعتمد الكثير من هذه الدواخل على جزيئات لا متناظرة (كيرالية).
لكن بعد التمحيص، خلص هو وزملاؤه إلى أن البكتيريا المعكوسة لا تحتاج إلى أن تكون مسببة أمراض متخصصة لتسبب ضررًا جسيمًا.
فالجهاز المناعى يتعرف على البكتيريا من خلال الارتباط بجزيئات محددة على جدرانها الخارجية، وهذه الجزيئات جميعها لا متناظرة. نتيجة لذلك، من المحتمل ألا يتم اكتشاف ان تلك البكتيريا من النوع المعكوس من قبل أجهزتنا المناعية وبالتالى لن يتم التخلص منها من أجسامنا.
ستحتاج البكتيريا المعكوسة بعد ذلك للعثور على الطعام، ولأن بعض العناصر الغذائية الموجودة فى أجسامنا، مثل الحمض الأمينى الجلايسين، غير لا متناظرة (غير كيرالية)، لذا يمكن للبكتيريا المعكوسة أن تتغذى عليها.
يضيف "سزوستاك": " ربما تكون التركيزات والقيمة الغذائية التى ستحصل عليها أقل، وليست جيدة مثل الجلوكوز." إلا أن ذلك يعنى فقط أن هذه الخلايا المعكوسة ستنمو ببطء. ومع ذلك، "حقيقة أنها لن يتم قتلها تعنى أنها يمكن أن تنمو دون حدود."
علاوة على ذلك، لن تكون البكتيريا المعكوسة مقصورة على نوع واحد من المضيفين، فعلى عكس البكتيريا المسببة للأمراض التى تميل إلى إصابة عدد محدود من الأنواع. فمن الناحية النظرية، يمكن للبكتيريا المعكوسة أن تنمو داخل أى كائن حى وفي أى نظام بيئى.
وكما شرح "سزوستاك" وزملاؤه: "لا يمكننا استبعاد سيناريو تقوم فيه البكتيريا المعكوسة بدورها كنوع غازى عبر العديد من النظم البيئية، مسببة إصابات قاتلة واسعة الانتشار فى نسبة كبيرة من أنواع النباتات والحيوانات، بما فى ذلك البشر."
وكما تقول "فيليبا لينتزوس" من "كلية كينجز كوليدج" فى لندن".نتيجة لذلك، ستتصرف البكتيريا المعكوسة كمسببات أمراض ذات "نطاق مضيف واسع المدى بشكل غير عادى"،
تكمن المخاوف فى أن البكتيريا المعكوسة قد تتسرب من المختبرات وتتسبب فى فوضى كبيرة لا يمكن التحكم فى نتائجها.
يمكن تصميم المختبرات لتكون آمنة للغاية، ولكن الحوادث تحدث. وهناك سيناريو أكثر إثارة للرعب: حيث يمكن أن يتم لأشخاص غير مسئولين القيام بتسليح البكتيريا المعكوسة عمداً لأغراض شريره.
وإذا انتشرت البكتيريا المعكوسة، سيكون من الصعب جدًا السيطرة عليها.
من الناحية النظرية، قد نتمكن من تصنيع مضادات حيوية معكوسة لقتلها، لكن هذا لن يكون حلًا شاملاً. فكما يقول "سزوستاك": "يمكنك حماية عدد صغير من الأشخاص أو الحيوانات، ولكن لا توجد طريقة لنشر حماية مماثلة على نطاق عالمى."
على الجانب الآخر، أعرب بعض خبراء السلامة الحيوية والأمن البيولوجى عن آراء متضاربة حول حياة الخلايا المعكوسة.
يدور أول خلاف حول ما إذا كان الأمر يستحق المناقشة أساساً، ذلك أن صناعة خلايا حية معكوسة هو انجاز ربما لن يمكن تحقيقه إلا بعد العديد من العقود.
يقول "ماركوس شميدت" من شركة Biofaction، وهى شركة أبحاث واتصال علمى مقرها فيينا، النمسا: "لم يستطع أحد فى العالم الإقتراب من إنشاء خلية من الصفر."
فعلى الرغم من التقدم السريع فى علم الأحياء الاصطناعى، فإن عدم قدرتنا على صنع خلايا اصطناعية "يخبرنا أننا فى الواقع لا نفهم جيدًا كيف تعمل الخلية."
وبالتالى، يعتقد "شميدت": "أننا بعيدون جدًا" عن بناء بكتيريا معكوسة. ويضيف كما أن هناك تحديات بيولوجية أكثر إلحاحًا.
فى المقابل، تمتدح "فيليبا لينتزوس" هذا النهج من التفكير الاستباقى: وترى ان طرح القضية مبكرًا هو "مثال يُحتذى به".
وتشير إلى أن العلماء الذين يطورون تقنيات جديدة يميلون إلى إشراك الجمهور فقط عندما يكونون مستعدين لتسويقها – وهى المرحلة التى يكون فيها الناس قد ربطوا حياتهم المهنية بالتقنية وتم ضخ كميات كبيرة من الأموال.
لذلك فمن الأفضل طرح المخاوف "فى مرحلة مبكرة جدًا". "بالنسبة لى، هذا مثال نموذجى للعلم المسؤول فى العمل."
ثانى خلاف هو ما إذا كانت البكتيريا المعكوسة ستتمكن حقًا من العيش فى أجسامنا، أو حتى فى أى مكان خارج المختبرات الخاضعة للرقابة.
تقول "كاثلين فوجل" من "جامعة ولاية أريزونا": "ربما ستموت فقط عندما تكون داخل البيئة الحقيقية خارج المختبر."
يقول "سزوستاك": "قد يكون من الصحيح أن الكائنات الحية الاصطناعية تميل إلى أن تكون هشة مقارنة بالكائنات البرية. "ولكن إذا أراد شخص ما صنع بكتيريا معكوسة، فقط لإثبات أنه يمكنه ذلك، فإن أول منتج يتم صنعه سيكون على الأرجح معطوبًا." ولكن فى مرة أخرى، فإن فريقًا آخر سيكون ماهرًا بما يكفى لصنع بكتيريا معكوسة يكون تصميمها على الأرجح أكثر مرونة."
هناك أيضًا العديد من الحجج الاخرى مثل، انه يمكن من خلال عملية هندسة البكتيريا المعكوسة العمل لضمان إمكانية احتوائها.
على سبيل المثال، يمكن تصميم الخلية لتعتمد بالكامل على عنصر غذائى واحد غير موجود فى الطبيعة. وكما يشرح "شميدت": "عندما نريد التخلص منها، لا نطعمها، فلن تنجو".
كما يمكن تصميم الخلايا لتحتوى على "ساعة زمنية" تجعلها تدمر نفسها بعد فترة زمنية محددة. بل يمكن هندستها لتعمل باستخدام شفرة جينية مختلفة، غير متوافقة مع تلك المستخدمة من قبل جميع الكائنات الحية الموجودة. ومن خلال تطبيق عدة آليات تحكم من هذا القبيل، يمكن تقليل احتمالية انتشار الخلايا المعكوسة بشكل غير مراقب إلى حد كبير.
باختصار، ليس حتميًا أن تنجو البكتيريا المعكوسة فى البرية، كما انه يمكن لمبتكر مسؤول أن يهندس الخلية لجعلها أقل قدرة على التكيف.
ومع ذلك، "قد يكون هناك شخصًا لديه نوايا أكثر شرًا." وفى السيناريو الأكثر تطرفًا، قد يقوم بهندسة البكتيريا المعكوسة لتكون مسببة للأمراض – بشكل مقصود، بحيث يمكن استخدامها لارتكاب جرائم قتل جماعى.
الاستخدامات الخطيرة:
يقول "سزوستاك": "إذا بدأت حقًا فى التفكير فى الطرق الخطرة التى قد يتبعها أشخاص غير مسئولين، ذووى نوايا خبيثة ويقومون بصنع تلك الخلايا، فإن إيقافهم سيكون صعبًا للغاية."
ومع ذلك، تقول "فوجل" إن الصعوبة الشديدة لمحاولات صنع مثل هذا السلاح يمكن أن تكون بحد ذاتها هى الحماية.
تضيف: "الأدلة التجريبية القوية تخبرك أن إنشاء سلاح بيولوجى للتسبب فى إصابات جماعية هو أمر تقنى صعب للغاية. فحتى الدول التي كانت تمتلك جميع الموارد والخبرات والبنية التحتية والمعدات، واجهت صعوبات فى جهودها." وهذا مرة أخرى لأن تلك الكائنات غالبًا ما تكون حساسة وهشة للغاية للظروف التى يمكنها البقاء فيها، وهذه الكائنات المهندسة هشة بشكل خاص.
تقول "فوجل": "هناك الكثير من الأشياء التى يجب أن تتوافق سوياً حتى يمكن لذلك أن يعمل."
ولكن مجرد أن ذلك لم يحدث بعد لا يعنة أنه لن يحدث أبدًا.
الفوائد فى مقابل المخاطر:
على الرغم من مخاطر البكتيريا المعكوسة، إلا أننا قد نرغب فى المخاطرة بصنعها، إذا ما كان من الممكن أن توفر لنا فوائد كبيرة.
ولكن هناك إجماع على أن تلك الفوائد قليلة أو ربما غير موجودة.
يقول "سزوستاك": "نعم، يمكن استخدام البكتيريا المعكوسة كنوع من المصانع الحيوية لصنع جزيئات معكوسة." هذه الجزيئات المعكوسة يمكن أن تكون مفيدة حقًا، خاصة كأدوية طويلة الأمد لا تتحلل بواسطة أجهزتنا المناعية. لكنه يضيف: "لكنى أعتقد أن هذه الفائدة فى حد ذاتها صغيرة جدًا."
ربما تكون الفائدة الوحيدة هى الفضول العلمى البحت: كيف ستبدو الخلية المعكوسة؟ هل ستتصرف بشكل مختلف مقارنة بنظيرتها العادية؟
وبالتالى، كما تقول "لينتزوس" إن حساب المخاطر مقابل الفوائد واضح. "أوافق على الاستنتاج القائل بأنه يجب علينا حظر هذا النوع من الأبحاث. أنت بحاجة إلى موازنة المخاطر والفوائد المحتملة، وفى هذه الحالة الفوائد المحتملة محدودة جدًا، بينما المخاطر كبيرة جدًا."
بالنسبة لشميدت، فإن مناقشة خطورة الحياة المعكوسة هى فى النهاية جزء من قضية أكبر: قضية احتواء الكائنات الحية الاصطناعية والمعدلة من جميع الأنواع.
ويقول إن العديد من المخاطر المزعومة للحياة المعكوسة يمكنها أن تنطبق أيضًا على أنواع أخرى من الخلايا الاصطناعية والمعدلة.
"إذا فكلما صنعت شيئًا مختلفًا، فإنك فستواجه نفس هذه المخاوف كما فى حالة الحياة المنعكسة."
إن علم الأحياء الاصطناعية يتقدم بوتيرة سريعة، حيث يتم تطوير أنواع مختلفة من الجزيئات الحيوية والكائنات المعدلة كل عام.
وعلى الرغم من ذلك، وكما يقول "شميدت": لا يتم بذل جهود كافية لتطوير أنظمة احتواء، فهو يريد أن يرى المزيد من الاهتمام والاستثمار في مجال السلامة الحيوية، بهدف تطوير مجموعة من الأساليب لاحتواء الكائنات الاصطناعية والمعدلة، سواء بشكل مادى أو بطرق أخرى.
من هذا المنظور، تعد البكتيريا المعكوسة مجرد واحدة من العديد من أنواع الكائنات الاصطناعية التى سنقوم ببنائها فى السنوات القادمة – وكلها تحتاج إلى إدارة دقيقة.
وبالتالى، فإن مستوى التهديد الوجودى الذى تشكله هذه الأشكال الجديدة المحتملة للحياة يقع فى أيدينا.
"مايكل مارشال" هو كاتب مستقل مقيم فى ديفون، المملكة المتحدة، ومؤلف كتاب "The Genesis Quest".
تعليقات