العلماء من جامعة نورث وسترن (الولايات المتحدة الأمريكية) اكتشفت “شفرة هندسية” مخفية في الحمض النووي، والتي يمكن تسميتها لغة الحياة الثانية. وعلى عكس النص الجيني المعتاد، المكون من الحروف A وC وT وG، فإن هذه اللغة لا تكتب بالمركبات الكيميائية، بل مشفرة في شكل ثلاثي الأبعاد للجزيء.

يوضح مهندس الطب الحيوي فاديم باكمان: «بدلاً من العيش وفقًا لتعليمات صارمة من التسلسل الجيني، نحن موجودون بفضل أنظمة الحوسبة التي تطورت على مدى ملايين السنين».

ويقارن هذا الاكتشاف بإيجاد مخطط يحول الجينوم إلى معالج دقيق حي.

الصورة: الهندسة الشمالية الغربية

يُظهر المجهر الإلكتروني كيفية طي الحمض النووي إلى أقسام ثلاثية الأبعاد. تعمل كل منطقة من هذه المناطق بمثابة “عقدة ذاكرة” تخزن معلومات حول الجينات التي يجب تنشيطها ومتى.

ووجد فريق باكمان، الذي يضم يجال شلايفر، ولؤي المصالحة، وكايل ماكواري، أن شكل الحمض النووي له تأثير مباشر على نشاط الجينات. يطوي الجزيء إلى “نطاقات تعبئة” نانوية الحجم تُنشئ ما يسمى بعقد الذاكرة. وهي تعمل كوحدات مصغرة من المعلومات قادرة على تخزين النشاط الجيني وتثبيته وإعادة إنتاجه. ونشرت النتائج في العلوم المتقدمة.

يقول شلايفر: “إننا نتعلم القراءة والكتابة بلغة الذاكرة الخلوية. وهذه العقد هي كائنات مادية حية، تذكرنا بالمعالجات الدقيقة، وليست عشوائية”.

على مدى ملايين السنين، أدى التطور إلى تحسين شكل الجينوم لتسريع الوصول إلى المعلومات وجعل تخزينها أكثر كفاءة.

الصورة: جامعة نورث وسترن

اكتشف علماء من جامعة نورث وسترن (الولايات المتحدة الأمريكية) “شفرة هندسية” مخفية في الحمض النووي، والتي يمكن أن يطلق عليها لغة الحياة الثانية.

قد يفسر هذا الاكتشاف سبب تطور الكائنات المعقدة بهذه السرعة. يمكن أن تكون الأعضاء والأنسجة المعقدة، بما في ذلك الدماغ والجلد والأعضاء الحسية، قد تشكلت ليس بسبب ظهور جينات جديدة، ولكن من خلال تغيير طرق استخدام الطرق الحالية.

يقول باكمان: “إذا نظرت عن كثب، ستجد أن قواعد الذكاء الاصطناعي تشبه بشكل ملحوظ المبادئ الحسابية المضمنة في هندسة الحمض النووي”.

ويشير الباحثون إلى أن هذا النهج في تخزين المعلومات جعل الحياة مرنة وقابلة للتكيف. الجينوم قادر “بيانات العملية”والتنبؤ باحتياجات الخلايا وضبط عملها في الوقت الحقيقي، مما يساعد الجسم على التكيف بسرعة مع التغيرات البيئية.

مع مرور الوقت، تنخفض دقة “اللغة الهندسية”، مما قد يؤدي إلى أمراض مختلفة.

يقول لؤي المصالحة: “إن الكود الهندسي يسمح للخلايا ببناء أنسجة معقدة، ولكن مع تقدمنا ​​في السن، تفقد هذه اللغة إخلاصها”.

وهذا ما يفسر سبب كون كبار السن أكثر عرضة للإصابة بالسرطان والأمراض التنكسية العصبية وغيرها من الحالات المرتبطة بخلل التنظيم الجيني.

إن فهم الكود الهندسي يفتح إمكانيات جديدة للطب. ويأمل العلماء أنه سيكون من الممكن في المستقبل استعادة أو إعادة كتابة الذاكرة الخلوية، وتصحيح عمل الجينات والوقاية من الأمراض.

ويضيف باكمان: “الخطوة التالية هي دراسة المبادئ الهندسية للشفرة الهندسية حتى نتمكن من إنشاء هياكل جديدة أو استعادة الذاكرة الخلوية غير المنتظمة”.

يغير هذا البحث طريقة تفكيرنا في الجينوم. في حين كان يُعتقد سابقًا أن الحمض النووي مجرد سلسلة من الحروف الكيميائية، فقد أصبح من الواضح الآن أن بنيته ثلاثية الأبعاد لها وظيفة حسابية. تساعد هندسة الجزيء الخلايا على تخزين المعلومات والحساب والتكيف، وتفسر لماذا أصبحت الحياة على الأرض معقدة للغاية في وقت قصير نسبيًا. ويأمل العلماء أن يؤدي فهم هذا الرمز الخفي إلى تحقيق اختراقات في الهندسة الحيوية والطب التجديدي وتطوير تقنيات حيوية جديدة.