قبل عشر سنوات، عندما كنت طالبة دراسات عليا في السنة الأولى، هربني مستشار الدكتوراه الخاص بي إلى اجتماع خاص في كلية الطب بجامعة هارفارد في بوسطن، ماساتشوستس. لقد استمعت باهتمام للمشاركين من الأوساط الأكاديمية والصناعية والحكومية وهم يناقشون أخلاقيات المشروع الطموح ووعوده ومزالقه: بناء نسخة من الجينوم البشري من الصفر باستخدام الحمض النووي الاصطناعي.

يتم بناء الجينوم الاصطناعي عن طريق استبدال الجينوم الطبيعي للخلية، قطعة قطعة، بالحمض النووي المصنوع في المختبر. يمكن أن تكون التسلسلات الاصطناعية نسخًا من نظيراتها الطبيعية أو مصممة لإعطاء خصائص الخلية غير الموجودة في الطبيعة.

يمكن لأدوات الذكاء الاصطناعي تصميم الجينومات. هل سيقلبون كيف تتطور الحياة؟

عندما كان مشروع الجينوم البشري الاصطناعي تم الإعلان عنها في يونيو 2016، كان لها هدفان رئيسيان. أولاً، خفض تكلفة هندسة الجينومات الكبيرة بمقدار 1000 ضعف في غضون عقد من الزمن. وثانيًا، إنتاج خط خلوي يحتوي على جينوم اصطناعي «فائق الأمان»، تم تصميمه، على سبيل المثال، لجعل الخلايا أقل عرضة للعدوى الفيروسية.

لكن الجهود لم تنطلق قط. في ذلك الوقت، لم يكن المشهد التكنولوجي جاهزًا لدعم طموحات المشروع، ومع فشله في جمع التمويل الكافي، ظل المشروع عبارة عن سلسلة من المقترحات والاجتماعات البحثية التجريبية بدلاً من البرنامج المركزي الذي تم وضعه. لم يعد الأمر كذلك.

لقد تحسنت طرق تركيب الحمض النووي وتجميعه بدرجة كافية لإنتاج تسلسلات جينومية طويلة بشكل موثوق. يمكن للعلماء إدخال الحمض النووي الاصطناعي في الخلايا، على الرغم من أن هذا لا يزال يمثل عنق الزجاجة في الأبحاث. يمكن لنماذج الذكاء الاصطناعي أن تساعد العلماء على تحقيق ذلك التنبؤ بكيفية تأثير التغيرات في الحمض النووي على بيولوجيا الخلية. وهناك دلائل تشير إلى أن الممولين بدأوا يأخذون فكرة الجينوم البشري الاصطناعي على محمل الجد. على سبيل المثال، يهدف الباحثون في المملكة المتحدة إلى بناء أول كروموسوم بشري اصطناعي بالكامل من خلال مشروع بقيمة 10 ملايين جنيه إسترليني (13 مليون دولار أمريكي) تم إطلاقه في عام 2025.

مع بدء هذا العمل، حان الوقت لعلماء الأحياء الاصطناعية وعلماء الأخلاق وغيرهم لإعادة النظر في مشروع على نطاق الجينوم. ومع ذلك، يجب أن يتبع مثل هذا المشروع مسارًا مختلفًا عن الخطة الأصلية.

قد تصل علاجات كريسبر الشخصية إلى الآلاف قريبًا، وإليك الطريقة

إن الهدف المتمثل في إنتاج خط خلايا معدلة فائقة الأمان، على الرغم من كونه جديرًا بالاهتمام، إلا أنه كان ذو قيمة علمية محدودة. تتطلب المقاومة الواسعة النطاق للجينوم للفيروسات إعادة كتابة الشفرة الوراثية عبر آلاف المواقع في الحمض النووي للكائن الحي. سيستخدم مثل هذا العمل بشكل أساسي المعرفة الموجودة حول تكرار الشفرة الجينية، بدلًا من الكشف عن بيولوجيا جديدة. في كثير من الحالات، يمكن للاستراتيجيات المستهدفة – مثل منع دخول الفيروس أو تعديل مجموعة أصغر من الجينات – أن توفر مقاومة كافية دون الحاجة إلى إعادة ترميز الجينوم بالكامل.

الهدف الأكثر طموحًا والذي قد يكون تحويليًا هو تحديد الحد الأدنى من الجينوم البشري، وتجريده من أصغر مجموعة من العناصر الجينية اللازمة لعمل الخلية. سيتحول التركيز من التحرير واسع النطاق إلى اكتساب فهم أعمق للعناصر الضرورية.

يبلغ طول الجينوم البشري ما يقرب من ثلاثة مليارات قاعدة، ولكن حوالي 2٪ منه فقط يشفر الجينات. والباقي عبارة عن مزيج مترامي الأطراف ومميز جزئيًا من التسلسلات اللازمة لتنظيم الجينات وبنية الجينوم وغيرها من الوظائف غير المعروفة حتى الآن. من الممكن الاستغناء عن جزء كبير من الجينوم، على الرغم من أننا لا نعرف حتى الآن مقداره.

إن الفوائد المحتملة للجينوم البشري الاصطناعي البسيط كبيرة.