لأول مرة.. اكتشاف آلية تحرير جيني مشابهة لآلية كريسبر في حقيقيات النوى
تاريخ النشر: 8th, July 2023 GMT
أعلن علماء معهد "ماساتشوستس للتكنولوجيا" (MIT) بقيادة فينغ زانغ عن اكتشاف آلية تحرير جيني مشابهة لآلية "كريسبر-كاس" (CRISPR-Cas) التي اكتشفت في الخلايا بدائية النوى كالبكتيريا والعتائق التي تفتقر إلى النواة، غير أن الآلية المكتشفة تعمل في الخلايا حقيقية النواة.
ونشرت الدراسة في دورية "نيتشر" (Nature) في 28 يونيو/حزيران الماضي.
وتعتمد الآلية المكتشفة حديثا على بروتين يعرف باسم "فانزور" (Fanzor)، ويوجد بكثرة في الكائنات حقيقية النوى، ومنه اشتقت الآلية الجديدة اسمها.
تقنية "كريسبر-كاس"لفهم هذا الاكتشاف بشكل أعمق، فإنه يتعين علينا أولا فهم آلية "كريسبر-كاس"، التي هي اختصارا لـ "التكرارات العنقودية المتناوبة المنتظمة التباعد".
توجد في البكتيريا والعتائق بدائية النوى تتابعات متكررة من الحمض النووي. ويبلغ طول كل تتابع حوالي 30 قاعدة (الوحدة البنائية للحمض النووي)، وتتكرر هذه التتابعات على نحو منتظم يبلغ 35 قاعده، وتقرأ هذه التتابعات بالترتيب نفسه سواء من اليمين إلى اليسار أو العكس.
لكن ما الدور الذي تلعبه هذه التتابعات في البكتيريا؟
للإجابة عن هذا التساؤل، علينا أولا معرفة أن البكتيريا وغيرها من الكائنات الأولية تتعرض لهجوم دائم ومستمر من الفيروسات إذ تتفوق الأخيرة على الكائنات بدائية النواة في العدد (نسبة الفيروسات إلى الكائنات البدائية هي 10 إلى واحد)، وكذلك في قدرتها على التحور والتغير الجيني المستمر.
وطورت الكائنات البدائية آليات دفاعية لمجابهة الغزو الفيروسي، ومن بينها نظام "كريسبر-كاس" الذي يجيد التعرف على الجينات الفيروسية وتذكرها وتدميرها، وذلك بمساعدة بروتين آخر يعرف باسم "كاس" (Cas)، وهو اختصار لكلمة "البروتينات المرتبطة بكريسبر".
وطور العلماء هذه الآلية وتم دمجها داخل الخلايا حقيقة النوى (كخلايا الحيوان والنبات)، حتى تستخدم كتقنية تمكنهم من تحرير وتعديل الجينات العطبة أو غير المرغوب فيها. وقد لعبت هذه الأداة الثورية دورا هاما في مجابهة الأمراض، ومكافحة العدوى الفيروسية، ومكافحة الآفات الزراعية.
لطالما تساءل العلماء عن إمكانية احتضان الخلايا حقيقة النواة لآلية مشابهة تستخدمها في مجابهة العدوى.
وبالفعل، فقد نجح فريق زانغ في اكتشاف آلية مماثلة في الخلايا حقيقة النواة. فطبقا للبيان الصحفي الذي نشره معهد "ماساتشوستس للتكنولوجيا"، أظهرت الدراسة أن بروتينات "فانزور" تستخدم الحمض النووي الريبي (RNA) كدليل لاستهداف الحمض النووي (DNA) بدقة. ويمكن إعادة برمجة "فانزور" لتحرير الجينوم البشري.
ويتفوق نظام "فانزور" على "كريسبر-كاس" بميزة هامة، وهي سهولة إيصاله للخلايا والأنسجة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تحسين كفاءته في استهداف مناطق الحمض النووي، مما يجعله أداة قيمة لتحرير الجينوم البشري.
وفي سياق متصل، يشير زانغ، قائد الدراسة من معهد "ماساتشوستس للتكنولوجيا"، إلى أن "أنظمة كريسبر تستخدم على نطاق واسع بسبب سهولة برمجتها، مما يتيح استهداف مناطق مختلفة في الجينوم".
ويركز زانغ على أن "هذا النظام الجديد يعتبر وسيلة إضافية لإجراء تعديلات دقيقة في خلايا الإنسان، ويعتبر أداة مكملة للتقنيات المتاحة بالفعل لتحرير الجينوم".
ويهدف مختبر زانغ إلى تطوير الأدوية الجينية التي تستهدف الخلايا البشرية عن طريق التلاعب في الجينات. وقد اكتشف زانغ وفريقه قبل عامين فئة من أنظمة التحرير القابلة لإعادة البرمجة في الخلايا بدائية النواة أيضا، وعرف هذا النظام باسم "أوميغا" (OMEGA)، ويعتمد بدوره على الجينات القافزة أو النطاطة (Jumping genes).
وأظهرت الدراسة الأخيرة وجود تشابهات بين أنظمة "أوميغا" وبروتينات "فانزور"، مما يشير إلى أن إنزيمات نظام "فانزور" تعتمد على آليات توجيه تستند إلى الحمض النووي الريبي لاستهداف وقطع الحمض النووي.
وتمكن العلماء من عزل بروتين "فانزور" من مجموعة متنوعة من الكائنات مثل الفطريات والطحالب وأنواع من الأميبا. وتبين أن نظام "فانزور" يستخدم إنزيمات القطع الموجهة بواسطة الحمض النووي الريبي، ويعتمد على وجود حمض ريبي غير مُشفِّر آخر يسمى "الحمض النووي الريبي أوميغا" (ωRNAs) لاستهداف مواقع محددة في الجينوم.
وتعد هذه المرة الأولى التي يعثر فيها على آلية كهذه في الخلايا حقيقة النواة.
وتمكن الباحثون من إظهار قدرة نظام "فانزور" على إدخال وتعديل وقص أجزاء من الجينوم البشري كأداة لتحرير الجينات.
في البداية، كانت كفاءة نظام "فانزور" أقل من نظام "كريسبر-كاس" المماثل. ومع ذلك -عن طريق الهندسة المنهجية التي قام بها الفريق- تم زيادة نشاط نظام "فانزور" بنسبة 10 أضعاف.
وتبين للباحثين -على النقيض من بعض أنظمة "كريسبر" و"أوميغا"- أن بروتين "فانزور" الذي عزلوه من الفطريات لا يتسبب في آثار جانبية، مما يشير إلى إمكانية تطويره كأداة فعالة لتحرير الجينوم.
ويمكن إعادة برمجة نظام "فانزور" بسهولة لاستهداف مواقع محددة في الجينوم، ويشدد زانغ على أنه "يمكن تطويره في المستقبل ليصبح تقنية قوية وجديدة لتحرير الجينوم في التطبيقات البحثية والعلاجية".
تجدر الإشارة إلى أن فريق بحثي آخر، يقوده عضوان سابقان في مختبر زانغ، قد نشر دراسة أولية مشابهة على موقع الأبحاث غير المحكمة "بيو آركايف" (bioRxiv) في 14 يونيو/حزيران الماضي، تناقش الاكتشاف نفسه.
ومن المحتمل أن يفسر هذا سبب ظهور نسخة معالجة من الدراسة على موقع دورية "نيتشر" لتسهيل الوصول المبكر إلى نتائجها، رغم أنها ما زالت تخضع لعملية التحرير كما تذكر الدورية.
المصدر: الجزيرة
إقرأ أيضاً:
بين تهديدات خارجية وداخلية... هل تتبنى إيران الخيار النووي؟
بعد سوريا، تخشى إسرائيل والولايات المتحدة أن تعمد طهران إلى صنع قنبلة نووية. وقد تؤدي التهديدات التي تطلقانها إلى تلك النتيجة.
هل يعتبر الأسلحة النووية أفضل وسيلة لضمان بقاء النظام؟
وكتب سيمون تسيدال في صحيفة غارديان البريطانية، أنه من غير المرجح حصول انهيار مفاجئ للنظام الديني المتشدد الذي تولى السلطة منذ إطاحة الشاه عام 1979. لكن المفاجآت قد تحدث، كما حصل في سوريا.
ويضيف أن كيفية تعامل إيران مع المشهد المتغير في مرحلة ما بعد نظام بشار الأسد، هو محور نقاش حاد في طهران، ويواجه المرشد الأعلى آية الله علي خامنئي وكبار الملالي قرارات مصيرية في شأن مسار البلاد.
أزمات وانهيارات.. إيران المهزومة في الخارج ضعيفة داخلياً - موقع 24قال الكاتب الصحافي كاي أرمين سرجوي، إن موقف إيران الإقليمي ضعف بشكل كبير في عام 2024، إذ عانت طهران من هزائم استراتيجية في غزة ولبنان، وبالأخص سوريا، التي انهارت بسرعة غير مسبوقة.ويتحدث الكاتب عن خيارين يقضيان إما بتكثيف القمع الداخلي، وتحدي الغرب، والاستحواذ بسرعة على الأسلحة النووية لمنع الهجمات الإسرائيلية المحتملة المدعومة من الولايات المتحدة ومحاولات تغيير النظام، أو عكس المسار، وتبني الإصلاح، وكبح جماح الطموحات الإقليمية، والتعامل بلطف مع الأمريكيين ــ وبهذا الحد من فرص التمرد الداخلي.
إعادة تشكيل المنطقةويأمل رئيس الوزراء الإسرائيلي بنيامين نتانياهو، في إعادة تشكيل الشرق الأوسط لمصلحته، ويحمي ظهره بالرئيس الأمريكي المنتخب دونالد ترامب، أو على الأقل يعتقد أن الأمر كذلك، وكان دائماً يعرّف إيران بأنها التهديد النهائي الذي يجب التعامل معه، عاجلاً أم آجلاً.
وهذا "العاجل" قد يحصل قريباً، إذ أدت المواجهات العسكرية في عام 2024 إلى تطبيع الصراع الإسرائيلي الإيراني المباشر، وعندما سئل ترامب عن الحرب مع إيران، قال: "أي شيء يمكن أن يحدث".
خيارات ترامب للنووي الإيراني - موقع 24استعرض موقع "ماكور ريشون" الإسرائيلي، خيارات الرئيس الأمريكي المنتخب، دونالد ترامب، لإبعاد إيران عن السلاح النووي. ورغم أنه لم يدخل البيت الأبيض بعد، ولكن المحيطين به يوافقون على خطط مختلفة لمنع إيران من إنتاج قنبلة نووية.وقال مسؤول عسكري إسرائيلي كبير في مؤتمر صحافي عقد مؤخراً، بحسب ما أوردت صحيفة هآرتس إن "القوات الجوية تستعد فعلاً للمهمة الكبيرة التالية، والتي قد تتلقى رياحاً مواتية من المقيم الجديد في البيت الأبيض، إذ يتم وضع خطط جديدة لمهاجمة المنشآت النووية في إيران في ظل ظروف أكثر ملاءمة بكثير مما كانت عليه في الماضي".
وقد تكون مثل هذه التهديدات العلنية خادعة ـ ولكن خامنئي لا يستطيع التأكد من ذلك، فهل يعتبر الأسلحة النووية أفضل وسيلة لضمان بقاء النظام؟
الإنتاج الإيرانيويشير التقرير الأخير الذي كشف عنه مفتشو الأمم المتحدة هذا الشهر، إلى "التسارع الكبير" في الإنتاج الإيراني غير المشروع لليورانيوم الذي يقترب من درجة تصنيع الأسلحة، ورداً على ذلك، هددت المملكة المتحدة وفرنسا وألمانيا الأسبوع الماضي بـ "إعادة" مجموعة كاملة من العقوبات التي رفعت بعد الاتفاق النووي الإيراني لعام 2015.
وقد مزق ترامب ذاك الاتفاق ــ ولكنه أعرب مؤخراً عن اهتمامه باستئناف المحادثات.
وتصر إيران على أنها تريد حلاً دبلوماسياً وتقول إن مزاعم عدم الالتزام النووي "لا أساس لها من الصحة".
بعد تدمير دفاعات إيران.. أمريكا وإسرائيل أمام خيار ملحّ - موقع 24كتب الصحافي الأمريكي ديفيد إغناثيوس، أن إيران تمر بأكثر اللحظات خطورة في تاريخها الحديث. فقد سُحقت جيوشها الوكيلة في غزة، ولبنان، وسوريا. ويظهر أنها أصبحت شبه عارية أمام الهجوم بعد موجة غارات إسرائيلية دقيقة على نظامها الدفاعي الجوي في أكتوبر (تشرين الأول).وربما يكبح ترامب جماح نتانياهو بدلاً من المخاطرة بحرب أخرى - ولكن مرة أخرى، قد لا يفعل ذلك.
وبحسب الكاتب فإن أمام إيران خيارين فقط، فإما أن تسير إيران على خطى كوريا الشمالية، التي أدى سعيها العلني لامتلاك الأسلحة النووية إلى تعرضها للنبذ الدولي والدمار الاقتصادي، أو أن تحاكي أوكرانيا، التي سلمت أسلحتها النووية عام 1994 مقابل ضمانات أمنية وراهنت على الغرب، ويشعر البعض في كييف بالأسف الشديد لهذا القرار، معتقدين أن روسيا لم تكن لتغزو أوكرانيا لو كانت أوكرانيا مسلحة نووياً.
وانطلاقاً من هنا، فإن ما تواجهه إيران يشكل خياراً أساسياً يؤثر أيضاً على مكانها في العالم، وقد يحاول خامنئي (85 عاماً) التهرب من هذه القضية، لكنه لا يستطيع أن يفعل ذلك إلى الأبد.
فعندما تقترن الحروب الخارجية المكلفة والنكسات العسكرية المهينة بانعدام شعبية النظام في الداخل، وعدم شرعيته الديمقراطية، وإخفاقاته الاقتصادية، والقمع العنيف، فإن الاضطرابات المتجددة التي تحطم الوضع الراهن، تبدأ في الظهور.
واشنطن وتل أبيب تنسقان هجوماً لوقف البرنامج النووي الإيراني - موقع 24كشف مصادر عسكرية أن إسرائيل والولايات المتحدة تنسقان هجوماً لوقف البرنامج النووي الإيراني"، وهو ما نوقش على نطاق واسع خلال اللقاء الأخير مع جيك سوليفان، مستشار الأمن القومي الأمريكي إلى تل أبيب.وأشار المحلل كريم سجاد بور، إلى أن "العديد من مؤشرات الاضطرابات المدنية صنفت إيران بين الحكومات الأقل استقراراً في العالم، فخلال السنوات الـ15 الماضية وحدها، شهدت إيران ثلاث انتفاضات وطنية كبرى - في الأعوام 2009 و2019 و2022 - والتي جعلت ملايين المواطنين ينزلون إلى الشوارع".
وكتب أن القضاء على مراكز السلطة المستقلة والولاء المطلق لقوات الأمن قد ساهما حتى الآن، في حماية النظام من الانقلابات على النمط السوري.
هل هي نهاية الحقبة الإيرانية؟! - موقع 24سنمكث ويمكث العالم حيناً من الدهر حتى يتمّ استيعاب طبيعة ومدى وعمق التغيير الذي جرى في خلال العام ونصف العام الأخير، منذ حرب غزة وحرب لبنان، وضرب «حماس» ثم ضرب «حزب الله»، والآن «إنهاء» عصر الأسد من سوريا.والأسبوع الماضي، قدم وزير الخارجية الأمريكي أنطوني بلينكن، بعض النصائح المجانية. وأشار إلى أن إيران تمر بنقطة تحول، وبأن "أحد الخيارات التي يمكن أن تتخذها وينبغي لها أن تتخذها، هو التركيز على محاولة بناء بلد أفضل وأكثر نجاحاً يقدم خدماته لشعبه... والتوقف عن التورط في مغامرات سيئة في أنحاء المنطقة".
بعد اجتماع مع الشرع..سوريا: اتفاق على حل الفصائل المسلحة