پروژه ژنوم انسان در سال ۱۹۹۰ در قالب یک کوشش چندملیتی و مشترک با مشارکت سازمان‌های دولتی، موسسات تحقیقاتی، شرکت‌ها و بی‌شمار دانشمند، با استفاده از فرایندی به نام توالی‌یابی، شروع به تعیین کل ساختار ژنتیکی یک سلول انسانی کرد.
تکمیل این پروژه، حدود ۱۳ سال بعد و با صرف سه میلیارد دلار (۲.۶ میلیارد پوند)، نه تنها نشان‌دهنده پایان تحقیقات بر روی توالی‌یابی دی.ان.ای (DNA) نبود، بلکه تازه آغاز آن بود.
اخیرا با جورج چرچ، زیست‌شناس و متخصص ژنتیک برجسته دانشگاه هاروارد، در پادکست «فاند‌مای‌فیتنس» (FoundMyFitness) صحبت کردم و او برخی از دانسته‌هایی را که خود و همکارانش در طول سه دهه گذشته با پژوهش بر روی توالی‌یابی به دست آورده‌اند، به اشتراک گذاشت.
آقای چرچ توضیح داد که روش‌هایی که در چند دهه گذشته برای خواندن دی.ان.ای (DNA) پیشگام و پیشرفته‌تر شده‌اند، از جمله استفاده از مجموعه‌ای از ابزارها شامل «کریسپر-کَس۹» (CRISPR-Cas9) معروف یا به اختصار «کریسپر» (CRISPR) نوعی فناوری که ژن‌ها را بالقوه با هدف پیشگیری، درمان یا معالجه یک بیماری، «ویرایش» می‌کند، چگونه حالا موجب مرحله جدیدی از «نوشتن» [بازنویسی/ویرایش دی.ان.ای] شده‌اند.
دانشمندان اکنون پروژه‌های بلندپروازانه‌تری را در زمینه ویرایش ژن آغاز کرده‌اند که بر شناخت و پیشگیری از بسیاری از بیماری‌های مزمن متمرکز است و نویدبخش دوران جدیدی در «زیست‌شناسی مصنوعی» است - رشته علمی که بر طراحی مجدد سلول‌ها و حتی ارگانیسم‌ها از طریق دستکاری آن‌ها برای ایجاد قابلیت‌های جدید متمرکز است.
زیست‌شناسی مصنوعی، نوید آینده‌ای سالم‌تر را نه تنها برای انسان‌ها، بلکه سایر گونه‌ها ارائه می‌دهد، و در دنیای اکولوژی، حفاظت از محیط زیست، کشاورزی، و احتمالا موارد دیگر نیز کاربردهایی دارد.
هربار که از یک نقطه‌عطف جدید در ویرایش ژن فراتر می‌رویم، الگوهای فکری کاملا جدیدی از آنچه امکان‌پذیر است، شکل می‌گیرند. یک نمونه از کاربردهای حیرت‌انگیزی که آقای چرچ و همکارانش امیدوارند آن را بسط و گسترش دهند: تولید سلول‌های انسانی با مقاومت ویروسی کامل.
هرچند این یک کار بسیار عظیم و بنیادین به نظر می‌رسد، آقای چرچ باور دارد که به لطف ویرایش چندگانه ژن - با امکان انجام صدها هزار ویرایش به صورت هم‌زمان، ممکن است در یک دهه آینده دست‌یافتنی باشد. پژوهشگران در آزمایشگاه او پیش‌تر در این کار منحصربه‌فرد پیشرفت‌هایی داشته‌اند. [به خصوص] زمانی که از فناوری‌های مبتنی بر کریسپر برای مقاوم‌سازی نوعی باکتری به نام «اشریشیا کلی» (E.coli) در برابر ویروس‌ها استفاده کردند که بالقوه، زمینه را برای پیشگیری از بسیاری از بیماری‌های دیگر نیز فراهم می‌کند.
آقای چرچ گفت: «تا جایی که می‌دانیم، همه ویروس‌ها به کد ژنتیکی میزبان، یعنی ماشین ریبوزومی ترجمه [کدهای ژنتیکی] وابسته‌اند. اگر بتوانید آن کد را بدون آسیب رساندن به میزبان به اندازه کافی تغییر دهید، ویروس نمی‌تواند جهش پیدا کند.»
مقاوم‌سازی سلول‌ها در برابر ویروس‌ها مستلزم بهره‌گیری از این واقعیت است که مادر طبیعت در مورد کد ژنتیکی بسیار مازاد بر نیاز عمل می‌کند. این میزان اضافی، مجموعه‌ای از دستورالعمل‌ها را برای ساخت اسیدهای آمینه - واحد‌های سازنده پروتئین‌ها - به سلول ارائه می‌کند.
Read More
This section contains relevant reference points, placed in (Inner related node field)
ویروس‌ها برای تولید پروتئین‌هایی که برای تکثیر آن‌ها ضروری است، از سازوکار پروتئین‌سازی سلول‌ها سوء‌استفاده می‌کنند. تعویض برخی از دستورالعمل‌های اضافی یا خلاص شدن از آن‌ها، این امکان را به دانشمندان می‌دهد که یک سد محافظ در برابر انتقال ژن ویروسی بسازند که در میزبان مقاومت ایجاد می‌کند.
البته بیماری‌های ویروسی تنها بیماری‌هایی نیستند که انسان‌ها به آن مبتلا می‌شوند. همواره و بیش از پیش، چنین پنداشته می‌شود که پیری و بیماری‌های همراه آن، نشان‌دهنده یک برنامه تکاملی خاص گونه‌ای است. این یکی از محرک‌های اصلی بیماری و مرگ در انسان است و با مجموعه‌ای از علائم قابل مشاهده اختلال در عملکرد مشخص می‌شود.
آقای چرچ می‌گوید: «هدف ما جوانی و عدم ابتلا به بیماری‌های مرتبط با افزایش سن است. به این ترتیب شما در سنی که معمولا سالم می‌بودید، در صورتی که در اثر بیماری خاصی نمیرید، جوان باقی می‌مانید.»
او و همکارانش از طریق ارائه دستورالعمل‌های ژنتیکی برای ساخت پروتئین‌هایی که می‌توانند در خون به بافت‌های متعدد بروند و در نهایت، [فرایند] پیری سگ‌ها را کند کنند، به برخی از این نشانه‌های پیری می‌پردازند.
اگرچه پروتئین‌ها وارونگی سنی [یا معکوس شدن فرایند پیری] را قبلا در موش‌ها نشان داده‌اند، دوستان سگ ما مدل‌های بسیار خوبی برای بررسی تاثیرات آن‌ها به‌شمار می‌روند، زیرا سگ‌ها در معرض [عوامل] محیطی مشابه انسان‌ها قرار دارند – و نیز به این دلیل که ما بسیار به آن‌ها اهمیت می‌دهیم.
او امیدوار است که این درمان جدید را نخست به مثابه یک محصول دامپزشکی منتشر کند و ممکن است به زودی به آزمایش‌های بالینی روی انسان منجر شود.
پروژه ژنوم انسانی و پروژه‌های به جا مانده از آن، زمینه ایجاد امکانات بی‌شماری را در ریشه‌کن کردن بیماری‌ها و ارتقای طول عمر و پوشش سلامتی را - بدون شک شماری از بنیادی‌ترین و دگرگون‌کننده‌ترین پژوهش‌های علمی عصر ما- فراهم کرده است.
مصاحبه با دکتر جورج چرچ، زیست‌شناس و متخصص ژنتیک در پادکست «فاند‌مای‌فیتنس» FoundMyFitness قسمت ۷۷، در یوتیوب، اپل پادکستز، یا اسپاتیفای در دسترس است.
© The Independent
