معظم الجزيئات البيولوجية الرئيسية، بما في ذلك جميع البروتينات، الحمض النووي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA)، تشير في اتجاه واحد أو آخر. بعبارة أخرى، هي جزيئات “كيرالية” أو “يدوية”. مثلما يناسب القفاز الأيسر يدك اليسرى فقط والقفاز الأيمن يناسب يدك اليمنى، يمكن للجزيئات الكيرالية التفاعل فقط مع جزيئات أخرى ذات يد متوافقة.
هناك نوعان من الكيرالية ممكنان: اليسار واليمين، ويسميان رسميًا L للاسم اللاتيني “لايفوس” وD لـ “ديكستر”. تستخدم جميع أشكال الحياة على الأرض بروتينات L وسكريات D. حتى مجموعة كبيرة من الميكروبات المعروفة باسم “الأركيا”، والتي تتميز بتراكيب كيميائية غير عادية، تلتزم بنفس البرنامج فيما يتعلق بكيرالية الجزيئات الرئيسية التي تستخدمها.
لفترة طويلة، كان العلماء يتخيلون إمكانية صنع بوليمرات حيوية تعكس المركبات الموجودة في الطبيعة ولكن بترتيب مغاير – أي مركبات مصنوعة من بروتينات D وسكريات L. وقد شهدت السنوات الأخيرة بعض التقدم الواعد، بما في ذلك إنزيمات قادرة على إنتاج RNAs مرآة وDNAs مرآة.
عندما لاحظ العلماء أن هذه الجزيئات المرآة تتصرف تمامًا مثل نظيراتها الطبيعية اعتبروا أنه سيكون من الممكن صنع خلية حية كاملة منها. كانت البكتيريا المرآة بشكل خاص تحمل إمكانيات لتكون أداة بحث أساسية مفيدة – مما قد يسمح للعلماء بدراسة شجرة حياة جديدة للمرة الأولى وحل العديد من المشكلات في الهندسة الحيوية والطب الحيوي.
هذه الحياة المسماة بـ “الحياة المرآة” – خلايا حية مصنوعة من وحدات بناء ذات كيرالية معاكسة لتلك التي تشكل الحياة الطبيعية – قد تمتلك خصائص مشابهة جدًا للخلايا الحية الطبيعية. يمكن أن تعيش في نفس البيئة وتتنافس على الموارد وتتصرف كما تتوقع من أي كائن حي. ستكون قادرة على تجنب العدوى من المفترسات الأخرى وأنظمة المناعة لأن هذه الخصوم لن تكون قادرة على التعرف عليها.
هذه الميزات هي السبب وراء جذب الباحثين مثلي إلى الحياة المرآة منذ البداية. لكن هذه الصفات أيضًا تمثل مشكلات كبيرة لهذه التكنولوجيا تجعلها مصدر قلق.
أنا عالمة أحياء تركيبية تدرس استخدام الكيمياء لإنشاء خلايا حية. أنا أيضًا مهندسة بيولوجية تطور أدوات للاقتصاد الحيوي. باعتباري كيميائية بالتدريب، بدا لي أن هندسة الحياة المرآة كانت طريقة مثيرة للإجابة عن الأسئلة الأساسية حول البيولوجيا وتطبيق تلك النتائج عمليًا في الصناعة والطب.
ومع ذلك، عندما تعلمت المزيد عن علم المناعة وإيكولوجيا الحياة المرآة، أصبحت واعيًا للعواقب المحتملة لهذه التكنولوجيا على البيئة والصحة العامة.
مخاوف حقيقية بشأن حياة مرآتية افتراضية
من المهم ملاحظة أن الباحثين قد يكونون بعيدين عن إنشاء بكتيريا مرآتية لمدة تتراوح بين 10 إلى 30 عامًا على الأقل. بالنسبة لمجال سريع الحركة مثل البيولوجيا التركيبية ، فإن عقدًا زمنيًا يعد فترة طويلة جدًا. إن إنشاء خلايا تركيبية صعب بمفرده؛ ويتطلب إنشاء خلايا مرآتية عدة اختراقات تقنية.
ومع ذلك ، فإن هذا يأتي مع خطر كبير؛ إذا تم إطلاق الخلايا المرآتية إلى البيئة ، فمن المحتمل أنها ستتمكن بسرعة من التكاثر دون قيود كثيرة . الآليات الطبيعية التي تحافظ على توازن النظم الإيكولوجية ، بما في ذلك العدوى والافتراس ، لن تعمل ضد الحياة المرآتية .
البكتيريا ، مثل معظم أشكال الحياة الأخرى ، عرضة للعدوى الفيروسيه . تدخل الفيروسات البكتيرية المعروفة باسم العاثيات البكتيرية إلى البكتيريا عبر ارتباطها بمستقبلاتها السطحیّة ثم تستخدم آلتها الخلوِّيّة للتكرار . لكن تماماً كما لا يناسب القفاز الأيسر اليد اليمنى, فإن العاثيات الطبيعية لن تتعرف على مستقبلات الخلايا المرآتِه أو تستطيع استخدام آلتها الخلوِّيّة . وبالتالي, يُحتمل أن تكون حياة مرأة مقاومة للفيروسَـَـَـَـــَـــَـــَـــَـــَا .
كما تُساعد الميكروبات المتواجدة بالبيئة أيضًا للحفاظ علي عدد السكان البكتيري تحت السيطرة حيث تقوم بتمييز الطعام عن غيره باستخدام مستقبلاتها الكيميائية “للذوق”. أي شيء ترتبط به تلك المستقبلات يعتبر صالحاً للأكل بينما الأشياء التي لا تستطيع الارتباط بها تُعتبر غير صالحة للأكل .
تخيل كيف سيأكل الكلب الذي يبحث عن الطعام فوق أرض المطبخ لفافة خبز ولكنه سيشتم ملعقة ثم يمضي قدمًا دون اهتمام بها . ستكون حياة المرأة بالنسبة للمفترسات البكتيرية أكثر شبهاً بالملعقة منها بالخبز – حيث ستقوم المفترسات “بالشم” باستخدام مستقبلاتها ثم تنتقل لأنها لا تستطيع الارتباط بهذه الخلايا .
سيكون هذا الأمر خبر سار للبكتيريا المُرَآتِيه لأنه سيمكنهم من التكاثر بحرِّيَّة أكبر مما سيكون خبر سيء لبقية النظام الإيكولوجي لأن هذه البكتيريا قد تستحوذ علي جميع العناصر الغذائية وتنشر نفسها بشكل خارج عن السيطرة .
حتى لو لم تكن هناك هجمات نشطة ضد الكائنات الحيّة الأخرى, إلا أنها ستظل تستهلك مصادر الغذاء الضرورية للكائن الحي الآخر . ونظرًا لأن الخلايا المُرَآتِيه سيكون لديها معدلات وفاة أقل بكثير مقارنة بالكائن الحي العادي بسبب عدم وجود افتراس , فسوف تستولي تدريجيًّا ولكن بالتأكيد علي البيئة المحيطه بها .
حتى لو نمت الخلايا المُرَآتِيه بشكل أبطأ مقارنة بالخلايا العادية , إلا أنها ستكون قادرة علي النمو دون أي شيء يوقف تقدمهم
حصانة غير كافية
هناك آلية بيولوجیَّہ أخري للتحكم لن تكون قادره علی “شم”الخلايا المُرَآتِيه وهي جهاز المناعة الخاص بك
تحقق خلايا المناعة لديك باستمرار كل ما تجده داخل دمك . شجرة القرار لخليه المناعه بسيطة نسبيًّا : أولاً قرّر ما إذا كان الشيء حي أم لا , ثم قارنه بقائمة بياناته الخاصة بـ “الذات” – وهي خلايا جسمك الخاصة
إذا كان الشيء حي لكنه ليس جزء منك , فإنه يحتاج إلي القتل ! ومن المحتمل ألا تمرّ الخلايا المُرَآتِيه الخطوة الأولی لذلك الفحص: فهي لن تحث استجابة جهاز المناعة لأنها ليست قابلة للتعرف عليها أو الربط بمولد المضادات للخلايا المُرَآتيّه وهذا يعني أنه يمكن للخلايا المُرَآتيّه إصابة مجموعة واسعة وغير مسبوقة مِن المضيفين
قد تفكر أنه يمكن علاج العدوى الناتجة عن بکتریا مُرأتیَّه بالمضادات الحيویَّه ذات اليد نفسها ! ربما سينجح هذا العلاج وقد يكون أسهل حتى علی الجهاز الهضمي لديك مقارنة بالعلاج بالمضادات الحيویه التقليدية! نظرًا لأن المضادات الحيویَّه أيضاً لها يد معينة فنسخ مضادة لهذه الأدوية لن تؤثر علی ميكروبيوم الأمعاء الخاص بك تماماً كما هو الحال مع المضادات التقليدية التي لن تؤثر علی الخليَّۃُ المَرْءَاتيَّۃُ
لكن البشر هم جزء صغير نسبيًّا مِن النظام الإيكولوجي! كل الحيوانات والنباتاتی الأخری قد تكون أيضاً عرضۀ للإصابة بواسطة مسببات الأمراض المَرْءَاتيَّۃُ! بينما يُمكن تخيل تطوير مضادات حيوية مُرأتیَّه لعلاج الإصابات البشرية, فإنه مستحيل جسديًّا علاج العالم النباتي والحيواني بأسره!
إذا كانت جميع الكائناتھ معرضۀ حتى لعدوی بطئ الحركة بواسطة بکتریا مُرأتیَّه فلا يوجد علاج جيد يمكن تطبيقه عبر النظام الإيكولوچي بأسره!
الوقاية خيرٌ مِن العلاج
الحياة المَرْءَاتيَّۃ موضوع بحث مثير وأداة محتملة لها بعض التطبيقات العملية في الطب والتكنولوجيا الحيوانية! لكن بالنسبة لكثيرٍ مِن العلماء بمن فيها أنا, فإن فوائد تلك التطبيقات لا تفوق المخاطر الكبيرة لصحة الإنسان وللبيئة التي تشكلها حياتنا المَرْءَاتيَّۃ!
لقد أجريت أنا ومجموعةٌ مِن الباحثين الذين يعملون بمجالات علم المناعة والإيكولوجیا والأمان البيئي تحليل شامل للمخاوف المحتملة المتعلقة بإنتاج حياة مَرْءَاتيَّۃ! بغض النظر كيف نظرنا إليها سواء مباشرة أو عبر الانعكاس فكانت الاستنتاج واضحة: إن الفوائد المحتملة لهندسة حياتنا مَرْءَاتيَّۃ ليست جديرة بالمخاطرة!
لا توجد طريقة لجعل أي شيء محصن بالكامل وهذا يشمل أي تدابیر وقائيّة يتم بناؤھا داخل خلية مُرأتیَه لمنع خطر الإفراج العرضى او المتعمّد عنها الى البيئة! يشعر الباحثون العاملون بهذا المجال ومن بينهم نحن بخيبة أمل لذلك ولكن عدم إنتاج خلايا مُرأتیَه سيمكن ضمان سلام وأمان الكرة الأرضیّه!
إن المزيد مِن النقاش بين المجتمع العلمي العالمي حول أنواع البحث المتعلقة بالجزيئات البيو-مرئية والتقنيات المرتبطة بها والتي تعتبر آمنة بالإضافة إلى كيفية تنظيم هذا البحث سيساعد كثيراً لحماية ضد المخاطر المحتملة !
إن إبقاء الخليّٰە ُالمُرأتیَه داخل إطار العمل النظري بدلاً مِن جعلھا واقع فعلي هو الطريق الأكثر وضوحاً لضمان السلام والأمان.
