افتح ملخص المحرر مجانًا
رولا خلف، محررة الفايننشال تايمز، تختار قصصها المفضلة في هذه النشرة الأسبوعية.
بدأ علماء أوروبيون العمل في مشروع لإنشاء أشكال بسيطة من الحياة من الصفر في المختبر، مستفيدين من التقدم النظري والتجريبي في مجال البيولوجيا التركيبية سريع النمو.
بدءًا بالمواد الكيميائية غير الحية، يهدف الباحثون إلى إنتاج خلايا نشطة أيضيًا تنمو وتنقسم وتظهر “التطور الدارويني” في غضون ست سنوات.
وقد يكون مشروع “MiniLife” الذي تبلغ تكلفته 13 مليون يورو، والذي يموله مجلس البحوث الأوروبي ويشارك فيه علماء أحياء وكيميائيون من عدة جامعات، الأول في العالم الذي يصل إلى الحد الأدنى من معايير النظام الحي الاصطناعي.
قال إيورز سزاثماري، مدير مركز الأسس المفاهيمية للعلوم في مؤسسة بارمينيدس في ألمانيا، وهو باحث رئيسي في منحة مجلس البحوث الأوروبي: “سيشكل النجاح إنجازًا تاريخيًا في العلوم الأساسية”. “إن إنشاء أنظمة حية جديدة هو حلم طويل الأمد للبشرية.”
وقال جون ساذرلاند، الذي يعمل في كيمياء الحياة المبكرة في مختبر MRC للبيولوجيا الجزيئية في كامبريدج، إن المشروع ينضم إلى جهد عالمي متزايد من أجل “إنشاء الحد الأدنى من الأنظمة الحية”.
وأضاف ساذرلاند، الذي لا يشارك في مشروع MiniLife: “هذا مدفوع بالرغبة الدائمة في فهم كيف نشأت الحياة على الأرض وما إذا كان من الممكن أن تنشأ أيضًا في مكان آخر في الكون المرئي”.
ويعمل باحثون آخرون في مجال الحياة الاصطناعية على وحدات البناء المعروفة للحياة على الأرض، وخاصة النيوكليوتيدات التي تشكل حمض الريبونوكلييك. وعلى النقيض من ذلك، يهدف مشروع ERC إلى البدء من الصفر، دون استخدام الجزيئات التي هي في حد ذاتها نتاج للتطور.
قال سزاثماري: “نحن نجرد أشكال الحياة المعروفة لأنها مخلوقات متطورة للغاية، ونبسطها للوصول إلى صياغة مبسطة”.
يقوم الباحثون في MiniLife بتقييم أربعة أنظمة يمكن تطويرها، منفردة أو مجتمعة، لتصبح أساسًا للحد الأدنى من الحياة. وجميعها “ذاتية التحفيز”، وهي خاصية ضرورية للتكاثر الذاتي حيث يتم تحفيز التفاعل الكيميائي بواسطة منتجاته الخاصة.
أحد المرشحين هو رد الفعل النموذجي. هذه العملية، التي تم اكتشافها في القرن التاسع عشر، تحول مادة كيميائية بسيطة للغاية، الفورمالديهايد، إلى سلسلة متنوعة ومعقدة بشكل متزايد من جزيئات السكر. وعندما يتم تغذية التفاعل بالفورمالدهيد، فإن سلوك القطرات يختلف باختلاف تركيب السكريات بداخلها.
قال أندرو غريفيث، الباحث في برنامج MiniLife في المدرسة العليا للفيزياء والكيمياء الصناعية في باريس: “البعض ينمو بشكل أسرع وينقسم بسرعة أكبر من البعض الآخر”. “لقد انتهى بنا الأمر إلى ظهور شيء يعادل اللياقة البدنية في علم الأحياء، مثل خليط من البكتيريا بطيئة النمو وسريعة النمو، ولكن في نظام كيميائي بسيط للغاية.”
يجب أن يكون النظام القائم على الفورموس قادرًا على عرض إمكانية الوراثة الموثوقة – نقل الخصائص المكتسبة من جيل إلى جيل – ربما بالتزامن مع أحد الأنظمة الأخرى التي يتم تقييمها.
وقال غريفيث إن توقيت الست سنوات طموح، وهو متفائل بأن المشروع سيكون قادرًا على “إظهار التطور الدارويني البدائي”. كحد أدنى، يتضمن ذلك نظامًا يمكنه التبديل بين حالتين وراثيتين في بيئات مختلفة، على غرار الفراشة المفلفلة الشهيرة التي تكون أجنحتها بيضاء في البيئات النظيفة وسوداء عندما تعيش في أماكن ملوثة ذات أسطح داكنة.
وقال سيجبرين أوتو، أستاذ كيمياء النظم في جامعة جرونينجن وعضو آخر في فريق MiniLife، إن دافعه الأساسي كان “الافتتان بطبيعة الحياة وأصلها”. وعلى الرغم من أن الجزيئات التي نطورها ربما لن تكون هي تلك التي بدأت منها الحياة على الأرض قبل 3.8 مليار سنة، إلا أن الآليات التي نأمل أن نكشف عنها ستكون وثيقة الصلة بفهم ما حدث بعد ذلك.
وفي الشهر الماضي، حذرت مجموعة دولية من الباحثين من “المخاطر غير المسبوقة” التي يشكلها مجال آخر من مجالات البيولوجيا التركيبية. وقالوا إن “الحياة المرآة” – البكتيريا المصنعة التي تمثل انعكاسات هيكلية للميكروبات الطبيعية – يمكن أن تطغى على دفاعات البشر والحيوانات والنباتات الأخرى.
وردا على سؤال حول سلامة مشروع MiniLife، قال أوتو إن إبداعاته “من غير المرجح أن يكون لها أي جدوى خارج ظروف المختبر الخاضعة للرقابة الشديدة” ولا تشكل أي خطر محتمل على الجمهور.
ومع ذلك، يعمل الفريق مع الخبراء لتطوير إطار أخلاقي للبحث. وقال أوتو: “لقد حان الوقت للتفكير بشكل أكبر في المستقبل الذي من المرجح أن يؤدي إليه البحث”.
