أربعة أحرف من الحمض النووي منقوص الأكسجين إلى ثمانية أحرف من الحمض النووي منقوص الأكسجين - إنجاز جديد للعلماء

10 بروتّاسي 2026 مقدمة من البكتيريا على الأرض إلى الحوت الأزرق، تستخدم جميع الكائنات الحية المعروفة اللغة الوراثية نفسها المكوّنة من أربعة أحرف (Genetic Alphabet) — الأدينين (A)، الثايمين (T)، السيتوسين (C)، الغوانين (G) هي هذه الأحرف الأربعة. ترتبط هذه الأحرف وفق نمط محدد ضمن البنية الحلزونية المزدوجة للـDNA، فتخزّن المعلومات الوراثية للكائنات الحية وتنقلها إلى الجيل التالي. والآن، أثبت علماء من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو (UC San Diego) أنه يمكن مضاعفة هذه اللغة الوراثية «العالمية» إلى لغة موسّعة مكوّنة من ثمانية أحرف، بحيث تستطيع الآليات الطبيعية للخلايا قراءتها بدقة. وتُعد هذه الدراسة، المنشورة في 2 سبتمبر 2026 في مجلة «نيتشر كوميونيكيشنز» (Nature Communications)، محطةً بارزة في مجال علم الأحياء الاصطناعي. تفاصيل الاكتشاف أجرى فريق بحثي بقيادة الأستاذ دونغ وانغ من كلية سكاغز للصيدلة في جامعة كاليفورنيا سان دييغو هذه الدراسة بالتركيز على إنزيم خلوي بالغ الأهمية يُسمّى «بوليميراز الرنا» (RNA Polymerase). يقوم هذا الإنزيم بقراءة الـDNA وإنتاج الـRNA — وهي الخطوة الأولى في التعبير الجيني (Gene Expression). وقد استخدم الفريق البحثي تقنية تصوير فائقة الدقة تُعرف بـ«المجهر الإلكتروني بالتبريد» (Cryo-Electron Microscopy) لالتقاط نشاط هذا الإنزيم على مقياس أصغر من عرض الذرة. لغة «هاتشيموجي» ذات الثمانية أحرف اللغة الوراثية الموسّعة المستخدمة في هذه الدراسة تُسمّى «هاتشيموجي» (Hachimoji) — وهي كلمة يابانية تعني «ثمانية أحرف»، وتشير إلى نظام يضم الأحرف الطبيعية الأربعة إضافةً إلى أربعة أحرف DNA جديدة مُصطنعة. وقد وجد الباحثون أن إنزيم بوليميراز الرنا في بكتيريا E. coli تعرّف هذه الأحرف الجديدة وعالجها بدقة بالطريقة نفسها التي يتعرّف بها الأحرف الطبيعية. لماذا يُعد هذا الاكتشاف مهمًا؟ سبق للعلماء أن أنتجوا أحرف DNA اصطناعية في المختبرات. لكن التحدي الأكبر كان: هل تستطيع الآليات الطبيعية للخلايا (الإنزيمات التي تنسخ الـDNA وتقرأه) معالجة هذه الأحرف الجديدة على نحو صحيح؟ فإذا تعثّرت هذه الإنزيمات عند الأحرف الجديدة، فقد تنشأ أخطاء في المعلومات الوراثية. تؤكد هذه الدراسة الجديدة أن إنزيمًا طبيعيًا رئيسيًا — ومن دون أي إعادة تصميم — يمكنه معالجة هذه الأحرف الجديدة بدقة. وهذا دليل مهم على إمكانية معالجة معلومات وراثية موسّعة من دون إعادة هندسة الخلايا بالكامل. العمل حتى دون روابط هيدروجينية وفي دراسة أخرى نشرها الفريق البحثي نفسه في 12 أغسطس 2026 في مجلة «PNAS» (Proceedings of the National Academy of Sciences)، أعلنوا اكتشافًا أكثر إدهاشًا — إذ تمكن إنزيم بوليميراز الرنا من التعرّف على زوج من أحرف DNA اصطناعية لا يحتوي على روابط هيدروجينية ومعالجته. عادةً ما تُعد الروابط الهيدروجينية أساسية في ربط سلسلتي الـDNA معًا؛ لذا فإن قدرة الإنزيم على العمل من دون هذه الروابط أثارت أسئلة جديدة حول الفهم الأساسي لعلم الوراثة. تطبيقات عملية يعتقد الباحثون أن هذا الاكتشاف لا يقتصر على الفضول العلمي الأساسي فحسب، بل قد يفتح الباب أمام تطبيقات عملية مهمة. فقد طُوِّرت سابقًا، باستخدام لغات وراثية موسّعة، جزيئات DNA اصطناعية قادرة على التعرف على خلايا سرطان الكبد. إن فهم كيفية قراءة بوليميراز الرنا لهذه الأحرف الاصطناعية بدقة يوفر أساسًا جزيئيًا لتطوير أدوات تشخيصية جديدة (Diagnostics)، وطرائق علاجية (Therapeutics)، وأنظمة أحيائية مُهندسة (Engineered Biological Systems) قادرة على أداء وظائف جديدة غير موجودة في الطبيعة. الهدف الطويل الأمد لعلم الأحياء الاصطناعي يُعد توسيع لغة الـDNA أحد الأهداف طويلة الأمد في مجال علم الأحياء الاصطناعي (Synthetic Biology). فإذا أمكن هندسيًا إنشاء كائنات حية قادرة على إنتاج أحماض أمينية جديدة غير موجودة في الطبيعة، أو تنفيذ وظائف جديدة، فقد يؤدي ذلك إلى تغييرات ثورية في الطب والزراعة والصناعة. فعلى سبيل المثال، قد يتم تطوير كائنات دقيقة تنتج أنواعًا جديدة من البروتينات، أو أنظمة خلوية تنتج مركبات دوائية غير موجودة في الطبيعة. الترحيب الحذر من المجتمع العلمي على الرغم من الإشادة الكبيرة بهذا الاكتشاف، فإن باحثين مستقلين يدرسون هذه النتائج بعناية، بوصف ذلك جزءًا من منهج البحث العلمي. ويُعد تصوير البنية الجزيئية مباشرةً عبر المجهر الإلكتروني بالتبريد دليلًا مباشرًا وأكثر حسمًا مقارنةً بالأدلة غير المباشرة السابقة (مثل معدلات الخطأ). خاتمة يوسّع هذا الاكتشاف الذي يمدّ اللغة الوراثية الأساسية للكائنات الحية حدود علم الأحياء إلى اتجاهات جديدة. إن القدرة على توسيع اللغة الوراثية من أربعة أحرف إلى ثمانية قد تمهّد في المستقبل لتقدّم ثوري في الطب والتشخيص والأحياء الهندسية. كما تُعد فصلًا علميًا مهمًا يبرهن أن اللغة الأساسية للحياة نفسها يمكن للإنسان تحديثها. النشر: Arivuppasi Media