How CRISPR lets us edit our DNA | Jennifer Doudna - YouTube

المترجم: Hussain Laghabi المدقّق: Anwar Dafa-Alla

منذ سنوات قليلة

قمت أنا وزميلتي إمانويل شاربنتير

باختراع تقنية للتعديل الوراثي

يطلق عليها اسم كريسبر كاس 9 Crispr cas-9.

تتيح تقنية كريسبر للعلماء إجراء تغييرات

على الحمض النووي والخلايا.

ما قد يتيح المجال لنا لعلاج الأمراض الوراثية.

قد تودون معرفة

أن تقنية كريسبر جاءت عبر مشروع بحثي أساسي

كان يهدف لاكتشاف كيفية محاربة البكتيريا للالتهابات الفيروسية.

يتوجب على البكتيريا التعامل مع الفيروسات في بيئتها

ويمكن النظر للالتهاب الفيروسي وكأنه قنبلة موقوتة--

فلدى البكتيريا دقائق قليلة لإبطال القنبلة

قبل أن تنفجر وتدمرها.

لدى أنواع عديدة من البكتيريا في خلاياها نظام مناعة تكيفي يدعى كريسبر

وهو يساعدها على رصد الحمض النووي المصاب بالفيروسات وتدميره.

ومن مكونات نظام كريسبر بروتين يدعى كاس9

وهو قادر على البحث عن الحمض النووي المصاب واقتصاصه وأخيراً تثبيطه

بطريقة معينة.

وقد كان من ضمن مواضيع بحثنا

فهم نشاط هذا البروتين، بروتين كاس9

حيث أدركنا أنه يمكننا استخدام وظيفته

في تقنية لهندسة الجينات--

وهي طريقة يمكن فيها للعلماء حذف أجزاء صغيرة من الحمض النووي للخلايا أو إضافتها

بإتقان مذهل

وهو ما قد يتيح الفرصة

لفعل أمور لم تكن ممكنة في الماضي.

لقد بدأ استخدام تقنية كرسبر بالفعل

في تغيير الحمض النووي في خلايا الفئران والقرود

بالإضافة إلى كائنات أخرى.

وقد بين علماء صينيون مؤخراً

أنه يمكنهم كذلك استخدام تقنية كريسبر

لتغيير جينات الأجنة البشرية.

كما بين علماء في جامعة فيلادلفيا أنه يمكنهم استخدام كريسبر

في إزالة الحمض النووي الخاص بفيروس نقص المناعة المكتسبة

من الخلايا البشرية المصابة.

إن فرصة إجراء هذا النوع من التعديل الجيني

تثير كذلك قضايا أخلاقية عديدة يجب مراعاتها

وذلك أنه يمكن توظيف هذه التقنية ليس على خلايا البشرالبالغين فحسب

وإنما كذلك على أجنة الكائنات الحية الأخرى

وذلك يشمل جنسنا البشري.

ولقد دعوت مع زملائي

إلى إجراء نقاش حول التقنية التي شاركت في اختراعها

من أجل أخذ كافة الاعتبارات الأخلاقية والمضامين المجتمعية

لمثل هذه التقنية بعين الاعتبار.

ما أريد أن أفعله هو أن أخبركم عن ماهية تقنية كريسبر

وعما يمكن أن تفعل

وإلى أين وصلنا بها اليوم

وعن السبب الذي أعتقد من أجله أننا بحاجة لانتهاج منهج حذر

في الطريقة التي نستخدم فيها هذه التقنية.

عندما تصيب الفيروسات خلية ما، فهي تحقن الحمض النووي الخاص بها في الخلية

وفي البكتيريا

فنظام كريسبر يتيح للحمض النووي المجال للتخلص من الفيروسات

وإدخال أجزاء قليلة منها في الكروموسوم

في الحمض النووي الخاص بالبكتيريا.

يتم إدخال هذه الأجزاء الصغيرة المتحدة من الحمض النووي المصاب في موضع يسمى كريسبر.

وكريسبر يرمز إلى التكرارات العنقودية المتناوبة منتظمة التباعد.

(ضحك)

لن أخفي عليكم، لهذا السبب نحن نستخدم الاختصار كريسبر

إنها آلية تمكن الخلايا من تسجيل

الفيروسات التي تعرضت لها مع مرور الوقت.

والأهم هو أنه يتم نقل هذه الأجزاء الصغيرة من الحمض النووي إلى سلالة الخلية.

إذاً، فالخلايا تكون محمية من الفيروسات ليس في جيل واحد منها

وإنما في أجيال عديدة من الخلايا.

وهو ما يتيح المجال للخلايا لتحتفظ بسجل من الإصابات

وكما يروق لزميلي بليك وايدنهيفت أن يقول

فإن موضع كريسبر هو كرت لقاحات جيني فعال في الخلايا.

وبمجرد إدخال هذه الأجزاء الصغيرة من الحمض النووي في كروموسوم البكتيريا

تصنع الخلية نسخة صغيرة من جزيء يدعى الحمض النووي الرايبوزي.

وهي تبدو باللون البرتقالي في هذه الصورة

وهذه نسخة طبق الأصل من الحمض النووي المصاب بالفيروس.

الحمض النووي الريبوزي لقريب الكيميائي للحمض النووي

وهو ما يتيح المجال للتفاعل مع جزيئات الحمض النووي

ذات التسلسل المطابق.

إذاً فأجزاء الحمض النووي الرايبوزي الصغيرة هذه من موضع كريسبر

ترتبط،،وتندمج، مع بروتين يسمى كاس9

وهو الذي يبدو في اللون الأبيض في الصورة.

ويشكلان مركباً يعمل مثل حارس للخلية

فهو يبحث في الحمض النووي كله في الخلية

ليجد مواقع تطابق التسلسلات في الحمض النووي الرايبوزي المندمج.

وعندما يتم العثور على هذه المواقع

كما ترون هنا، فإن الجزيء الأزرق يمثل الحمض النووي

يرتبط هذا المركب مع الحمض النووي

ويتيح المجال لسكين كاس9 لتفصل الحمض النووي المصاب بالفيروس.

حيث يحدث شقاً غاية في الدقة.

إذاً، يمكننا اعتبار المركب الحارس المكون من كاس9 والآر إن إيه

مثل مقص يقطع الحمض النووي.

حيث يحدث قطعاً مزدوجاً في شريط الحمض النووي لولبي الشكل.

والأهم من ذلك، أن هذا المركب قابل للبرمجة

حيث يمكن برمجته للتعرف على سلاسل حمض نووي معينة

من أجل قطعها عند ذلك الموضع.

وكما سأخبركم الآن

لقد أدركنا أن ذلك النشاط يمكن أن يُوظف في هندسة الجينات

للسماح للخلايا بأن تحدث تغييراً دقيقاً في في الحمض النووي

في المواضع التي حصل عندها القطع.

وذلك يشبه إلى حد ما

الطريقة التي نستخدم فيها برنامج تصحيح الكلمات

لإصلاح خطأ مطبعي في ملف.

يعود سبب تصورنا لإمكانية استخدام نظام كريسبر في هندسة الجينات

إلى أنه لدى الخلايا القدرة على رصد الحمض النووي المنفصل

وإعادة إصلاحه.

وهكذا، عندما ترصد خلية في نبات أو حيوان قطعاً مزدوجاً في الحمض النووي لديها

يمكنها إصلاح ذلك القطع

إما عن طريق إلصاق نهايات شريط الحمض النووي المقصوصة معاً

مع إحداث تغيير بسيط في ترتيب ذلك الموضع

أو يمكنها إصلاح القطع عن طريق إدخال قطعة جديدة من الحمض النووي في مكان القطع.

فإذا ما كانت لدينا طريقة لإدخال القطع المزدوج في الحمض النووي

في مواضع محددة.

يمكننا أن نحفز الخلايا لإصلاح أماكن القطع هذه

إما عن طريق إحداث تشويش على المعلومات الجينية أو عن طريق دمجها.

فإذا استطعنا برمجة تقنية كريسبر

لإحداث قطع في الحمض النووي

عند موضع طفرة جينية تؤدي إلى مرض التليف الكيسي مثلاً أو بالقرب منه

سنتمكن من تحفيز الخلايا لإصلاح تلك الطفرة.

هندسة الجينات في الواقع ليست أمرا جديدا إذ أنها لا زالت خاضعة للتطوير منذ السبعينات.

لدينا تقنيات تساعد على ترتيب الحمض النووي

ولنسخه

وحتى للتلاعب فيه.

وقد كانت هذه التقنيات تقنيات مبشرة

إلا أن المشكلة كانت في أنها كانت إما غير فاعلة

أو أنها كانت صعبة التطبيق

ما دفع معظم العلماء إلى عدم تبنيها لاستخدامها في مختبراتهم

أو بطبيعة الحال في العديد من التطبيقات الطبية.

إذاً، فقد لاقت فرصة تبني تقنية مثل كريسبر واستخدامها رواجاً

بسبب بساطتها النسبية.

يمكننا تشبيه تقنيات الهندسة الجينية القديمة

بإعادة تجهيز جهاز حاسوب بأسلاك جديدة

في كل مرة تود فيها تنزيل أحد برامج الكمبيوتر الجديدة

فتقنية كريسبر تعد بمثابة البرامج بالنسبة للجينات و يمكن برمجتها بسهولة

باستخدام هذه الأجزاء الصغيرة من الأحماض النووية الريبوزية.

فبمجرد إحداث قطع مزدوج في الحمض النووي

سنتمكن من تحفيز عملية الإصلاح

ومن ثم سنتمكن على الأرجح من تحقيق أمور مذهلة

مثل أن نتمكن من تعديل الطفرات الجينية المسببة للأنيميا المنجلية

أو المسببة لداء هنتنغتون.

أعتقد في الواقع أن أول تطبيقات تقنية كريسبر

سيكون متعلقًا بالدم.

حيث أنه من السهل نسبياً إيصالها إلى الخلايا

إذا ما قارنا ذلك بإيصالها إلى الأنسجة الصلبة.

الكثير من الاختبارات حاليا

يتم تطبيقها على نماذج حيوانية مثل الفئران.

يتم استخدام هذه التقنية لإجراء تغييرات دقيقة جدا

ما يتيح لنا المجال لدراسة كيفية تأثير هذه التغييرات في الحمض النووي في الخلايا

على الأنسجة أو العضو كاملاً في هذه الحالة

في هذا المثال

استخدمت تقنية كريسبر لإحداث خلل في جين ما

عن طريق إحداث تغيير ضئيل في الحمض النووي

لجين مسؤول عن اللون الأسود على فراء هذه الفئران.

تخيلوا أن الفئران البيضاء هذه تختلف عن أخواتها التي اللاتي معها

بسبب وجود تغيير ضئيل في جين واحد من كل الجينات

وفيما عدا ذلك فهي عادية جدا.

وإذا ما رتبنا الحمض النووي لهذه الحيوانات

سنلاحظ أن التغيير في الحمض النووي

حصل في الموضع الذي حددناه تماما

باستخدام تقنية كريسبر.

كما تجري تجارب أخرى على حيوانات أخرى

مهمة لصنع نماذج للأمراض البشرية

مثل القرود.

وهنا نجد أنه يمكننا استخدام هذه الأنظمة

لاختبار تطبيق هذه التقنية على أنسجة محددة

مثل اكتشاف كيفية توصيل كريسبر إلى داخل الخلايا.

كما نود فهم المزيد

حول كيفية التحكم بالطريقة التي يتم فيها إصلاح الحمض النووي بعد قطعه.

ونود أن نتعرف على كيفية التحكم بأي شكل من الأخطاء والحد منها

أو الأخطاء غير المتوقعة لاستخدام هذه التقنية

أعتقد أننا سنشهد تطبيقات طبية لهذه التقنية

لدى البالغين على وجه التحديد

في غضون السنوات العشر المقبلة.

أعتقد أننا سنشهد على الأرجح وجود تجارب سريرية

بل والموافقة على الأرجح على علاجات في أثناء هذا الوقت

وهو أمر من المثير التفكير فيه.

ولوجود الكثير من الإثارة فيما يخص هذه التقنية

هنالك اهتمام كبير في إنشاء شركات

تعمل على تسويق تقنية كريسبر تجاريا

والكثيرمن رجال الأعمال

الذين يستثمرون في هذه الشركات.

ولكن علينا كذلك أن نأخذ بالحسبان

أنه يمكن استخدام تقنية كريسبر في أمور تحسينية.

تخيلوا أنه بإمكاننا محاولة هندسة البشر

الذين يمتلكون خصائص مميزة، مثل العظام القوية

أو ضعف القابلية للإصابة بأمراض القلب

أو حتى الذين يمتلوك خواصا

يمكن أن تكون مرغوبة

مثل لون عيون مختلف أو طول أكبر، أمور كهذه.

"تصميم البشر" إن أردتم تسميته كذلك.

المعلومات الجينية في وقتنا الحالي

التي تساعدنا على فهم أنواع الجينات التي يمكن أن تحسن هذه السمات

ليست معروفة في معظمها.

ولكن من الجدير بالذكر

أن تقنية كريسبر تمثل أداة لإحداث مثل تلك التغييرات

بمجرد حصولنا على تلك المعلومات

وهو ما يثير عددا من القضايا الأخلاقية التي يجب أن نوليها اهتماما كبيرا

ولهذا السبب دعونا أنا وزملائي إلى إيقاف

أي تطبيق طبي في العالم لتقنية كريسبر في الأجنة البشرية

لمنحنا الوقت اللازم

للتفكير في كل تطبيقات التقنية المتنوعة.

وهنالك في الواقع حادثة إيقاف مماثلة ومهمة

جرت في السبعينات

عندما اتفق العلماء

على الدعوة لإرجاء استخدام التنسيل الجزيئي

حتى يتم التحقق بعناية من سلامة هذه التقنية وتتم الموافقة عليها.

وهكذا، فليس لدينا إلى اليوم بشر معدلين وراثيا

ولكن ذلك لم يعد من قبيل الخيال العلمي.

بينما يتم حاليا العمل على إنتاج حيوانات ونباتات معدلة جينيا.

وهو ما يضعنا جميعا أمام مسؤولية عظيمة

لأخذ كل من التبعات غير المقصودة والتبعات

المقصودة لهذا التقدم العلمي المفاجئ بعين الاعتبار.

شكرًا لكم.

(تصفيق)

(نهاية التصفيق)

برونو غيساني: جينيفر، لهذه التقنية تبعات كبيرة

كما أشرتِ.

وموقفك بطلب وقف استخدام التقنية أو إرجائها أو مراقبتها

هو عمل مسؤول.

هنالك بالطبع نتائج علاجية للتقنية

إلا أن هنالك كذلك نتائج غير علاجية

وهي التي تجذب الانتباه على ما يبدو

خصوصا في وسائل الإعلام.

وبين يدي إحدى الطبعات الأخيرة من مجلة الإيكونوميست بعنوان "تعديل البشر".

الأمر كله يتعلق بتحسين الجينات، لا بالعلاج.

كيف كانت ردود الأفعال التي تلقيتها في آذار الماضي

من زملائك في المجتمع العلمي

عندما طلبتِ أو اقترحتِ

أن يتم وقف استخدام التقنية لوهلة للتفكير فيها؟

جينيفر دودنا: كان زملائي مسرورين على ما أعتقد

لأنه أتيح لهم المجال لمناقشة ذلك بحرية.

من المثير أنه عندما أتحدث إلى الناس

وكذلك عندما يفعل زملائي العلماء وعلماء آخرون،

نجد هناك تنوعا كبيرا في الآراء حول هذه القضية.

فمن الواضح أنه موضوع يحتاج إلى عناية فائقة وإلى النقاش.

ب غ: هنالك اجتماع ضخم سيعقد في ديسمبر

دعوتِ إليه أنتِ وزملاؤك

جنبا إلى جنب مع الأكاديمية الوطنية للعلوم.

ما هي النتائج التي تأملون أن يخرج بها هذا الاجتماع عمليا؟

ج د: حسنٌ، آمل أن نتمكن من عرض آراء

العديد من الأشخاص وأصحاب الشأن

الذين يودون التوصل إلى طريقة يمكننا فيها استخدام هذه التقنية بشكل مسؤول.

قد يكون من الصعب الاجتماع على رأي واحد

ولكنني أعتقد أنه علينا أن ندرك على الأقل

جميع حيثيات القضية عندما نمضي قدما.

ب غ: يقول زملاؤك

مثل جورج تشيرتش من جامعة هارفرد

"نعم، القضايا الأخلاقية هي مسألة سلامة فحسب.

سنخنبر التقنية مرارا وتكرارا على الحيوانات في المختبرات

وبعد ذلك بمجرد أن نرى أنها آمنة بالدرجة الكافية ننتقل لتطبيقها على البشر".

فذلك إذا نموذج لمدرسة فكرية أخرى،

تقترح أنه يجب استغلال هذه الفرصة والمضي قدما في تطبيقها

هل هنالك انقسام داخل المجتمع العلمي حول هذا الموضوع؟

أعني أنه هل نحن بصدد رؤية أشخاص يعيقون الأمر

لوجود مخاوف أخلاقية لديهم

وآخرين يمضون قدما في استخدام التقنية

لأن هنالك دولا تتقيد بالقوانين وأخرى لم تسن قوانين على الإطلاق؟

ج د: أعتقد أنه مع ظهور أي تقنية جديدة، خصوصا مثل هذه

ستكون هنالك آراء متباينة

وأعتقد أن ذلك أمر مفهوم تماما.

أعتقد أنه في النهاية

سيتم استخدام هذه التقنية في هندسة الجينات البشرية

ولكنني أعتقد أن عمل ذلك من دون عناية ونقاش

للمخاطر والتعقيدات المحتملة

سيكون أمرا غير مسؤول.

ب غ: هنالك العديد من التقنيات والمجالات العلمية الأخرى

التي تتطور بشكل متزايد، مثل التقنية التي اكتشفتها.

مثل الذكاء الاصطناعي والروبوتات الواعية وغيرها.

لا يبدو أن في أي منها

باستثناء موضوع الروبوتات الواعية

لا يبدو أن أحدا أثار مثل هذا النقاش في هذه المجالات

عبر الدعوة إلى إرجاء تطبيقها.

هل تعتقدين أن الحوار الذي أثرتِه هو بمثابة خطة عمل تعمل وفقها المجالات الأخرى؟

ج د: أعتقد أنه من الصعب على العلماء أن يخرجوا من مختبراتهم

فبالحديث عن نفسي

أشعر أن ذلك غير مريح قليلا.

ولكنني أعتقد أن المسؤولية عن ظهور مثل هذه التقنية

يضعني وزملائي في موضع المسؤولية.

كما أود القول بأنني بالتأكيد آمل أن يتم التعامل

مع تقنيات أخرى بنفس الطريقة

مثلما نود التعامل بعناية مع تقنية لها تطبيقات

في مجالات أخرى إلى جانب علم الأحياء.

ب غ: جينيفر، شكرا لك لقدومك إلى TED.

ج د: شكرا لك.

(تصفيق)