العلماء يكشفون النقاب عن خريطة "الجينوم الاعلى" أو الشفرة الجينية الثانية

للمرة الأولى ينجح العلماء في رسم خريطة "لمفاتيح التحكم" الجزيئية التي يمكنها فتح أو اغلاق جينات بعينها داخل الحمض النووي الريبوزي منقوص الاكسجين (دي ان ايه) في أكثر من 100 نوع من الخلايا البشرية وهو انجاز يكشف عن مدى تعقد المعلومات الوراثية والتحدي الخاص بتفسيرها.

في دورية (نيتشر) كشف الباحثون النقاب أمس الاربعاء عن خريطة ما يعرف باسم "الجينوم الأعلى" إلى جانب معلومات تتعلق به تقع في نحو 20 صفحة. ويأتي هذا الجهد العلمي ضمن برنامج بحثي للحكومة الامريكية يطلق عليه (برنامج خارطة طريق الجينوم الاعلى) الذي يتكلف 240 مليون دولار وانطلق عام 2008 ويستمر عشر سنوات.

والجينوم البشري هو مجموع الشفرات الوراثية للإنسان ويضم إجمالا المخطط التفصيلي لجميع الجينات في خلايا البشر. أما الجينوم الاعلى فيشمل الجينات الفعالة وتلك غير الفعالة من هذا الجينوم بمعنى انه لو كان الحمض النووي لجينوم فرد ما يرتبط بالاصابة بالسرطان على سبيل المثال لكن هذا الحمض غير فعال بفعل جزيئات في الجينوم الاعلى فان من المرجح ألا يؤدي الحمض الى اصابة هذا الشخص بالسرطان.

وفيما أصبح فحص التسلسل الجيني لجينوم الأفراد أمرا شائعا للتنبؤ بمدى مخاطر الامراض التي قد يتعرضون لها فانه بات من الأهمية بمكان استكشاف مدى تأثير الجينوم الاعلى على مثل هذه المخاطر علاوة على جوانب صحية أخرى. وفحص تسلسل الجينوم هو جوهر المبادرة التي اعلنها الرئيس الامريكي باراك اوباما هذا الشهر.

وقال مانوليس كيليس من معهد ماساتشوسيتس للتكنولوجيا الذي أشرف على بحوث رسم الخريطة الجينية التي ضمت ايضا علماء في معامل من كرواتيا وحتى كندا والولايات المتحدة "السبيل الوحيد لتحقيق هذه المبادرة هو الجينوم الاعلى".

والاختلافات في الجينوم الاعلى أحد الأسباب التي تجعل التوائم المتماثلة -التي لها نفس الحمض النووي الريبوزي (دي ان ايه)- لا تظهر عليها دوما نفس الامراض الوراثية ومنها السرطان. لكن توظيف الجينوم الاعلى لخدمة هذه المبادرة أمر شاق.

يقول كيليس في مقابلة "إن العوامل البيئية ونمط المعيشة على مدار حياة الفرد" تؤثر على الجينوم الاعلى بما في ذلك التدخين والتمرينات الرياضية وطبيعة الغذاء والتعرض للكيماويات السامة وحتى اسلوب تربية الوالدين. ولا يكتفى بان يفك العلماء شفرة كيفية تأثير الجينوم الاعلى على الجينات فحسب بل عليهم أيضا أن يحددوا كيف تؤثر طبيعة الحياة التي يعيشها الناس على الجينوم الاعلى.

ويشمل الجينوم البشري تسلسلا جينيا لكامل المادة الوراثية على الكروموسومات فيما تكون هذه المادة متماثلة في جميع الخلايا بدءا من الخلايا العصبية وحتى خلايا القلب والجلد.

ويقع على عاتق الجينوم الاعلى التمييز بين الخلايا وتحديد تخصصها، وعليه فانه نظرا لطبيعة مواصفات هذا الجينوم فان خلايا عضلة القلب مثلا لا تنتج المواد الكيميائية الخاصة بالمخ كما ان الخلايا العصبية لا تتولى صنع الألياف العضلية.

وتبين خريطة الجينوم الاعلى التي نشرت أمس مدى اختلاف كل من انواع الخلايا والانسجة -التي تضمنتها الدراسة وعددها 127 - عن بعضها البعض على مستوى (دي ان ايه). ونظرا لان العلماء المشاركين في (برنامج خارطة طريق الجينوم الاعلى) يودعون نتائج دراساتهم في قاعدة بيانات عامة وهم يمضون قدما في ابحاثهم يتولى باحثون آخرون تحليل المعلومات قبل نشر الخريطة رسميا.

وعلى سبيل المثال فقد أوضحت احدى الدراسات التالية وجود تغيرات في (دي ان ايه) الخاص برد فعل جهاز المناعة في خلايا المخ المأخوذة من أشخاص توفوا بسبب مرض الزهايمر. ولا ينظر ابدا الى الزهايمر بوصفه أحد أمراض اضطراب جهاز المناعة لذا فان هذا الاكتشاف يفتح الباب على مصراعيه امام احتمال فهم هذا المرض وعلاجه.

ووجد باحثون آخرون انه نظرا لان توقيع الجينوم الاعلى على مختلف أنواع الخلايا متفرد فان بوسعهم ان يتوقعوا بنسبة دقة تصل الى نحو 90 في المئة الموضع الاصلي الذي نشأت عنه الخلايا السرطانية الثانوية وهو أمر غير معروف بالنسبة الى 2 الى 5 في المئة من المرضى.

وقال شامل سوناييف المشارك في هذه الدراسة، وهو باحث في علم الوراثة في بريجهام ومستشفى النساء في بوسطن، إنه نتيجة لذلك فان المعلومات الخاصة بالجينوم الاعلى قد تقدم طوق النجاة لانقاذ الحياة بالنسبة الى أطباء الاورام الذين يحاولون تحديد العلاج.

إلا ان المستقبل يحمل في جعبته الكثير وبدلا من ان تكون خريطة الجينوم الاعلى هي نهاية المطاف يقول كيليس "إنني اتوقع انها ستكون بداية عقد من علم الجينوميات العليا".