البكتيريا المرآتية تهدد الحياة كما نعرفها

دقّت مجموعة من 38 عالمًا يعملون في تسع دول ناقوس الخطر بشأن احتمال ابتكار بكتيريا مرآتية - وهي كائنات اصطناعية يتم فيها عكس التركيب الجزيئي الموجود في الطبيعة ويمكن أن تعرض البشر والحيوانات والنباتات لخطر التعرض لمسببات الأمراض الخطيرة.

وفي حين أن العلم والتكنولوجيا اللازمين لخلق بكتيريا مرآتية في المختبر لا يزال أمامنا عقد أو أكثر من الزمن، إلا أن العلماء قالوا إن المخاطر المميتة المحتملة التي قد يشكلها هذا المجال الجديد من الأبحاث "غير مسبوقة" و"غير مرئية".

"وكتب الباحثون في تقرير نُشر في عدد 12 ديسمبر من مجلة ساينس: "بدافع الفضول والتطبيقات المعقولة، بدأ بعض الباحثين العمل على خلق أشكال حياة مكونة بالكامل من جزيئات بيولوجية مرآتية.

"ستشكل مثل هذه الكائنات المرآتية خروجًا جذريًا عن الحياة المعروفة، ويستدعي إنشاؤها دراسة متأنية."

السمة الأساسية لجميع أشكال الحياة المعروفة هي التكرارية الموحدة، أو ذات اليدين. على سبيل المثال، يتكون الحمض النووي والحمض النووي الريبوزي من نيوكليوتيدات "يمينية"، وتتكون البروتينات من أحماض أمينية "يسارية". وكما أن القفاز الذي يستخدم اليد اليمنى لا يمكن أن يناسب اليد اليسرى، فإن التفاعلات بين الجزيئات تعتمد غالبًا على التكرارية.

وفي حين أن المؤلفين، الذين كان من بينهم خبراء في علم المناعة، وعلم أمراض النبات، وعلم البيئة، وعلم الأحياء التطوري، والأمن الحيوي وعلوم الكواكب، كانوا في البداية متشككين في أن البكتيريا المرآتية يمكن أن تشكل مخاطر كبيرة، قال الخبراء إنهم أصبحوا الآن "قلقين للغاية".

قال المؤلف المشارك في التقرير جوناثان جونز، وهو قائد مجموعة في مختبر سينسبري في نورويتش بالمملكة المتحدة: "إنه مارد لا تريد أن تتركه يخرج من القمقم".

وأضاف: "إن خطر حدوث شيء سيء منخفض، لكن عواقب حدوث شيء سيء مروعة حقًا".

وأوصى العلماء أنه ما لم تظهر أدلة مقنعة على أن الحياة المرآتية لن تشكل مخاطر غير عادية، فلا ينبغي السماح بإجراء أبحاث بهدف تخليق بكتيريا مرآتية، ويجب على الممولين أن يوضحوا أنهم لن يدعموا مثل هذا العمل.

استند المؤلفون في ورقة العلوم إلى تقرير تقني مكون من 300 صفحة (https://purl.stanford.edu/cv716pj4036) أصدره معهد ج. كريغ فينتر غير الربحي لأبحاث الجينوم الذي يفصل جدوى ومخاطر البكتيريا المرآتية.

وذكر التقرير أن خلق حياة مرآتية كان طموحًا طويل الأجل للعديد من المختبرات والممولين الرئيسيين للأبحاث كجزء من الجهود المبذولة لفهم الحياة بشكل أفضل وربما المساعدة في تطوير الأدوية والعلاجات الأخرى.

يسعى العديد من علماء البيولوجيا التركيبية إلى فهم كيفية إنشاء الخلايا من الجزيئات المكونة لها بهدف تسليط الضوء على كيفية نشأة الحياة لأول مرة وفهم أنواع الحياة الأخرى التي قد تكون ممكنة. وقال التقرير إنه إذا كان من الممكن خلق خلية ذات طبيعة متغيرة من جزيئات لا حياة فيها، فمن الناحية النظرية، يمكن خلق خلية مرآة من جزيئات مرآة باستخدام نفس الطرق.

وشدد التقرير على أنه لا يوجد تهديد وشيك، وهناك حاليًا عقبات تقنية كبيرة أمام تخليق بكتيريا مرآتية. وسيتطلب القيام بذلك في غضون عقد من الزمن جهودًا كبيرة ومنسقة مماثلة من حيث الحجم والميزانية لمشروع الجينوم البشري، الذي رسم خريطة 92% من الجينوم البشري على مدى 12 سنة ونصف.

تعتمد أنظمة المناعة على التعرف على أشكال جزيئية محددة موجودة في البكتيريا الغازية. إذا انعكست هذه الأشكال - كما هو الحال في البكتيريا المرآة - فإن التعرف عليها سيضعف وقد تفشل الدفاعات المناعية، مما قد يجعل الكائنات الحية عرضة للعدوى.

قال العلماء في تقرير العلوم: "لا يمكننا استبعاد سيناريو تعمل فيه بكتيريا المرآة كأنواع غازية عبر العديد من النظم البيئية، مسببة عدوى قاتلة منتشرة في جزء كبير من الأنواع النباتية والحيوانية، بما في ذلك البشر".

"حتى البكتيريا المرآتية ذات النطاق المضيف الأضيق والقدرة على غزو مجموعة محدودة فقط من النظم البيئية يمكن أن تسبب ضررًا غير مسبوق ولا يمكن إصلاحه."

يمكن أن يؤدي انتقالها عبر الحيوانات والبشر إلى انتشار مثل هذه البكتيريا في أنظمة بيئية مختلفة. وقال جونز، الخبير في أنظمة المناعة النباتية، إن البكتيريا العاكسة سيكون من الصعب للغاية اكتشافها في النباتات.

"حتى لو لم تنمو بشكل جيد في البداية، فإن الطفرات ستبدأ في الظهور وسيكون هناك انتقاء لشيء ينمو بشكل أفضل. هذه هي الطريقة التي يعمل بها التطور،" أوضح جونز.

وقال توم إليس، أستاذ هندسة الجينوم الاصطناعي في مركز البيولوجيا التركيبية وقسم الهندسة الحيوية في إمبريال كوليدج، إن الحياة المرآة لا تزال خيالاً علمياً أكثر من كونها حقيقة علمية.

وقال إليس، الذي لم يشارك في البحث: "أتفق بشكل عام مع هذه المخاوف، على الرغم من أنها تخمينية للغاية بالنظر إلى أن البحث لا يزال في مرحلة مبكرة جدًا وبعيدًا جدًا عن أي تهديد".

قال إليس إن العلماء كانوا يحاولون خلق حياة اصطناعية باستخدام جزيئات غير مرئية لأكثر من عقد من الزمان، لكنهم ما زالوا "بعيدين" عن الحصول على خلايا ذاتية الاستدامة يمكنها الانقسام والتكاثر والتطور.

"إن عمل 'الخلية الاصطناعية' هذا يمثل تحديًا كافيًا بالفعل عندما يستخدم (العلماء) الجزيئات العادية والإنزيمات والمواد الكيميائية. عندما يتعين عليهم القيام بكل ذلك ولكن فقط باستخدام جزيئات مرآة، والتي يجب أن يتم تصنيعها واختراعها جميعًا، فإن ذلك يجعل الأمر ... أصعب 1000 مرة".