الإرث الغني والمعقد لرائد الجينوم كريج فينتر

توفي كريج فينتر، الذي لعب دورًا رائدًا في تسلسل الجينوم البشري، ثم في علم الأحياء التركيبي لاحقًا.

وفقاً لمعهد جيه كريغ فينتر، وهو معهد الأبحاث غير الربحي الذي أسسه، توفي فينتر “بعد دخوله المستشفى لفترة قصيرة بسبب آثار جانبية غير متوقعة نشأت من علاج السرطان الذي تم تشخيصه مؤخراً”. كان عمره 79 عامًا.

يترك فينتر وراءه إرثًا واسعًا ومعقدًا. لقد حقق تقدمًا كبيرًا في علم الجينوم والبيولوجيا الأساسية والتنوع البيولوجي. وفي الوقت نفسه، قاد عملية تسويق الأبحاث البيولوجية وروج لفكرة العلم باعتباره سباقًا تنافسيًا.

كان طريقه إلى البحث غير مباشر. تخرج من المدرسة الثانوية، بعد أن كان طالبا غير مبال ويفضل الإبحار وركوب الأمواج. لكنه تم تجنيده بعد ذلك في البحرية الأمريكية وأرسل إلى فيتنام كجندي حربي. قال فنتر لاحقًا إن هذه التجربة ألهمته لتجميع حياته معًا. وبعد عودته إلى الولايات المتحدة، التحق بكلية المجتمع ثم بالجامعة، وبحلول الثمانينيات، كان يعمل باحثًا في الطب الحيوي في المعاهد الوطنية للصحة (NIH).

أصبح فينتر مفتونًا بفكرة قراءة الجينوم البشري بأكمله. يحتوي هذا التسلسل الطويل للغاية من الحمض النووي على كمية هائلة من المعلومات البيولوجية، ويمكن أن تساهم الاختلافات في التسلسل في خطر الإصابة بالأمراض.

في عمله، بدأ فينتر باستخدام آلات التسلسل الآلية، مما أدى إلى تسريع الأمور بشكل كبير. بدأ بتسلسل قطع قصيرة من الحمض النووي تسمى علامات التسلسل المعبر عنها، والتي تمثل كل منها جزءًا من الجين النشط. لكنه واجه جدلًا على الفور بعد إعلانه أن المعاهد الوطنية للصحة ستسجل براءة اختراع لكل هذه التسلسلات، على الرغم من عدم وجود أي فكرة عما فعله أي منها. وكانت هذه هي الأولى من بين العديد من هذه الحجج.

تم إطلاق مشروع الجينوم البشري الرسمي (HGP) في عام 1990، لكن فينتر شعر أن الأساليب المختارة كانت بطيئة للغاية. لذلك، في عام 1998، أسس شركة Celera التجارية، وشرع في استكمال الجينوم قبل مشروع HGP الممول من القطاع العام.

كان HGP يستخدم تسلسل سانجر، حيث تم رسم خريطة الجينوم لأول مرة قبل تقسيمه إلى أجزاء متداخلة. تم تسلسلها بشكل فردي ويمكن تجميعها بسهولة مرة أخرى، لكن التعيين الأولي كان يستغرق وقتًا طويلاً. بدلاً من ذلك، استخدم فينتر التسلسل الجيني، حيث تم تحطيم الجينوم إلى أجزاء عشوائية، تم تسلسل كل منها، وبعد ذلك اعتمد على جهاز كمبيوتر لفهم الفوضى الناتجة. وفي عام 1995، استخدم هذه الطريقة لتسلسل الجينوم البكتيري بأكمله، وبهذا الدليل على المفهوم، استهدف الجينوم البشري الأكبر حجمًا.

وكانت النتيجة التعادل. أعلنت فرق الجينوم الممولة من القطاع العام والتجارية عن مسودة التسلسلات في عام 2000، ونشرت نتائجها في العام التالي: HGP في طبيعة، فريق فنتر في علوم. ومع ذلك، في حين أن شركة HGP جعلت جميع بياناتها متاحة للعامة، فقد احتفظ فينتر في البداية ببعض ظهره حتى تتمكن شركة Celera من تحقيق الدخل منها.

وفي أعقاب ذلك، وجد فينتر أن العديد من علماء الوراثة كانوا ينظرون إليه بازدراء، لكنه كان أيضًا مليئًا بالمال ولم يعد بحاجة إلى موافقتهم.

باستخدام يخته الخاص، Sorcerer II، أمضى فنتر الفترة من 2004 إلى 2006 في الإبحار حول العالم، وجمع عينات من مياه البحر. قام فريقه بتسلسل كميات هائلة من الحمض النووي من هذه العينات، مما أدى إلى اكتشاف ملايين البروتينات، بما في ذلك أكثر من 1000 عائلة جديدة.

ثم شرع فينتر في خلق حياة اصطناعية، مجادلًا بأن القدرة على هندسة كائنات حية جديدة يمكن أن يكون لها فوائد هائلة في كل شيء من الطب إلى الزراعة. وفي عام 2010، قام فريقه ببناء نوع من الخلايا الاصطناعية.

بدأ الباحثون ببكتيريا موجودة تسمى الميكوبلازما mycoides. لقد ابتكروا جينومًا صناعيًا كاملاً له، حيث قاموا بربط خيوط الحمض النووي التي قاموا بتصنيعها في المختبر. ثم قاموا بإزالة الجينوم من خلية حية من الأنواع ذات الصلة الوثيقة، الميكوبلازما capricolum، وأدخلوا الاصطناعي كبديل. وكان من الممكن أن يؤدي ذلك إلى قتل الخلية بسهولة، ولكن بدلاً من ذلك، “انشط” الجينوم الجديد وازدهرت الخلية.

لم يدّع فنتر أنه خلق الحياة من الصفر، بل كان نوعًا جديدًا من الحياة: لقد تم إنشاء الجينوم الخاص بها بواسطة جهاز كمبيوتر، وبالتالي، إلى حد ما، لم يكن لها أسلاف بيولوجيون. وفي بلاغة بلاغية، أضاف فريق فنتر أسمائهم إلى الجينوم: كان هذا بمثابة دليل على أن الجينوم قد تم نقله بنجاح، ولكنه خدم أيضًا الغرض العاطفي المتمثل في التوقيع على عملهم.

مرة أخرى، كانت جهود فنتر مثيرة للجدل. لم يكن علماء الأحياء الاصطناعية الآخرون متأكدين من الهدف، بخلاف إثبات المفهوم، وجادلوا بأن التجارب الأقل بهرجة من المحتمل أن تسفر عن فوائد أكثر.

واصل فنتر، بشجاعة، تعديل إبداعه، وتخلص من الجينات التي لم تكن ضرورية للبقاء على قيد الحياة في محاولة لإنشاء كائن حي “بحد أدنى من الجينوم”. وكان الاكتشاف الرئيسي من هذا هو أن هناك العديد من الجينات الأساسية التي لم تكن وظيفتها معروفة – وهو تذكير بالمدى الذي لا يزال يتعين علينا قطعه قبل أن نفهم الحياة حقًا.

سوف يستغرق الأمر من مؤرخي العلوم وقتا طويلا للتدقيق في كل جانب من جوانب حياة فنتر وعمله. ما هو واضح بالفعل هو أن تأثيره كان هائلا.