شيماء حلمي
في عالم البحث العلمي، غالبًا ما تبدأ الإنجازات الأكبر بشيء صغير، وفي المعركة المثيرة للجدل لإعادة الماموث الصوفي إلى الحياة من الانقراض، اتخذ العلماء خطوة واحدة إلى الأمام بحجم الفأر.
كشفت شركة Colossal Biosciences عن أول “فئران صوفية” في العالم، وذلك بعد أن قامت بهندسة القوارض لتنمو عليها معاطف سميكة ودافئة باستخدام الحمض النووي العملاق.
ورغم أن هذه الفئران قد لا تكون مخيفة بما يكفي لتكون بطلة فيلم Jurassic Park القادم، إلا أن شركة Colossal تقول إن هذه الفئران الرقيقة قد تمهد الطريق أمام العمالقة الضائعين للسير على الأرض مرة أخرى.
ومن خلال مقارنة الحمض النووي للماموث القديم مع جينات الأفيال الحديثة، نجح فريق كولوسال في “إحياء” السمات الجسدية التي ساعدت الماموث في الماضي على النمو والانتشار في المناخات الباردة.
من خلال تغيير ثمانية جينات رئيسية فقط، تم تصميم الفئران لإظهار ألوان وملمس وأطوال وسمك معاطف مختلفة بشكل كبير.
وفي المستقبل، من الممكن استخدام نفس التقنية على الأفيال لإنتاج جيل جديد من الماموث الصوفي الذي يمكن إطلاقه في البرية.
وقالت الدكتورة بيث شابيرو، كبيرة مسؤولي العلوم في شركة كولوسال، لصحيفة ميل أونلاين البريطانية: “يعتبر الفأر بمثابة تصديق على أن خط أنابيب إزالة الانقراض لدينا – من التحليل الجينومي، إلى رسم خرائط المتغيرات القديمة في الحمض النووي إلى السمات الجسدية، إلى هندسة هذه التعديلات الجينية في الحيوان ومراقبة التغييرات المتوقعة – ناجح”.
ولإنشاء هذا النسيج الصوفي، بدأ الباحثون بمحاولة اكتشاف الجينات المسؤولة عن جعل الماموث ‘صوفيًا’.
وتتقاسم الأفيال الآسيوية الحديثة حوالي 95 % من جينومها مع الماموث الصوفي، مما يجعلها أكثر ارتباطًا بالأنواع المنقرضة من ارتباطها بالأفيال الأفريقية.
ومن خلال النظر بعناية إلى الحمض النووي للماموث والفيل الآسيوي، تمكن الباحثون من تحديد “الجينات الرئيسية” التي تجعل النوعين مختلفين.
يقول الدكتور شابيرو: “لقد حددت تحليلاتنا الجينومية المقارنة للماموث والفيلة الجينات التي تغيرت في الماموث منذ انحدر الماموث من الفيلة، وهو ما ينبغي أن يكون مهمًا لجعل الماموث يشبه الماموث بشكل أكبر”.
وفي المجمل، جمع فريق Colossal مجموعة بيانات مكونة من 121 جينومًا للماموث والفيل، ثم قارنوها للعثور على 10 جينات متوافقة مع فسيولوجيا الفأر.
ترتبط هذه العوامل بطول الشعر، وسمكه، وملمسه، ولونه، فضلاً عن “التمثيل الغذائي للدهون” الذي يتحكم في كيفية زيادة وزن الحيوانات – وهي كلها عوامل رئيسية للبقاء على قيد الحياة في الظروف الباردة.
ثم استخدم العلماء مجموعة من أدوات تحرير الجينات لإجراء ثمانية تغييرات متزامنة على الشفرة الجينية لبيض الفئران المخصب أو البويضات الملقحة.
وبعد السماح لتلك البيضات الملقحة بالنضوج إلى أجنة في المختبر، تم إدخالها إلى أمهات بديلات، واللاتي أنجبن فئرانًا تحتوي على سبعة جينات معدلة وراثيًا.
وعلى سبيل المثال، تم إعطاء جميع الفئران الصوفية تعديلاً على جين يسمى عامل نمو الخلايا الليفية 5، أو FGF5، والذي يتسبب في نمو شعرها لمدة تصل إلى ثلاثة أضعاف الطول الطبيعي.
وعلى نحو مماثل، فإن كل من الماموث الصوفي والفأر الصوفي لديهما طفرات جينية تتسبب في أن يصبح معطفهما متموجًا وأشقرًا، بدلاً من أن يكون داكنًا وقصيرًا.
وقال بن لام، الرئيس التنفيذي ومؤسس شركة كولوسال: “نظرًا لأن فئراننا الصوفية لها معاطف أكثر صوفية من الفئران المعملية العادية، فإننا نتوقع أنها ستفضل الظروف الأكثر برودة قليلاً، مشيرًا إلى أن على مدار العام المقبل، وبمجرد الحصول على موافقة مجلس أخلاقيات IACUC، سوف نقوم بإجراء تجارب قياسية على الفئران لاستكشاف ما إذا كانت هذه التغييرات في الحمض النووي تجعلها أكثر تكيفًا مع المناخات الباردة في ظل أنظمة غذائية مختلفة.”
ومع ذلك، يقول لام إن الفارق الرئيسي بينهما، على الأقل في الوقت الحالي، هو أنهما “رائعتان للغاية”.
وفي المستقبل، من الممكن تطبيق نفس التقنيات على الحمض النووي للفيل من أجل إعادة الماموث إلى الحياة من الانقراض.
وتخطط شركة كولوسال لأخذ جينوم الفيل بالكامل وإدخال جينات إليه لجعله يشبه الماموث أكثر.
وسيكون الحيوان الناتج عبارة عن هجين بين الماموث والفيل والذي يبدو ويتصرف ويؤدي وظائفه في البيئة تمامًا مثل الماموث الصوفي.
يضيف لام: “نحن نهدف إلى الحصول على أول أجنة الماموث بحلول نهاية عام 2026، وبعد 22 شهرًا، نأمل أن نحصل على أول عجول الماموث المعدلة وراثيًا بحلول نهاية عام 2028”.
وفي نهاية المطاف، تخطط الشركة لإعادة إحياء أجزاء من كندا أو ألاسكا مع وجود أعداد كبيرة من الماموث القادر على الاكتفاء الذاتي في المستقبل القريب.
ومع ذلك، ليس الجميع مقتنعين بأن هذا التطور يشكل خطوة كبيرة نحو ولادة الماموث الصوفي كما قد يبدو.
تقول الدكتورة ألينا بانس، المحاضرة البارزة في علم الوراثة من جامعة هيرتفوردشاير: “إن القدرة على استخدام الفئران من أجل فحص واختبار العلاقات بين الجينات والسمات والفرضيات حول الخصائص الفيزيائية باستخدام الجينومات من الكائنات الحية المنقرضة على وجه التحديد قد تكون مفيدة، ولكنها ليست جديدة بشكل خاص بشكل عام”.
ويضيف الدكتور بانس أن “كولوسال” “يعطي الانطباع بأن جينات الماموث تم إدخالها إلى الفئران، ولكن من خلال الطباعة المسبقة، يتضح أن التحرير الجيني في هذه الفئران يتكون من إحداث فقدان وظيفة العديد من الجينات في وقت واحد”.
وعلى نحو مماثل، تساءل بعض الخبراء عما إذا كانت هذه النتائج قابلة للنقل بشكل فعال أو أخلاقي إلى الأفيال.
يقول الدكتور دينيس هيدون، الباحث في علم الوراثة من جامعة إدنبرة: “من المؤكد أن هذا يمثل تقدماً في تسريع معدل التعديل الجيني نحو العديد من التغييرات التي تميز نوعاً عن آخر، رغم أنه ليس من الواضح أن هذه التغييرات وحدها قادرة على استعادة هذا النوع من الماموث.
لكن المشكلة الأكبر التي يتعين التغلب عليها هي الفارق الكبير بين فترات الحمل بين الفئران والفيلة.
في حين أن الفئران تلد عادة بعد ثلاثة أسابيع فقط من الحمل، فإن الحمل لدى الفيلة يستمر لمدة عامين تقريبًا – وهي أطول فترة حمل لأي حيوان.
ثم، بمجرد ولادة صغير الفيل، يستغرق الأمر عادة من 10 إلى 14 عامًا حتى يصل إلى مرحلة النضج الجنسي.
وفي الوقت نفسه، لم تشهد تقنيات الإنجاب المساعدة سوى نجاح محدود لدى الأفيال، وهو ما يجعل تربية أجيال متعددة أمرا بالغ الصعوبة ويستغرق وقتا طويلا.
يقول البروفيسور دوسكو إيليتش، الباحث في مجال الخلايا الجذعية في كلية كينجز بلندن: “هذا يثير أسئلة بالغة الأهمية: كم عدد أبقار الفيل التي يتعين عليها الخضوع للحمل التجريبي لإنجاب “فيل صوفي”؟ وكم من الوقت سيستغرق الأمر قبل ولادة أول هجين من هذا النوع؟”
وفي ورقتهم البحثية التي سبقت الطباعة، يعترف باحثو Colossal بهذه المشكلة.
وتقول الباحثة الدكتورة روي تشين وزملاؤها المشاركون: “إن فترة الحمل التي تبلغ 22 شهرًا لدى الفيلة والجدول الزمني الإنجابي الممتد يجعل التقييم التجريبي السريع غير عملي.
“وعلاوة على ذلك، فإن الاعتبارات الأخلاقية المتعلقة بالتلاعب التجريبي بالأفيال، وهو نوع مهدد بالانقراض وله هياكل اجتماعية معقدة وقدرات معرفية عالية، تتطلب اتباع نهج بديل للاختبار الوظيفي.”
وهذا هو، في الواقع، السبب بالتحديد وراء استهداف شركة Colossal للفئران كحقل اختبار لتقنيات الهندسة الوراثية قبل محاولة تكرار النتائج لدى الأفيال.
يقول الدكتور شابيور: “في المستقبل، يوفر نموذج الفأر نهجًا سريعًا ودقيقًا وأخلاقيًا لاختبار الفرضيات حول الروابط بين تسلسلات الحمض النووي والسمات الجسدية لمشروع الماموث الصوفي الخاص بنا
مع ذلك، حتى لو ثبت أن هذا ممكن، يظل السؤال الواضح هو ما إذا كان إطلاق حيوان منقرض في البرية آمنًا للنظام البيئي أم لا.
وفي حين أن مشاريع إعادة التوحش قد أدخلت حيوانات مثل البيسون أو القنادس، فلا توجد دراسة حالة مماثلة لإطلاق سراح حيوان كبير الحجم مثل هذا والذي انقرض منذ فترة طويلة.
وفي حديثه إلى MailOnline، اعترف الرئيس التنفيذي لشركة Colossal، بن لام، في وقت سابق بأن حتى علماء الشركة لا يمكنهم أن يكونوا متأكدين بنسبة 100 في المائة من التأثيرات التي قد تحدثها هذه العملية.
ومع ذلك، تؤكد شركة كولوسال أن هذا سيكون مفيدًا للبيئة وأن أي إطلاق يجب أن يكون مدعومًا بدراسة متأنية لضمان تجنب الضرر.
كيف تم إنشاء الفئران الصوفية؟
1. يقوم العلماء بمقارنة الحمض النووي للماموث الصوفي والفيل للعثور على “الجينات الرئيسية” التي تساعد الماموث على التكيف مع البرد.
2. ويتم بعد ذلك هندسة هذه الجينات في الحمض النووي للفئران.
3. تتم عملية إنضاج بويضات الفئران المعدلة وراثيًا إلى أجنة وإدخالها إلى أم بديلة.
4. الأجنة التي يتم حملها حتى نهاية فترة الحمل والنسل الناتج عنها تحتوي على جينات الماموث الصوفي التي تمنحها معاطف طويلة.
شرح الماموث الصوفي: هذه الثدييات العملاقة كانت تجوب الأرض خلال العصر البليستوسيني منذ 10000 عام
جاب الماموث الصوفي التندرا الجليدية في أوروبا وأميركا الشمالية لمدة 140 ألف عام، واختفى في نهاية العصر البلستوسيني، منذ 10 آلاف عام.
إنها واحدة من أفضل الحيوانات ما قبل التاريخ التي يمكن فهمها ومعرفتها علميًا لأن بقاياها غالبًا ما لا تكون متحجرة بل مجمدة ومحفوظة.
كان طول الذكور حوالي 3.5 مترًا، في حين كانت الإناث أصغر حجمًا قليلًا.
كان طول الأنياب المنحنية يصل إلى 5 أمتار وكان الجزء السفلي من بطونها مغطى بطبقة من الشعر الأشعث يصل طولها إلى متر.
إن الأذنين الصغيرة والذيل القصير منعا فقدان الحرارة الحيوية للجسم.
وكانت جذوعهم تحتوي على “إصبعين” في النهاية لمساعدتهم في قطف العشب والأغصان والنباتات الأخرى.
حصلوا على اسمهم “الماموث” الروسي، أو الخلد الأرضي، حيث كان يُعتقد أن هذه الحيوانات تعيش تحت الأرض وتموت عند ملامستها للضوء – وهو ما يفسر سبب العثور عليها دائمًا ميتة ونصف مدفونة.
كان يُعتقد ذات يوم أن عظامهم تنتمي إلى سلالات من العمالقة المنقرضة.
يُعد الماموث الصوفي والفيلة الحديثة مرتبطين ارتباطًا وثيقًا، إذ يتشاركان في 99.4 بالمائة من جيناتهما.
لقد اتبع النوعان مسارات تطورية منفصلة منذ ستة ملايين سنة، وفي نفس الوقت تقريبًا ذهب البشر والشمبانزي في طريقهم الخاص.
تعايش الماموث الصوفي مع البشر الأوائل، الذين كانوا يصطادونه للحصول على الطعام واستخدموا عظامه وأنيابه لصنع الأسلحة والفنون.
