لماذا يجب أن ننتهي من دراسة الجينوم البشري

محتوى مترجم
المصدر	scientific american
التاريخ	2016/06/10
الكاتب	هارولد «سكيب» جارنر

ينبغي على اتحاد الحكومات والمؤسسات المشاركة في مشروع الجينوم البشري الالتزام بإتمام الجينوم المنتهي. تشير تجاربنا الأخيرة إلى أن هذه الأجزاء الصغيرة تحتوي على نحو محتمل جينات هامة وعناصر أخرى هامة لصحتنا.1

في أبريل عام 2013، تم الإعلان عن الانتهاء من الجينوم البشري، لكن القراءة المتمهلة تظهر أن الزعم الفعلي نص على أن الجينوم «منتهي بكل طريقة وظيفية تقريبًا» أو «منتهي بقدر ما يمكن» .2 يقدر أن هذا يعني أنه تم الانتهاء مما نسبته 99 بالمئة، وسُلط التركيز منذ عام 2003 على الحصول على المزيد من الجينومات، وليس الانتهاء من الواحد بالمئة المتبقي. لكن ماذا إن كان ذلك الواحد بالمئة الأخير «وظيفي»، وأننا نضيع أيضًا واحد بالمئة مما يقدر بأن عدده 20,000 إلى 25,000 جين،3 أو ما يزيد عن 200 جين؟ السبب الأهم للانتهاء من الجينوم هو أن أي من تلك الجينات «المهملة» لم تتم دراسته أبدًا.

يرجع سبب عدم الانتهاء من الواحد بالمئة الأخير إلى كونه صعبًا للغاية. فهو مكوَّن بالأساس من تسلسلات متكررة، مثل (CAG-CAG-CAG-CAG-CAG-CAG…) والتي تستمر لملايين الأحرف من الحمض النووي. يربك ذلك التكنولوجيا والبرمجيات، وهو شيء تغلبنا عليه. والسبب أن الواحد بالمئة الأخير هام هو أننا نجد بين جميع تلك الأقسام المتكررة الصعبة جينات غير مكتشفة، بعضها اكتشفناه حاليًا بالفعل. جميع التسلسلات التي تحتوي على جينات تجتمع في شيء يسمى «جينوم المرجع»،4 وهو ما يستخدمه كل عالمٍ لدراسة ومحاولة إيجاد الإسهامات الجينية في الأمراض والسِّمات. في حال عدم وجود جين المرجع، لا يُدرس أبدًا. لذلك فإن اكتشافنا للجينات سوف يتيح للكثيرين أن يدرسوها. هناك آخرون يقدرون الحاجة إلى الانتهاء حقًا من الجينوم البشري، وقد نجح البعض في تفصيل الأجزاء الكبيرة المستنسخة إلى مناطق متكررة بكثرة. يتجاوز نهجنا الحاجة إلى خطوة التفصيل، ويصل مباشرة إلى تسلسل الجيل التالي.

هناك حقيقة بشأن الطبيعة، وهي أنها متمتعة بالكفاءة، لذلك فهناك سبب لوجود هذه المناطق المكررة (حتى وإن لم نكن نعرفه بعد)، وهناك وظيفة لتلك الجينات (مجددًا، حتى وإن كنا لم نتعرف على هذه الوظيفة بعد، أو ما يحدث حين ينكسر الجين). لا يزال يجري نقاش حول أهمية بقيتها، التي يطلق عليها أحيانًا «الحمض النووي غير المرغوب فيه» أو «المادة المظلمة في الحمض النووي». لكنني أظن أن الرأي العلمي السائد هو أن بقية الجينوم، ومناطق ما بين الجينات هامة، وتحتوي على أشياء أخرى هامة، لكننا لم نكتشف بعد الكثير عن هذه المناطق.

من المرجح أن معظم هذه الأجزاء الناقصة من الجينوم تقع في مركز وأطراف كروموسوماتنا، ويطلق عليها القطع المركزية (السنترومير)5 والقطع النهائية (التيلومير)6. تلعب هذه المناطق دورًا هامًا في عملية تكرار الحمض النووي (انقسام الخلية) وحماية الجين. وهي معروفة بكونها جزء من بعض الأمراض. تتكون القطع النهائية من تسلسلات متكررة، والتي لاحظ العلماء أنها تصبح أقصر مع تقدم عمر الخلايا، أو بسبب بعض أنواع السرطان. لذلك، يظن العديد من العلماء أنها موجودة لتشكل مناطق عازلة بحيث تحمي الجينات بينما يحدث التآكل مع التقدم في العمر. أولًا، إن كان بها جينات، كالتي اكتشفناها الآن، فإنها قد تلعب دورًا في تقدم العمر (وأمراض المسنين). ثانيًا، حتى الآن، درست جميع المجموعات تسلسلًا واحدًا متكررًا مكون من 6 أحرف (GGGTTA)، ومع ذلك، من خلال تجاربنا، وجدنا تسلسلات مكونة من 5 أحرف (AATGG وGTGGA)، والتي تكون أكثر وفرة بمقدار 150 درجة مقارنة بالسياقات التي تدرس عادة المتكونة من 6 أحرف. لذلك، نظن أنه ربما نصل إلى فهمٍ أفضل للتقدم في العمر، وربما تفسر أمراض المسنين، مثل السرطان، بشكل أفضل الآن بما أنه أصبح بإمكاننا النظر في المكان المناسب… مجددًا، هذه الأجزاء المفقودة لا يمكن أن تُدرس قبل «اكتشافها».

لقد حان الوقت لإعادة الالتزام بالانتهاء من الجينوم. أصبحت تكنولوجيا التسلسل أفضل، ويمكن للنهج التجريبية «الصعبة»، مثل نهجنا، أن تساعدنا. ماذا إن كان أحد الجينات غير المكتشفة هامًا بالفعل، لكن لا أحد يبحثه؟ كلما سارعنا بالانتهاء من الجينوم البشري، كلما تمكنّا حقًا من الاستفادة منه، من أجل فهمنا وصحتنا.

هوامش

1 بقايا جينومية: تعريف السواتل الصغرى، المواضيع الممَثلة بشكل مفرط والعناصر الوظيفية في الجينوم البشري. ناتالي سي فونفيل، كارثيك رجا فيلموروجان، هونجسيوك تاي، زالمان فاكسمان، لورين جى ماكيفر وهارولد آر جارنير، تقارير علمية 6، المقال رقم 27722 (2016)، doi:10.1038/srep27722

2 https://www.genome.gov/11006943/human-genome-project-completion-frequently-asked-questions/

3 https://en.wikipedia.org/wiki/Human_genome

4 https://en.wikipedia.org/wiki/Reference_genome

5 https://en.wikipedia.org/wiki/Centromere

6 https://en.wikipedia.org/wiki/Telomere