الجينوم (الجينات) البشري تعريفها وشرح

مقابلة فرانسيس كولينز

أجريت المقابلة في 10 أغسطس 2005 في المعهد القومي للبحوث حول الجينوم البشري روبرت كرولويتش ، المحرر التنفيذي في NOVA scienceNOW ، وحررت سوزان ك. لويس ، رئيسة تحرير NOVA عبر الإنترنت

روبرت كرولويتش: عندما نتحدث عن الانتقال من شيء ما ليس حيًا إلى شيء حي ، فإننا نتحدث بشكل أساسي عن المواد الكيميائية. أولاً وقبل كل شيء ، هل فكرت بنفسك على أنها "كيس من المواد الكيميائية؟ "

فرانسيس كولينز: "الكيماويات" لديها نوع من الاسم السيئ في الوقت الحالي. أنا على دراية بأن هناك منتجات معينة يتم الإعلان عنها - منتجات غذائية - مع "لا مواد كيميائية على الإطلاق". حسنا ، سيكون من الصعب جدا ترتيب ذلك لأن كل شيء من حولنا يتكون من الذرات والجزيئات - المواد الكيميائية - بما في ذلك أنفسنا. سأكون أول من يقول أنني لا أعتقد أن هذا يفسر تماما ما هو 'الإنسان' هو كل شيء. لكنني سأسارع إلى القول ، لدينا قائمة محددة من المكونات الكيميائية. إنها قائمة طويلة جدًا ويتم ترتيبها بطريقة خاصة جدًا. لذلك ببساطة ذوبان لنا أسفل وحساب عدد المركبات من هذا القبيل وهذا النوع لن يكون كاشفا للغاية حول كيفية عمل الشيء كله.

كرولويتش: لكن هؤلاء الباحثين يخططون للذهاب للتسوق في بعض المتاجر وأخذ الحقائب من الرف مع ... مثل الغبار الخامل. والفكرة هي تحويلها إلى الحياة؟

كولينز: هذا نوع من أقصى ما في الاختزالية ، أليس كذلك؟ فكرة أنك تستطيع أن تجمع شيئاً يمكن أن تسميه "الحياة" من اللبنات الأساسية - المواد الكيميائية - مجمعة بطريقة معينة. سرعان ما ستدخل في معضلة ما هو تعريف "العيش" في هذا النوع من التجارب؟ ماذا كنت تسمي "النجاح"؟

كرولويتش: ما رأيك في شيء حي يتطلب أن تكون على قيد الحياة؟

كولينز: كلمة "حي" لها دلالات كثيرة لدرجة أنني أحجم تقريبا عن محاولة تعريفها بطريقة علمية لأنه يبدو كما لو أنني أقوم بعد ذلك بتخفيض جميع الدلالات الأخرى لتلك الكلمة. ولكن إذا كنت تريد قائمة قصيرة من خصائص شيء ما ندعو العيش:

سيكون من الضروري أن يكون تكرارًا ذاتيًا. بمعنى ، يمكن أن ينسخ نفسه بثبات إلى العديد من النسخ الأخرى. ستحتاج إلى أن تكون مستقرة مع مرور الوقت. وسيتعين أن يكون قادراً على البقاء دون تدخل الكثير من البروتينات المعقدة الأخرى أو الجزيئات الكبيرة الأخرى غير المتوفرة بشكل عام ، التي تطفو في الجو. بالتأكيد ، يمكن أن يكون لديها نوع من وسائل الإعلام التي تعيش فيها - بعض السكريات وبعض الأملاح وأشياء من هذا القبيل. لكن دعونا لا نطلب منه أن يحتاج إلى السيتوكروم P450.

وربما يتعين علينا أن نطلب من ذلك أيضا أن تكون لدينا القدرة على التطور بمرور الوقت تحت قوة بعض عملية الاختيار. على الرغم من أن ذلك قد يكون هدفاً إضافياً غير ضروري ، ولا يتفق الجميع على أن ذلك ضروري لتعريف الحياة.

كرولويتش: هل ستكون هناك مشكلة هنا إذا قال أحدهم "واو! لقد فعلت ذلك." هل سيكون هناك جدل حول ما إذا كان "ذلك" قد تم؟

كولينز: أعتقد أنه ستكون هناك حجج عميقة حول من عبر هذا الخط بالفعل. إذا كنت تتصور جزيءًا واحدًا من الحمض النووي الريبي ، على سبيل المثال ، فهو قادر على نسخ نفسه ، محاطًا بغشاء من الدهون ، هل هذا جيد بما فيه الكفاية؟ لن يكون خطًا مشرقًا.

5

لن تكون هذه واحدة من تلك اللحظات التي يتغير فيها الكون مع الفلاش العمى.

حتى بكتيريا E. coli ذات المظهر المتواضع هي كائنات حية معقدة ، تحتوي على مجموعة من البروتينات والعضيات المختلفة ، والتي تكون غير مرئية في هذا المسح الميكروسكوب الإلكتروني.

كرولويتش: هذا مثير للاهتمام. لأنه يشعر لي أن شيئًا كبيرًا سيحدث إذا أمكنك الانتقال من غير الحياة إلى الحياة.

كولينز: أعتقد أن الأمر يشبه تسلق أحد التلال حيث تحاول تحديد ما إذا كنت في القمة. وبحلول الوقت الذي تدرك فيه أنك في القمة ، تجاوزت ذلك بالفعل. أظن أنه سيكون صحيحاً هنا - أنه ستكون هناك خطوات تدريجية وسيقول الناس بشراسة حول ما إذا كان ذلك سيحسب أم لا. وأخيرًا سنصل إلى النقطة التي يتفق فيها الجميع ، نعم ، ربما لدينا الآن شيئًا يفي بهذا التعريف لشيء حي.

كرولويتش: يبدو أنك تجد هذا البحث معقول.

كولينز: أعتقد أن العلماء ربما سيكتشفون طريقة لتوليد نظام بسيط ذاتي النسخ. هل هذا حقا يستحق تعريف الحياة؟ أو هو هذا النوع من النزوة - وهو نوع من التمارين الأكاديمية الممتعة ، ولكن لا شيء يشبه الطريقة التي نتصور بها الوفرة والتنوع والتعقيد والعجب للحياة الحقيقية على هذا الكوكب. قد يكون ، في الواقع ، تمثيلًا سيئًا للغاية لأي شيء ننظر إليه حاليًا على كوكب الأرض ونطلق عليه اسم "الحياة"".

فرانكنشتاين أو نموذج حياة فيليبر؟

Krulwich: لن القدرة على الانتقال من الخاملة إلى العيش بطريقة صغيرة التنبؤ بالقدرة على الانتقال من الخاملة إلى العيش بطريقة كبيرة؟

كولينز: من الواضح أن الناس سيكونون قلقين بشأن ما سيحدث بعد ذلك. إذا تمكنت من القيام بخطوة صغيرة في هذا الاتجاه ولديك شيئًا - على الأقل - بحكم التعريف - يسمى Life ، فأين ينتهي هذا؟ تذكر ، وقد تم تطور في هذا لفترة طويلة جدا. لقد حدث ما يشبه 3.85 بليون سنة منذ ظهور أول كائن ذاتي التكاثر على الأرض. وقد أدى ذلك إلى وجود أنظمة قوية ذاتية الاستنساخ تتميز بقدرتها على التكيف مع البيئات والحفاظ على جميع أنواع الإهانات غير المتوقعة.

أجد أنه من الصعب للغاية تصديق أن بداية من الصفر ، يمكننا أن نصل بطريقة ما إلى نظام أفضل - نظام سيحقق نجاحًا كبيرًا. لذا فأنا لست قلقاً للغاية من أن بعض أشكال الحياة المختلفة سوف تخرج عن نطاق السيطرة. أعتقد أن أشكال الحياة المركبة سوف تكون في الواقع غير مثالية ، وغير مرضية للغاية ، وهشة للغاية.

كرولويتش: إذا حدث ذلك على الإطلاق ، فسوف يكون "ehh، ehh، ehh… whomp !؟" سيكون هذا شيء هش؟

6

كولينز: إذا كنت ترغب في استخدام آلة القياس - ومن المسلم به ، فهناك الكثير من المشاكل مع هذا - فكر في "الثدييات" كآلة معقدة بشكل لا يصدق - كما تعلمون ، أحدث إصدار من 767 زائد.حتى البكتيريا على هذا النطاق هي كائن معقد بشكل لا يصدق - ربما مثل كاديلاك ، على أي حال.

كرولويتش: أو صاروخ زحل؟

كولينز: ربما. الآن ربما ينجح أحد الأشخاص في المختبر في بناء عربة راديو فلاير حيث تسقط العجلة بعد أول 10 أقدام ، لكنك ستتمكن من قول "لقد ذهب". هل يهدد ذلك الآلات الأكبر والأكثر تعقيدًا؟ هل سيتم إضفاء المزيد من الاهتمام بهذه التطورات الجديدة الذكية؟ لا أعتقد ذلك.

إذا كانت البكتيرة هي كاديلاك خيالية ، فقد يكون أول شكل من أشكال الحياة الاصطناعية هو عربة حمراء صغيرة بعجلة سائبة ، كما يقول كولينز..

كرولويتش: هذا مثير للاهتمام.

كولينز: إذا كان هناك خطر حقيقي ، من الناحية الفلسفية وربما من ناحية السلامة ، لا أعتقد أنه في تطوير الحياة من الصفر. سيكون من خلال معرفة واسعة بكيفية عمل الحياة في الواقع ، سيبدأ الناس في إعادة تصميم الكائنات الحية ، مع الأخذ بما تعلموه من ما - في مختبر التطور يعمل بشكل جيد - وتعديله.

إعادة كتابة كتاب الحياة

كرولويتش: حسنا ، دعونا نلقي نظرة على هذه الحياة التي أعيد تصميمها. هل من السهل الآن ، على سبيل المثال ، الذهاب إلى "مخزن الجينات" وبناء أشكال حياة جديدة؟

كولينز: حسناً ، أحد التطورات الكبيرة في العامين الماضيين - والذي لا أعتقد أنه موضع تقدير كبير - هو القدرة على تجميع أي جزيء DNA الذي تريده بدقة عالية وتكلفة منخفضة.

Krulwich: لذلك دعونا نفترض أن الجين هو مكتوب "AAAACCCCCTTT". يمكنك الذهاب وشراء بعض "A" في متجر وشراء بعض "C" وشراء "T.

كولينز: الأمر يزداد إلى هذا الحد. يمكنك إعداد المزج الخاص بك. تشتري A's و C's و G's و T's. وقمت بتحميل A الخاص بك في هذه الزجاجة و C الخاصة بك في تلك الزجاجة ... لديك G's هنا ، T's الخاص بك هناك. تجلس أمام جهاز الكمبيوتر الخاص بك وأنت البرنامج في ما تريد القيام به. و المعزوفة!

كرولويتش: الآن دعني أسألك عن "الحروف" الكيميائية

نشرت في : ٢‏/٣‏/٢٠١٩ ١٠:٢٠ م

برمجة وتصميم Amwally - أموالي 2019