پیشگامی در پروژه ژنوم مصنوعی انسان: نقطه عطفی در تحقیقات ژنتیکی

پیشگامی در طراحی ژنوم مصنوعی انسان: نقطه عطفی علمی

در تحولی شگرف برای پژوهش‌های ژنتیکی، دانشمندان فاز نخست پروژه ژنوم مصنوعی انسان (SynHG) را آغاز کرده‌اند؛ ابتکاری بزرگ که هدف آن ساخت دی‌ان‌ای انسانی از ابتدا به صورت مصنوعی است. این پروژه پیشگامانه نه‌تنها فراتر از خواندن کد ژنتیکی حرکت می‌کند، بلکه می‌کوشد بخش‌های کلیدی دی‌ان‌ای انسان را مهندسی و بازنویسی کند. این رویکرد افق‌های جدیدی در ژنتیک، زیست‌فناوری و پزشکی می‌گشاید.

پیشینه علمی: از توالی‌یابی تا سنتز ژن

دستیابی به توالی کامل ژنوم انسان در سال ۲۰۰۳ زمینه شناسایی ساختار ژنتیکی انسان را فراهم ساخت. با این حال، بازآفرینی این نقشه پیچیده به صورت مصنوعی چالشی بسیار بزرگ‌تر به شمار می‌رود. پیش‌تر، ژنوم موجوداتی ساده چون مخمر که ۱۶ کروموزوم و حدود ۱۲ میلیون جفت باز دی‌ان‌ای دارد، به شکل مصنوعی سنتز شده بود؛ با این حال، تحقق این پروژه‌ها دهه‌ها زمان برد. در مقایسه، ژنوم انسان از حدود ۳ میلیارد جفت باز در ۴۶ کروموزوم در هر یک از بیش از ۳۰ تریلیون سلول بدن تشکیل شده است.

در گام نخست، پروژه SynHG به طراحی دیجیتال و سپس سنتز یک کروموزوم انسانی پرداخته است. سنتز مصنوعی این کروموزوم که تقریباً ۲ درصد از کل ژنوم را شامل می‌شود، اثبات امکان ساخت دنباله‌های گسترده‌تر ژنوم انسان در آینده به‌شمار می‌رود.

فرآیند آزمایش: طراحی دیجیتال، سنتز آزمایشگاهی و همکاری گسترده

در قلب استراتژی SynHG، طراحی دیجیتال دی‌ان‌ای قرار دارد؛ یعنی برنامه‌ریزی دقیق توالی نوکلئوتیدهای سازنده کروموزوم انسانی پیش از ساخت آن در آزمایشگاه. در این مسیر از پیشرفته‌ترین فناوری‌ها در زمینه سنتز ژنوم، هوش مصنوعی و سامانه‌های رباتیک استفاده می‌شود.

این پروژه از حمایت مالی قابل توجهی مانند کمک ۱۰ میلیون پوندی (حدود ۱۳.۷ میلیون دلار) بنیاد Wellcome Trust بهره‌مند شده است. تیم بین‌المللی این طرح با حضور دانشمندان برجسته از دانشگاه‌های آکسفورد، کنت، منچستر، کمبریج و کالج Imperial لندن هدایت می‌شود. دکتر جیسون چین، زیست‌شناس مولکولی و رهبر پروژه از مؤسسه فناوری الیسون و آکسفورد، می‌گوید: «توانایی سنتز ژنوم‌های بزرگ، شامل ژنوم سلول‌های انسانی، می‌تواند درک ما از زیست‌شناسی ژنوم را متحول کند و عرصه زیست‌فناوری و پزشکی را دگرگون سازد.»

گسترش مرزهای مهندسی ژنتیک

با مونتاژ توالی کامل یک کروموزوم انسانی، پروژه SynHG می‌تواند زمینه‌ساز تحولی عمیق در زیست‌شناسی پایه و پزشکی کاربردی شود. از کاربردهای آن می‌توان به تولید درمان‌های سلولی سفارشی، بهبود پیوند اعضا و بافت با مقاومت بالا در برابر ویروس‌ها، و توسعه رده‌های سلولی مناسب برای تحقیقات دارویی اشاره کرد.

چالش‌ها، تردیدها و دغدغه‌های اخلاقی

با وجود قابلیت‌های بزرگ این پروژه ژنوم مصنوعی انسان، جامعه علمی با احتیاط به آن می‌نگرد. رابین لاول‌بج، ژنتیک‌دان برجسته مؤسسه فرانسیس کریک، ضمن استقبال از این چشم‌انداز جسورانه، بر دشواری‌های فنی انکارناپذیر پیش‌رو تأکید دارد. او می‌گوید: «تنها زمانی می‌توانید چیزی را واقعاً درک کنید که بتوانید آن را از صفر بسازید.» هرچند، ساخت مصنوعی کروموزومی به پیچیدگی انسان حتی با پیشرفت‌های هوش مصنوعی و رباتیک در آینده نزدیک ممکن نیست.

وی یادآور می‌شود تاکنون سنتز ژنوم مصنوعی تنها در موجودات ساده‌تر محقق شده است و اگر سنتز کروموزوم انسان عملی شود، این موفقیت جهشی بزرگ در ژنتیک خواهد بود. با این حال تأکید دارد: «هیج برنامه‌ای برای ساخت انسان مصنوعی وجود ندارد و این ایده هم دور از دسترس و هم خطرناک است.»

پرداختن به پیامدهای حقوقی، اخلاقی و اجتماعی

با قدرت بی‌نظیر سنتز ژنتیکی، لزوم نظارت و گفتگوی جامعه بیش از پیش اهمیت یافته است. کنسرسیوم SynHG با همکاری کارشناسان دانشگاهی، جامعه مدنی، صنعت و سیاست به ارزیابی و مدیریت پیامدهای اجتماعی، حقوقی و اخلاقی پروژه می‌پردازد. مسئله ویژگی‌های ژنتیکی «سفارشی‌سازی شده»، نگرانی‌های مربوط به بهبود نژادی و خودمختاری باروری بحث‌های زیادی در جامعه برانگیخته است؛ بنابراین شفافیت و تعامل با مردم کلیدی است.

سارا نورکراس، مدیر بنیاد پیشرفت آموزش، با تأکید بر این نکته می‌گوید: «این نوع تحقیقات بدون جنجال نیست و بسیار مهم است که پژوهشگران و مردم در ارتباطی باز قرار گیرند تا جامعه هدف و مقصود این علوم را درک کند و دانشمندان نیز به دغدغه‌های اجتماعی احترام بگذارند.»

چشم‌انداز آینده ژنومیک مصنوعی

اگرچه ساخت کامل ژنوم مصنوعی انسان، آرمانی بلندمدت است، اما دستاوردهای پروژه SynHG می‌تواند عصری تازه در ژنومیک مصنوعی و پزشکی خلق کند. انتظار می‌رود طی پنج تا ده سال آینده دانشمندان موفق به ساخت یک کروموزوم انسانی به طور کامل مصنوعی شوند که راه را برای درک عملکرد ژنوم انسان، اصلاح بیماری‌های ژنتیکی در ریشه و نوآوری در زیست‌فناوری هموار خواهد کرد.

جمع‌بندی

پروژه ژنوم مصنوعی انسان، گام بی‌سابقه‌ای از توالی‌یابی تا بازنویسی بنیادی‌ترین کد حیات به‌شمار می‌رود. با وجود موانع فنی و پرسش‌های اجتماعی برجسته، این اثبات مفهومی می‌تواند رویکرد ما به علم ژنتیک را دگرگون ساخته و درمان‌ها و فناوری‌های نوینی را رقم بزند. در این مسیر، توجه به مرزهای اخلاقی و تعامل با جامعه برای اطمینان از بهره‌مندی مسئولانه و عادلانه از پیشرفت‌های ژنوم مصنوعی انسان ضروری است.