پیشرفت در ایجاد میکروسفر و کواسروات زنده
اگر خاطر گرامی تان باشد، چند وقت پیش ..یعنی دقیقا در این لینک ، به نتیجه پژوهش ها و آزیشات دکتر کریگ ونتر در باره تولید 
حیات در آزمایشگاه پرداختیم و البته انتظار داشتیم ( و داریم ) که در این زمینه از این دانشمند علم زیست شناسی بیشتر و بیشتر بشنویم و بخوانیم…منتها ایشان در زمینه تولید حیات آزمایشگاهی تنها نیستند! در واقع شاید نام دکتر زوستاک (J.Szostak)، در این زمینه بیشتر از سایر دانشمندان بر سر زبان ها بیافند و دلیل آن چیزی نیست جز تولید واقعی ذراتی شبیه میکروسفر/ کواسروات و دارای اسید نوکلئیک با توانایی تکثیر ! مقاله ای که در ادامه مطلب می آید مربوط است به نتایج بررسی های این دانشمند بزرگ علم زیست شناسی که البته ترجمه اولیه آن مربوط به آقای کاوه فیض اللهی است و ویراستاری علمی آن برای سایت زیست گاه را بنده انجام داده ام !
البته تصویر روبرو مربوط به دکتر زوستاک است، نه بنده ! 
گروهی از زیستشناسان و بیوشیمیست ها کم کم به تکنیک زنده کردن ماده غیرزنده نزدیک میشوند. در آزمایشگاهی به سرپرستی جک ژوستاک (J.Szostak)، زیستشناس مولکولی دانشکده پزشکی هاروارد، مدلهای سلولی سادهای در حال ساخت است که آنها را تقریبا میتوان حیات نامید. پیشسلولهای ژوستاک از مولکولهای لیپیدی ساخته میشوند که میتوانند ذراتی از اسیدهای نوکلئیک(یعنی مولکولهایی که رمز ژنتیک و توانایی همانندسازی را در خود دارند) را به دام اندازند،. آنها همراه با فرایندی که انرژی خارجی را از خورشید یا واکنشهای شیمیایی مهار میکند، میتوانند سیستمی خودهمانندساز و تکاملیابنده تشکیل دهند که دارای شرایط حیات است اما شباهتی به حیات روی زمین ندارد، با این حال شاید نمایشگر حیات در زمانی که شکل گرفت باشد یا آنطور که احتمالا در جای دیگری از جهان وجود دارد. با آنکه نتایج جدیدترین کار ژوستاک هنوز کاملا منتشر نشده است، اما با این حال او در پانزدهمین کنفرانس بینالمللی منشاء حیات در فلورانس ایتالیا این موفقیت مقدماتی جدید در دستیابی به پیشسلولهایی با اطلاعات ژنتیکی لازم برای همانندسازی در درون آنها را برای همکارانش توصیف کرده است. البته این همانندسازی کاملا خودکار نیست و از همین رو هنوز نمیتوان آن را حیات کاملا مصنوعی دانست. اما تاکنون هیچکس اینقدر به تبدیل مواد شیمیایی به جانداران زیستی نزدیک نشده است.
ژوستاک در یک گفتوگوی تلفنی میگوید «ما درمورد چگونگی رشد غشای پیشسلول و تقسیم آن خیلی پیشرفت کردهایم. کاری که اکنون میتوانیم انجام دهیم ، کپی کردن مجموعه محدودی از توالیهای ژنتیکی ساده است، در صورتی که باید بتوانیم به دلخواه خودمان توالیهایی را کپی کنیم بهطوری که آن توالیها بتوانند تکامل یابند تا کار مفیدی انجام دهند.»
این ژنها با انجام «کاری سودمند» برای سلول، این شکل جدید حیات را به همان مسیر تکامل داروینی هدایت میکنند که قدیمیترین نیاکان زنده ما نیز باید از مسیری مشابه آن گذشته باشند. به هیچ وجه نمیتوان گفت که انتخاب مصنوعی، این شکل جدید حیات را به کجا خواهد برد. شرف مانسی (S.Mansy) از اعضای سابق آزمایشگاه ژوستاک که اکنون به عنوان شیمیدان در دانشگاه دنور مشغول به کار است، میگوید «وقتی محیطی داشته باشیم که در آن همانندسازی اتفاق میافتد، امیدوار میشویم به شکلی تجربی بتوانیم تعیین کنیم که در چنین شرایطی چه چیزی ممکن است تکامل یابد.» پژوهشهای پیشسلولی (protocellular) حتی از رشته دیگری که تلاش میکند حیات مصنوعی بسازد، یعنی از زیستشناسی ساختنی (synthetic biology) هم بنیادیتر است. حتی کریگ ونتر (C.Venter) هم برای ساخت یک باکتری مصنوعی با کمترین تعداد ژنهای لازم برای زندگی، از اشکال حیاتی موجود به عنوان قالب استفاده کرده است. تلاش پژوهشگرانی که روی پیشسلول کار میکنند بر آن است که شکل کاملا نوینی از حیات را طراحی کنند که کسی تاکنون ندیده است و ممکن است هرگز وجود نداشته باشد.
گروه ژوستاک در طول تابستان مقالههای مهمی در ژورنالهای نیچر و آکادمی ملی علوم ایالات متحده منتشر کردند که به خوبی نشان میدهد این فقط یک ایده نیست و آزمایشگاه او نخستین آزمایشگاهی خواهد بود که حیات مصنوعی خلق میکند و از همه مهمتر آنکه این اتفاق خیلی زود خواهد افتاد. جفری بادا (J.Bada)، شیمیدان دانشگاه کالیفرنیا در سندیهگو که از برگزارکنندگان کنفرانس منشاء حیات است، میگوید «او امیدوار است در آینده نزدیک یک سیستم خودهمانندساز کامل در آزمایشگاهاش داشته باشد.» حیات امروزی به مراتب پیچیدهتر از سیستمهای سادهای است که ژوستاک و دیگران دارند روی آنها کار میکنند، از این رو پیشسلولها هیچ شباهتی به سلولهایی که ما در بدنمان داریم یا E.coli اصلاحژنتیکیشده ونتر ندارند. هانس زیاک (H.Ziock) که در آزمایشگاه ملی لوسآلاموس درباره پیشسلول پژوهش میکند، میگوید «آنچه پیش روی ماست منشاء حیات از یک بعد است، بعد دیگر حیات به عنوان یک نانوماشین کوچک در سطح یک سلول منفرد است.» کارکرد حیات به عنوان یک نانوماشین ساده فقط استفاده از انرژی برای مرتب کردن مواد شیمیایی به منظور ساخت نسخههای بیشتر از خودش است. زیاک میگوید «برای آنکه چیزی سودمند باشد باید به شکل خاصی سازمانیافته باشد. اگر انرژی را از جایی بگیرید و آن را به جای دیگری ببرید که معمولا نمیخواهد به آنجا برود، آنگاه میتوانید عملا چیزها را سازماندهی کنید.»
سلولهای امروزی با حجم زیادی از ماشینهای مولکولی این شاهکار را انجام میدهند. در واقع، ساخت بعضی از مواد شیمیایی توسط جلبکها و گیاهان ساده، از تکنولوژیهای انسانی به مراتب جلوتر است. حتی ابتداییترین اشکال حیات دارای ماشینهای پروتئینی هستند که به آنها امکان میدهد از طریق غشای سلولی پیچیدهشان مواد غذایی را وارد کنند و سپس مولکولهایی بسازند که دستورات سلول را انجام میدهند. زیاک میگوید تکامل آن اجزای تخصصیافته، نسلهای بسیاربسیار زیادی طول میکشد و بنابراین حیات نخستین احتمالا خیلی سادهتر از این بوده است. اینکه آن سادگی به چه شکلی بوده موضوع اختلافنظر شدیدی میان دانشمندان رشته منشاء حیات بوده که به دوره کارهای پیشگام دیوید دیمر (D.Deamer)، استاد ممتاز دانشگاه کالیفرنیا در سانتاکروز، بازمیگردد. آنچه بیشتر دانشمندان دربارهاش توافق دارند آن است که نخستین حیات کارکردی دارای سه جزء سازنده اصلی بوده است: یک ظرف، راهی برای برداشت انرژی و یک حامل اطلاعات همچون RNA یا یک اسید نوکلئیک دیگر.
ژوستاک در کارهای پیشین خود نشان داده است که ظرف، احتمالا به شکل لایهای از اسیدهای چرب بود که به خاطر واکنششان به آب خودشان میتوانستند روی هم سوار شوند. یک سر این اسیدها آبدوست است و سر دیگر آبگریز. هرگاه پژوهشگران مقدار زیادی از آنها را کنار هم میگذارند، در برابر آب دور هر چیزی جمع میشوند و حلقه بستهای را تشکیل میدهند. این غشاها، همراه با مواد شیمیایی مناسب، در شرایط خاص میتوانند اسیدهای نوکلئیک را به درون خود راه دهند و در شرایطی دیگر میتوانند آنها را درون خود نگهدارند. اینها درمجموع این احتمال را مطرح میکنند که روزی در گذشته دور، یک مولکول RNAمانند اتفاقا به اسیدهای چرب برخورد و شروع به همانندسازی کرد. پژوهشگران بر این باورند که آن رویداد تصادفی، از طریق میلیاردها تکرار تکاملی، حیاتی را به وجود آورد که ما میشناسیم.
مانسی و ژوستاک در مقالهای که در ماه جاری در ژورنال آکادمی ملی علوم ایالات متحده منتشر شد، نشان دادهاند که غشاهای خاص و اساسا حبابهای چربی، در دماهای گوناگون پایدار هستند و ممکن است مولکولهایی نظیر DNA را درست همانطور که دانشمندان در ماشینهای PCR انجام میدهند، طی چرخههای حرارتی ساده دستکاری کرده باشند. با وجود این، تمام این پژوهشها به خاطر آن است که به این پرسش پاسخ بدهند: DNA یا هر ماده دیگری که حامل دستور عملهای همانندسازی است، از کجا آمده است؟ بسیاری از پژوهشگران تلاش کردهاند به این مسئله حمله کنند که از اسید آمینههایی که در زمین اولیه موجود بودند چگونه ممکن است مولکولهای RNA یا DNA مانند به وجود آمده باشند. جان سادرلند (J.Sutherland)، شیمیدان دانشگاه منچستر، سال گذشته مقالهای چاپ کرد و در آن راه محتملی نشان داد که RNA از طریق آن ممکن است در دنیای پیشزیستی خودبهخود به وجود آمده باشد. آزمایشگاه ژوستاک در مقالهای که اوایل تابستان امسال در ژورنال نیچر به چاپ رسید، نشان داد در زمانی که چنین مولکولهایی وجود داشت اسیدهای نوکلئیک میتوانستند درون یک پیشسلول همانندسازی کنند.
با این حال اگرچه بسیاری از دانشمندان قبول دارند که پژوهشهای پیشسلول چشمگیر است اما همه متقاعد نشدهاند که این کار در فراهم آوردن تبیینی قابل قبول برای منشاء حیات نقش چندانی داشته باشد. مایک راسل (M.Russell)، زمین شیمیدان آزمایشگاه پیشرانش جت در پاسادنا در ایالت کالیفرنیا، میگوید «کار آنها تا جایی که به آنچه دارند انجام میدهند مربوط میشود، شگفتانگیز است. مشکل فقط آنجاست که من اهمیت آن را برای مسئله منشاء حیات درک نمیکنم.» استدلال راسل آن است که نخستین مولکولهای حیاتمانند روی زمین احتمالا بر پایه ترکیبات معدنی بودند. راسل میگوید به جای غشای اسیدهای چرب، سولفید آهن میتوانست ظرف لازم برای سلولهای اولیه را فراهم کند. اما دکتر بادا اشاره میکند که بعید است هرگز بدانیم حیات عملا چگونه آغاز شد. او میگوید «چیزی که ژوستاک میخواهد بگوید و آنطور که ما همه از آن برداشت میکنیم، آن است که این مدل خوبی است، اما این الزاما به این معنا نیست که اتفاق به این شکل افتاده است.»
حرف ژوستاک آن است که حتی اگر حیات به لحاظ نظری بتواند یا در عمل طور دیگر پدید آمده باشد، فرضیه آزمایشگاه او (دستکم) به لحاظ تجربی محتمل است. او میگوید «ما اکنون تقریبا متقاعد شدهایم که رشد و تقسیم میتواند تحت شرایط پیشزیستی کاملا متعارفی رخ دهد و نه الزاما در یک محیط آزمایشگاهی مصنوعی.» و در واقع شاید جالب توجهترین احتمال آن باشد که پیشسلولهای آزمایشگاه ژوستاک اصلا مدل نزدیکی از منشاء حیات روی زمین نباشند. در این صورت، ما انسانها که خودمان محصول تکامل ابتداییترین جانداران هستیم، مسیر دیگری برای حیات بخشیدن به ماده آفریدهایم. ژوستاک میگوید «تمام آنچه در زیستشناسی داریم تنها یکی از احتمالات بسیاربسیار گوناگون است. یکی از چیزهایی که وقتی افراد درباره حیات و ویژگیهای عام آن حرف میزنند همیشه مطرح میشود، آب است. اما آیا آب واقعا لازم است؟ اگر بتوانیم سیستمی طراحی کنیم که در محیط دیگری عمل کند چطور؟»
پاسخ دهید
برای ارسال دیدکاه باید وارد شوید .. برای ورود اینجا را کلیک کنید