العلاج الجيني (gene therapy) هو أحد الأمور التي تُعلَّق عليها آمال كبيرة في الطب اليوم. والمرجُوّ هو أن يُتاحَ التدخل في الجينوم وإصلاح الأخطاء مثل الأمراض الوراثية، فيروسات معينة، أو اضطرابات وراثية مختلفة. يجب، لهذا الغرض، إدخال مقطع الـ DNA المُراد، وهي عملية طويلة ومعقدة تبدأ بتكوين حاملٍ يعتمد على البلازميد (جُزيDNA حَلَقيّ) يحتوي على جميع المُكوّنات اللازمة. يعرض الفيديو التالي المراحل المختلفة في عملية تركيب الحامِل الذي يحمل المقطع المُراد من الـ DNA.
شاهدنا في الفيديو كيف يجري استنساخ مقطع DNA داخل حامل بلازميدي. يمكن استخدام هذه العملية للتوصيل بين مقاطع مختلفة من الـ DNA، مثل إضافة علامة بروتينية (مثلًا: بروتين فلورسنتي) تتيح لنا مشاهدة البروتين بواسطة المجهر الفلورسنتي بعد أن تتم ترجمته، أو إضافة علامة ببتيدية تُتيح لنا إنتاج البروتين بنجاعة، وذلك عن طريق استخدام حبيبات خاصة (beads) تقوم بربط هذه العلامة، وغير ذلك. يقوم بعض الباحثين بخلط أجزاءٍ من جينات مختلفة لإنتاج بروتين جديد يحمل خواص البروتينَين الأبوين. ولا مجال هنا لوصف الاستخدامات الكثيرة لاستنساخ الجينات.
تتمثل المرحلة التالية من العملية في إدخال البلازميد الذي يحوي المقطع المُراد إلى الخلية التي نريد إجراء التغيير فيها (التعداء/ نقل العدوى صناعيًّا - Transfection). هناك استخدامات كثيرة للتعبير الجيني في الخلايا، وإليكم بعض الأمثلة عليها:
نريدُ أحيانًا أن يكون التعبير عن جين معين زائدًا. نستخدم مُحفزا فيروسيا من أجل زيادة التعبير الجيني، بحيث يتم نسخه بكميات كبيرة جدًّا فيُنتِج بدوره كميات كبيرة من البروتين (كما يفعل الفيروس داخل الخلية المضيفة). غالبًا ما تُستخدَم هذه الطريقة للحصول على كميات كبيرة من البروتين، ثم تنقيتها لاستخدامها لأغراض طبية أو للدراسات والأبحاث (مثل الإنسولين). في بعض الأحيان نرغب في دراسة نشاط البروتين، وتسهُل مشاهدة النتائج إذا كان التعبير الجيني أكثر من المعتاد.
ونريد أحيانًا أخرى أن نُراوغ في الجهاز الخلوي، بحيث يتم استيعاب الجين المُراد في الجينوم ليصبح جزءًا من المنظومة الجينية الطبيعية في الخلية. كثيرًا ما يُفعَل ذلك في أنظمة الأبحاث الخلوية (cell line)، بحيث لا نحتاج إلى إدخال الجين قبل كل تجربة نريد إجراءها. وتُستخدم هذه الطريقة عند إنتاج كائن مُعدّل وراثيا، بحيث يتم إدخال الجين إلى خلية جنين مُخصب في المراحل الأولى، لنضمن أن يحتوي معظم خلايا الكائن المولود على الجين الجديد، فيزداد الاحتمال بأن يرثَ قسمٌ من سلالته هذا الجين.
هناك أمثلة أخرى كثيرة لا تُعَدُّ ولا تُحصى، ويمكن تأليف كتاب كامل عن الاستخدامات المختلفة لاستنساخ الجينات. تتكئ البيولوجيا الجزيئية في أيامنا على استخدام البلازميدات وإنزيمات الاقتطاع (وكذلك PCR)، فلا نجد مختبرًا بيولوجيًّا مرموقًا إلَا ويستخدم هذه الأدوات.
تأليف: إيريز جارتي
قسم الكيمياء البيولوجية
معهد وايزمان للعلوم
ملاحظة للمتصفحين
إذا رأيتم أن هناك حاجة للمزيد من الإيضاحات والتفسير، أو إذا كانت لديكم أسئلة حول الموضوع، اكتبوا لنا في المنتدى. سنتطرق لجميع الملاحظات. نرحب بالنقد البناء والاقتراحات المفيدة.