6OqkAteT2
6OqkAteT2
6OqkAteT2
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
أبحاث<br />
أنباء وآراء<br />
The naming of cats is a difficult matter<br />
The taming of cats is a difficult matter<br />
The naming of cats as a difficult matter<br />
The naming on cats is a difficult matter<br />
الشكل | 1 البحث عن معنى. قام فيندلي وزمالؤه 1 بتغيير كل نيوكليوتيدة في قطعة قصيرة من الحمض النووي، وبعدها قاموا<br />
بفحص الخاليا الطافرة الناتجة لتحديد أي تلك التغييرات نافعة وأيها ضار. يمكن مقارنة هذا بكتابة وقراءة مجموعة من الجمل<br />
المتماثلة فيما عدا حرف واحد يتغير في كل جملة )كما في إحدى قصائد تي. إس. إليوت(. بعض التغييرات يغير المعنى )في<br />
الحمض النووي، يقابل هذا تغيرًا في الوظيفة التي يقوم بها البروتين المشفر بالجين(، وبعضها حميد، وبعضها يجعل الجملة<br />
غير ذات معنى )فى هذه الحالة، قد يتم بتدمير الحمض الريبي الناتج عن نسخ هذا الجين(. توفر هذه الطريقة معلومات عن<br />
المعنى، ودور كل من الكلمات المكونة للجملة، أو كل من النيوكليوتيدات المكونة لجزيء حمض نووي.<br />
النووي بداخل الخلية الحية. كان هذا يتم في السابق<br />
باستخدام إنزيم مصمَّ م يُسمى نيوكليز أصبع الزنك ، 3<br />
وحديثًا باستخدام نوعين آخرَ ين من الإنزيمات −مجموعة<br />
إنزيمات التالين 4 والإنزيمات 5 المرتبطة بجزيئات كريسبر−<br />
التي باتت تُستغل أيضً ا للغرض نفسه. ويمكن للخاليا<br />
إصالح الكسور في جزيء الحمض النووي، إما بلصق<br />
النهايتين ببعضهما مرة أخرى، أو بجَ بْر الكسر باستخدام<br />
المعلومات الجينية من جزيء حمض نووي آخر له تتابُع<br />
القواعد ذاته، أو تتابع مشابه. في أحد أشكال تحرير<br />
الجينات البشرية ، 6 يتم التالعب بهذا المسار الثاني، بحيث<br />
تُصلح الخلية الكسر بقطعة حمض نووي جديدة تحتوي<br />
على الطفرة المرغوب فيها.<br />
استخدمت مجموعة فيندلي البحثية هذه الطريقة<br />
ال أ خيرة لالإجابة على سؤال جوهري: أي أجزاء من الجين مهمة<br />
بالفعل للخلية؟ أولً ، قررت المجموعة أن تركز على جين<br />
تُعتبر وظيفته حيوية لبقاء الخلية، ،DBR1 فصمموا قطعة<br />
مكونة من 75 نيوكليوتيدة، بحيث تقع كل طفرة ممكنة في<br />
نيوكليوتيدة مفردة. كان قد سبق استخدام التحرير الجينومي<br />
لخلق مجموعة صغيرة من الطفرات المقصودة في أحد<br />
جينات 6,7 الثدييات، أو لتحرير جينات عديدة في المسار<br />
الإشاري نفسه ، 8,9 ولكن لم يسبق من قبل إحداث كل تغيير<br />
ممكن على مستوى النيوكليوتيدة المفردة )كانت التجارب<br />
المماثلة، حتى ال آ ن، ممكنة فقط في الخميرة المتبرعمة (. 10<br />
كانت النتيجة مجموعة خاليا، تحمل كل منها حمضً ا نوويًّا ذا<br />
تتابع مختلف من القواعد، بما يشبه مجموعة جُ مَ ل تختلف<br />
كل منها في حرف واحد )الشكل 1(.<br />
لتحديد أي التغيرات مفيدة للخاليا وأيها ضار، استخدم<br />
فيندلي وزمالؤه تقنية التحليل العميق للقواعد، الذي يقوم<br />
بقراءة كل نسخة من كل جين في كل خلية من تجمُّ ع خاليا.<br />
بعد التحرير مباشرة، كانت الخاليا وكأنها مِ شكال )رسم<br />
متغير ال أ لوان( من التنوع الجيني. يمثل عدد الخاليا المحررة<br />
جينيًّا فقط 1 %3 من عدد الخاليا الكلي )أقل من مثيله<br />
في دراسات أخرى (، 2 ولكن هذه ليست مشكلة حقيقية، ل أ ن<br />
تقنية التحليل العميق للقواعد يمكنها التعرف حتى على أكثر<br />
تتابعات الحمض النووي ندرةً.<br />
بعد أيام قليلة، حدث تغيُّر مذهل. فقد قَلَّ عدد الكثير<br />
من التتابعات الجديدة، أو اختفت تمامً ا. كان هذا هو "البقاء<br />
لال أ صلح" في صورته الخلوية. وجد الباحثون أن الخاليا قليلة<br />
الحظ التي اكتسبت طفرة في نيوكليوتيدة ضرورية لعمل<br />
الجين قد ماتت فورًا، بينما نَجَ ت الخاليا ذات الطفرات<br />
الحميدة. توفِّر هذه التجربة خريطة وظيفية رائعة لهذا<br />
الجزء من النص الجيني، حيث أصبحنا نعرف ما إذا كان<br />
كل موقع على الجين يسهم بشكل فعال في آلية عمل<br />
البروتين، أم ل.<br />
بعض التغيرات الجينية ل تؤثر على ما يفعله البروتين،<br />
بينما ما يؤثِّر حقًّا هو الكيفية التي توضع بها جزيئات<br />
الحمض الريبي المرسال، بحيث تُزال المقاطع التي ل تحدِّ د<br />
أحماضً ا أمينية في البروتين الناتج )عملية تُعرف بالقَصّ (.<br />
قام فيندلي وزمالؤه بدراسة كيفية تأثير تتابع القواعد في<br />
الحمض النووي على عملية القص في الجين ،BRCA1 وهو<br />
الجين الذي تُسبِّب الطفرات به سرطان الثدي، في بعض<br />
الحالت بسبب أخطاء في عملية القص.<br />
قام المؤلفون بتخليق كل التتابعات الممكنة تقريبًا في<br />
قطعة طولها 6 أزواج من القواعد في جين ،BRCA1 ثم<br />
درسوا أيّ تلك التتابعات ساعدت الجين على أن يُنسَ خ إلى<br />
حمض ريبي طبيعي، وأيها منعت ذلك. قاموا أيضً ا بأخذ<br />
تلك المجموعة الرائعة المكونة من 4,048 نوعًا مختلفًا<br />
من الخاليا، تنمو جنبًا إلى جنب في طبق استنبات، ثم<br />
قاسوا المعدل الذي يظهر به كل تتابع في الحمض النووي<br />
الخاص بالجين BRCA1 والحمض الريبي المقابل له. بعض<br />
التتابعات لم تظهر على الإطالق في الحمض الريبي، مما<br />
رونالد بورجمان<br />
أكثر سؤال يطرح على باحث في الزلزل هو "متى يكون<br />
الزلزال الكبير التالي؟" والإجابة تكون باختصار "ل نعرف".<br />
وثمة دليل على أن الإجابة قد تكون أكثر دقة، على ال أ قل في<br />
بضع حالت. في العدد الصادر في 21 من شهر أغسطس<br />
يعطى فكرة عن أي الإشارات الجينية تتحكم بالطريقة التي<br />
يكتسب بها الحمض الريبي صورته الوظيفية الكاملة.<br />
قدمت مجموعة فيندلي البحثية طريقة يمكن بها إيجاد<br />
معنى فى نصوص الحمض النووي البشري، وذلك بالتحليل<br />
النظامي لكل نيوكليوتيدة في الجين في وسطها الطبيعي<br />
على الكروموزوم. كل ما نحتاجه هو طريقة قوية لتحرير<br />
المنطقة الجينية محل الدراسة 5-3 ، وتقنية لمتابعة آثار هذا<br />
التحرير الجيني على الخاليا. في العلم، عادةً ما يكون لكلمة<br />
"عشوائي" رنين سلبيّ ، لكن ليس هذه المرة. إنّ إحداث<br />
تغييرات عشوائية في جين ما، ثم تَرْك الطبيعة لتأخذ<br />
مجراها قد يقدِّ م كمية ضخمة من المعلومات. فعلى سبيل<br />
المثال.. بالنسبة إلى النساء الالتي تحملن طفرة في جين<br />
،BRCA1 يُعتبر تحديد ما إذا كن عرضةً لالإصابة بالسرطان<br />
كنتيجة لنوع معين من الطفرات تحديًا كبيرًا. ويمكن<br />
استخدام طريقة فيندلي وزمالئه لحل هذه المشكلة،<br />
ولتحديد أي طفرة بعينها، من الطفرات التي تحدث في<br />
جين ،BRCA1 هي ال أ كثر مدعاة للقلق.<br />
عمومً ا، حين تُوضع طريقة تحرير الجينوم بجانب تقنيات<br />
التحليل العميق لتتابعات القواعد الجينية، فإن ذلك يوفر<br />
بال شك أرضية يمكن أن نتقدم على أساسها في مسعانا<br />
لفهم كيف يجعلنا الحمض النووي الخاص بنا مَ نْ نحن<br />
عليه. يقدِّ م عمل أولئك الباحثين مثالً ممتازًا يدعم كلمات<br />
خبير الوراثة سيدني برينر : 11 "إنّ التقدم العلمي يَنتُج من<br />
تقنيات جديدة، واكتشافات جديدة، وأفكار جديدة، بهذا<br />
الترتيب غالبًا". ■<br />
فيودور دي. أورنوف يعمل بكة "سانجامو بايوساين ِ <br />
إنك"، ريتشموند، كاليفورنيا 94804، الوليات المتحدة.<br />
البريد الإ لكتروني: furnov@sangamo.com<br />
1. Findlay, G. M., Boyle, E. A., Hause, R. J., Klein, J. C. &<br />
Shendure, J. Nature 513, 120–123 (2014).<br />
2. Carroll, D. Annu. Rev. Biochem. 83, 409–439 (2014).<br />
3. Urnov, F. D., Rebar, E. J., Holmes, M. C., Zhang, H. S.<br />
& Gregory, P. D. Nature Rev. Genet. 11, 636–646 (2010).<br />
4. Joung, J. K. & Sander, J. D. Nature Rev. Mol. Cell Biol.<br />
14, 49–55 (2013).<br />
5. Ran, F. A. et al. Nature Protocols 8, 2281–2308<br />
(2013).<br />
6. Urnov, F. D. et al. Nature 435, 646–651 (2005).<br />
7. Goldberg, A. D. et al. Cell 140, 678–691 (2010).<br />
8. Doyon, J. B. et al. Nature Cell Biol. 13, 331–337 (2011).<br />
9. Sexton, A. et al. Genes Dev. http://dx.doi.<br />
org/10.1101/gad.246819.114 (2014).<br />
10. Braberg, H. et al. Cell 154, 775–788 (2013).<br />
11. Robertson, M. Nature 285, 358–359 (1980).<br />
علوم األرض<br />
إشارات تحذير من زلزال إيكيكي<br />
وقع زلزال قبالة شيلي في عام 2014، في منطقة كان يُتوقع فيها حدث زلزاليّ كبير. تكشِ ف دراستان أنه قد<br />
سبقت هذه الواقعة شهورٌ من الهزّات النذيرة، واالنزالق البطيء على صدع حدود الصفائح ذات الصلة.<br />
الماضي، نُشِ رَت بدورية Nature الدولية دراستان ، 1,2 عن<br />
زلزال )شدته 8.2( وقع في إيكيكي بشمال شيلي في أول<br />
إبريل من عام 2014، تشيران إلى مجموعة من القياسات<br />
الجيوفيزيائية، التي جُ معت في السنوات ال أ خيرة، وبيَّنت<br />
احتمالً كبيرًا لوقوع زلزال، وبخطر ازداد على مدى قصير<br />
في المنطقة.<br />
| 66 أكتوبر | 2014 الطبعة العربية تُطبع المجلة بدعم من مدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية<br />
© 2014 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved