الدودة الحلزونية يمكن أن تكون أول الأنواع المستهدفة من قبل “حملة الانقراض”

وفي حالات قليلة، قد يكون انقراض أحد الأنواع أمرًا جيدًا. هذا رأي مثير للجدل، لكنني أعتقد أن العالم سيكون أفضل حالًا، على سبيل المثال، بدون البعوض الذي ينشر الملاريا.

والآن أصبح لدينا التكنولوجيا الجينية اللازمة لتحقيق هذه الغاية، في هيئة دوافع الانقراض ــ والتي يطلق عليها بشكل أكثر دقة دوافع الجينات ــ القادرة على تحدي التطور ونشر السمات الضارة بين السكان. ولسوء الحظ، لا يبدو أنه سيتم نشر هذه التكنولوجيا ضد البعوض الحامل للملاريا في أي وقت قريب. وبدلاً من ذلك، يعتقد كيفن إسفيلت من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، عالم الأحياء الذي ابتكر أول محرك جيني قائم على تقنية كريسبر، أن الدودة الحلزونية (القوقعة البشرية) سيكون الأول في السطر.

يقول إسفيلت: “الدودة التي أراهن عليها هي دودة العالم الجديد الحلزونية، تلك الذبابة الآلية السيئة التي تم العثور عليها الآن عدة مرات في تكساس”. “إنه مكروه أكثر من بعوض الملاريا، إذا كنت تستطيع تصديق ذلك.”

تضع ذباب الدودة الحلزونية بيضها في جروح الثدييات وأحيانًا الطيور. عندما تفقس اليرقات، تحفر في لحم مضيفها وتبدأ في أكله حيًا. مع توسع الجرح، قد يتم وضع المزيد من البيض فيه. إذا لم تتم إزالتها، يمكن أن تسبب اليرقات إصابات وألمًا خطيرًا، وفي النهاية ستقتل المضيف. إنها مشكلة كبيرة لمربي الماشية، ناهيك عن الأشخاص الذين يجدون أن لديهم ديدانًا حلزونية ملتوية في لحمهم.

كانت الدودة الحلزونية موجودة في معظم أنحاء الأمريكتين. لقد تم القضاء عليه من أمريكا الشمالية وأمريكا الوسطى في الستينيات ولكنه ظل يمثل مشكلة كبيرة في معظم أنحاء أمريكا الجنوبية.

كان مفتاح القضاء عليه في أمريكا الشمالية هو ما يسمى بتقنية الحشرة العقيمة. يعتمد هذا على حقيقة أن إناث الدودة الحلزونية تتزاوج مرة واحدة فقط، لذا إذا كان الذكر الذي تتزاوج معه عقيمًا، فلن تنتج أي ذرية. لذا، إذا قمت بضرب الديدان الحلزونية بالإشعاع لتعقيمها وإطلاق ما يكفي ليفوق عدد الديدان البرية، فيمكنك القضاء على مجموعاتها محليًا.

الجانب السلبي لتقنية الحشرة العقيمة هو أنها باهظة الثمن، كما هو الحال مع الإصدارات الأحدث من التقنية التي تعتمد على التعديل الوراثي بدلاً من الإشعاع. ولهذا السبب لم تتم تجربتها مطلقًا في أمريكا الجنوبية. لذلك، حتى لو تمكنت الولايات المتحدة والمكسيك من القضاء على الدودة الحلزونية مرة أخرى، فإن هذا لن يساعد الناس أو الحيوانات في تلك القارة. لكن محركات الجينات قادرة على ذلك.

كيف تعمل محركات الجينات؟

يعد محرك الجينات مصطلحًا شاملاً لأي آلية تؤدي إلى تحريف نسب وراثة السمات. عادة، أي قطعة معينة من الحمض النووي في أحد الوالدين يتم تمريرها إلى نصف نسلهم فقط. وإذا كان لتلك القطعة من الحمض النووي تأثير ضار، فإن عددًا أقل من النسل الذي يرثها سينجو لينقلها، وسيتم القضاء عليها في النهاية من السكان.

محركات الجينات عبارة عن قطع من الحمض النووي تحتوي على جينات تضمن بطريقة أو بأخرى أن أكثر من نصف النسل يرثونها. على سبيل المثال، يعمل بعضها عن طريق إبطاء الحيوانات المنوية المنافسة التي لا تحمل محرك الجينات. يعمل محرك الجينات CRISPR الذي أنشأه Esvelt عن طريق نسخ ولصق نفسه من كروموسوم إلى آخر.

هذا يعني أنه إذا كان الحيوان الذي يحمل محرك الجينات يتزاوج مع حيوان بدونه، فإن جميع النسل سوف يرث محرك الجينات، مما يسمح للمحرك وأي سمة تحكمه بالانتشار بين السكان حتى لو كان غير مؤاتٍ وكان هناك انتقاء طبيعي ضده. يمكن استخدام هذا للقضاء على مجموعات سكانية بأكملها.

على سبيل المثال، يمكن استخدام محرك الجينات لإتلاف جين مهم لخصوبة الأنواع. إذا كان أحد الوالدين فقط يحمل محرك الجينات، فإن النسل سيظل خصبًا لأنه يرث جينًا سليمًا من أحد الوالدين. ولكن إذا كان كلا الوالدين يحملان الدافع، فإن النسل سيكون عقيماً. لذلك مع انتشار الدافع، وأصبح من الشائع أن يحمله كلا الوالدين، سيبدأ عدد السكان في الانهيار.

والميزة الكبرى التي تتمتع بها تقنية محرك الجينات مقارنة بتقنية الحشرة العقيمة هي أن محرك الجينات ينتشر من تلقاء نفسه إلى حد كبير. لا تحتاج إلى إطلاق أعداد هائلة من الحشرات على مساحات شاسعة بتكلفة كبيرة. كما أنه يصلح للأنواع التي تتزاوج أكثر من مرة، وهو أفضل بكثير من رش كميات هائلة من المبيدات الحشرية الضارة بالعديد من الأنواع، بما في ذلك نحن.

لا حاجة للجدل

أود أن أرى استخدام محركات الجينات لقتل أنواع البعوض التي تحمل الملاريا – أو لمجرد منعها من نشر الملاريا – ولكن من غير المرجح أن يحدث ذلك قريبًا. والمشكلة هي أن الحملات ضد المحاصيل المعدلة وراثيا، والتي بدأت في أوروبا، نشرت في العديد من البلدان في أفريقيا فكرة مفادها أن أي نوع من الهندسة الوراثية أمر خطير وغير أخلاقي. على سبيل المثال، كانت إحدى المبادرات الأكثر تقدما لمكافحة الملاريا باستخدام محركات الجينات في دولة بوركينا فاسو الواقعة في غرب أفريقيا. وفي العام الماضي، داهمت الشرطة المشروع وأغلقته.

وجهة نظري هي أن كونك مع أو ضد التعديل الوراثي يشبه أن تكون مع أو ضد المطارق. يعد التعديل الوراثي أداة أساسية – على سبيل المثال، كل الطعام الذي تتناوله تقريبًا يتم تعديله وراثيًا بطريقة ما، حتى لو لم يتم ذلك عن قصد – ما يهم هو ما نفعله به.

وهذا هو الحال مع محركات الجينات أيضًا؛ هذا ما نستخدمه لهذه الأمور. قد تبدو مرعبة بشكل خاص ومن المرجح أن تخرج عن سيطرتنا، ولكننا بحاجة إلى رؤية الأمور في منظورها الصحيح. تعد محركات الجينات ظاهرة طبيعية. لقد عثرنا على كميات كبيرة من الجينات في البرية، وهذا على الأرجح قمة جبل الجليد. من المحتمل أنها موجودة في معظم الأنواع، بما في ذلك نحن.

إن محركات الجينات الضارة لا تنتشر على نطاق واسع تقريبًا لأن المقاومة تتطور وتوقفها. وهذا ما سيحدث بالتأكيد إذا حاولنا القضاء على آفة حشرية باستخدام محرك جيني واحد تم إطلاقه في مكان واحد.

يقول إسفلت: “ستواجه دائمًا مقاومة”. ولكن يمكن التغلب على المقاومة من خلال إنشاء عدة إصدارات مختلفة من محرك الجينات، كما يقول.

إن دفع حشرة منتشرة على نطاق واسع إلى الانقراض يتطلب أيضًا إطلاق الحشرات التي تحمل هذه المحركات في العديد من البلدان المختلفة. ومن غير المرجح أن يحدث هذا في أفريقيا بسبب المعارضة من بلدان مثل بوركينا فاسو، ولكن إيسفلت يعتقد أن هذا قد يحدث في الأمريكتين، حيث أصبحت الآن زراعة المحاصيل المعدلة وراثيا وتناولها شائعة ــ وحيث تحظى الدودة الحلزونية باللعنة على نطاق واسع.

وهناك بالفعل مشروعان قيد التنفيذ لتطوير محركات الجينات للقضاء على الديدان الحلزونية، أحدهما في المعهد الوطني للبحوث الزراعية (INIA) في أوروغواي والآخر كجزء من برنامج جارديان في وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة (DARPA) في الولايات المتحدة. ليس من الواضح مدى تقدم هذه البرامج – لم يرد قائد مشروع INIA، أليجو مينتشاكا، على أسئلتي، بينما أرسلت وكالة مشاريع البحوث المتطورة الدفاعية (DARPA) بيانًا لا يحتوي على معلومات مفيدة. ولكن محركات الجينات العاملة قد تم تطويرها بالفعل في البعوض، لذا فمن المؤكد أنها ممكنة في الديدان الحلزونية أيضا، إذا بذلنا ما يكفي من الجهد.

وفي وقت سابق من هذا الشهر، اقترحت شركة Colossal Biosciences المتخصصة في مكافحة الانقراض أيضًا إنشاء محرك جيني ضد الديدان الحلزونية، ولكن إذا مضى هذا قدمًا، فستبدأ الشركة من الصفر. يقول إسفيلت: “ليس لدى Colossal أي خبرة في محركات الجينات على الإطلاق بأي شكل من الأشكال، أو بأي شكل من الأشكال، على حد علمي، أو في العمل مع الحشرات بأي شكل من الأشكال، أو بأي شكل من الأشكال”.

إحدى الحجج ضد القضاء على أنواع مثل البعوض باستخدام محرك الجينات هي أنه يمكن أن يكون له تأثيرات غير متوقعة على النظم البيئية. أجد هذا سخيفا. لقد قضينا على الحيوانات الضخمة والعديد من الأنواع الأخرى، وقمنا بتحويل سطح الأرض بالكامل إلى مزارع ومدن، ونعمل الآن أيضًا على تغيير المناخ بشكل كبير. ولكن هل من الخطر الكبير على النظم البيئية إنقاذ ملايين الأرواح عن طريق القضاء على عدد قليل من أنواع البعوض التي تكيفت مع الإنسان والتي تغزو معظم نطاقاتها؟ حقًا؟

أما في حالة الدودة الحلزونية، فقد قمنا بالتجربة بالفعل، على الأقل في جزء من نطاقها. يقول إسفيلت: “لقد قمنا بالفعل بمحوها من أمريكا الشمالية، ولم يحدث أي شيء سيئ بشكل واضح للنظام البيئي”. ومن الممكن أيضًا تجميد الدودة الحلزونية وإحيائها، كما يقول، لذلك يمكن الاحتفاظ ببعض الديدان الحلزونية على الجليد في حالة ظهور بعض التأثيرات السيئة التي تتطلب إطلاقها.

لذا، شاهد هذه المساحة. وفي غضون سنوات قليلة، قد نشهد الإطلاق الأول لمحركات الجينات الاصطناعية للقضاء على الدودة الحلزونية في مختلف أنحاء الأمريكتين. وإذا نجحت هذه التكنولوجيا، فمن الممكن في نهاية المطاف نشرها ضد العديد من الآفات – ونأمل أن تشمل تلك التي تنشر الأمراض مثل الملاريا وحمى الضنك.