اكتشاف حديث يقربنا خطوة نحو صنع كائنات اصطناعية بواسطة الكيمياء الحيوية العكسية

الحمض النووي الأعسر والأحماض الأمينية اليمنى

أحد الألغاز الكبيرة المتعلقة بالحياة هي ما يسمى  "عدم التناظر المرآتي"، أي "اليدويّة". الجزيئات التي تشكّل خلايانا قد تكون لها ميول "يمنى" أو "عسراء" تماماً كالأشخاص، وقد يكون هذا غريباً وربما غير متوقع، ولكن "يدويّة" الجزيء لا تجعله يتوافق مع جزيء مكمّل من يدويّة مختلفة، تماماً كعلاقة قفازات اليد اليمنى باليد اليسرى.

في حالة الحياة على الأرض، الأحماض الأمينية هي دائما عسراء، والتواءات الحمض النووي تكون في اتجاه عقارب الساعة. ليس هناك سبب محدّد للنمط الملحوظ، لكن هناك بعض التفسيرات التي تشير إلى أن القوة النووية الضعيفة التي تحكم الجسيمات دون الذرية، ربما تكون لها "يدويّة" أيضاً، الأمر الذي ربما رجح كفة "يدويّة" محددة لبعض الجزيئات الحيوية في الأيام الأولى لتطور الحياة الحالية.

ولكن الآن نجح مجموعة من الباحثين في جامعة تسينجهوا (Tsinghua University) في بكين، الصين، من اتخاذ ما يمكن وصفه بأنه "خطوة صغيرة" نحو إنشاء كائنات مرآتية، إذ تمكنوا من تخليق أنزيم بوليمريز يمكنه نسخ الحمض النووي وتحويله إلى حمض نووي ريبي، وهو ما يعني إمكانية توليد أشكال حياة اصطناعية مبنية على كيمياء حيوية معاكسة وقادرة على التكاثر.

حمض أميني تلو الآخر

من الجدير بالذكر أن إنشاء كيمياء حيوية مرآتية له العديد من الآثار العملية الهامة. على سبيل المثال: يمكن توليف أنزيمات وجزيئات حيوية لها يدويّة معاكسة لتستخدم في أغراض طبية، إذ قد تكون في مأمن من هجوم الفيروسات أو تكون مقاومة للكيمياء الحيوية للبكتيريا، والتي تبطل مفعول بعض المضادات الحيوية.

ما فعله فريق تسينجهوا كان إنشاء نسخة "مبسّطة" من أنزيم بوليمريز مرآتي، وهو أنزيم يتكون في العادة من أكثر من 600 حمض أميني، لكن الفريق كوّن نسخة مرآتية من أصغر أنزيم بوليمريز معروف وهو أنزيم "بوليمريز فيروس حمى الخنازير الأفريقية إكس". يتكون الأنزيم من 174 حمضاً أمينياً فقط، ولذلك كان من السهل نسبياً تخليقه من الأحماض الأمينية اليمنى.

ومن المسلم به أن الأنزيم بطيء، لكنه يقوم بوظيفته بشكل جيد، واستطاع الأنزيم أن يضيف 12 نيوكليوتيداً إلى سلسلة حمض نووي عسراء مكونة من 18 نيوكليوتيداً في أربع ساعات؛ وبعد 36 ساعة ولّف سلسلة من 56 نيوكليوتيداً، إضافةً إلى ذلك، نجح الفريق في جعل هذا البوليمريز يحوّل الحمض النووي المرآتي إلى حمض نووي ريبي مرآتي، ما يعدّ خطوة هامة نحو بناء كائن عامل.

الخطوة التالية هي تعلم كيفية بناء كائن حي كامل، وعلى سبيل المثال: من أجل ترجمة الحمض النووي الريبي المرآتي إلى بروتينات مرآتية نحتاج إلى الريبوسوم وهو ما يُسمى عالمياً ب"الآلة الجزيئية المعقدة".

إن بناء ريبوسوم مرآتي لن يكون عملاً سهلاً، لذا لن تجدوا أي طيور أو كلاب أو أناس مرآتيين في أي وقت قريب.