اختراق علمي.. «خلية اصطناعية» تنمو وتنقسم لأول مرة

حقق باحثون من جامعة مينيسوتا الأمريكية تقدمًا علميًا وُصف بأنه “اختراق تاريخي” في مجال الهندسة البيولوجية، بعد تطوير أول خلية اصطناعية قادرة على إكمال دورة حياة شبه متكاملة تشمل النمو وتضاعف المادة الوراثية ثم الانقسام لإنتاج جيل جديد.

ويُعد هذا الإنجاز خطوة بارزة في مساعي العلماء نحو بناء أنظمة حية من مكونات كيميائية غير حية بالكامل، ضمن أبحاث متقدمة في علم الأحياء الاصطناعي.

وقادت فريق البحث الدكتورة كيت آدامالا، حيث استخدم العلماء كريات مجهرية مملوءة بالماء تُعرف باسم الليبوزومات، لا يتجاوز قطرها أجزاءً من الألف من المليمتر، مع إضافة حمض نووي مُصنّع مخبريًا لتأمين الوظائف الأساسية للخلية.

وأطلق الباحثون على هذه الخلايا اسم “سبود سيل” (SpudCells)، في إشارة رمزية إلى القمر الصناعي الروسي “سبوتنيك”، باعتباره نقطة انطلاق لعصر استكشاف الفضاء، مع دلالة على دخول مرحلة جديدة في علم الأحياء الاصطناعي.

وتعمل هذه الخلايا داخل وسط سائل غني بجزيئات الطاقة مثل ATP، وتعتمد على اندماجها مع ليبوزومات مغذية توفر الإنزيمات والريبوزومات اللازمة لإنتاج البروتينات، إلى جانب تعليمات وراثية تمكّنها من نسخ مادتها الوراثية والانقسام.

وأظهر الباحثون أن الخلايا التي تمتلك خصائص نمو أفضل قادرة على التفوق على غيرها، في محاكاة لمبدأ “البقاء للأصلح” في السياق البيولوجي.

ورغم هذا التقدم، أوضحت الباحثة كيت آدامالا أن هذه الخلايا لا تُعد حية بالمعنى الكامل، إذ تعتمد بشكل كامل على البيئة السائلة المحيطة بها، وتفتقر إلى أنظمة ذاتية معقدة مثل تنظيم الأيض أو التخلص من النفايات، كما أنها تتوقف عن العمل بعد عدة أجيال وتواجه أخطاء في عملية الانقسام الوراثي.

ويشير الباحثون إلى أن هذا الإنجاز يفتح الباب أمام تطوير أنظمة خلوية اصطناعية يمكن استخدامها مستقبلًا في إنتاج الأدوية والغذاء والوقود والمواد الحيوية، إلى جانب تعزيز فهم آليات نشوء الحياة من المادة غير الحية.

ويأتي هذا التطور بعد محاولات سابقة في مجال بناء الكائنات الاصطناعية، من أبرزها نجاح العالم كريغ فينتر عام 2010 في إنشاء كائن حي معدل وراثيًا، بينما يتمثل الجديد في هذا البحث في بناء نظام خلوي “من الصفر” مع فهم كل مكون على حدة.

ويخطط الفريق لإنشاء مؤسسة بحثية متخصصة لتطوير هذا المجال، في وقت يرى فيه خبراء أن هذه التقنية قد تمثل نواة لما يوصف بـ“نظام تشغيل للحياة” قائم على الجينات والكيمياء الحيوية.