الأفلام الفوتوغرافية على أبسط الخلايا البكتيرية

في فتحٍ علميٍ جديد لتقنية قطع وتعديل الچينات “كريسبر-CRISPR”، تمكّن العلماء من تسجيل فيلمٍ فوتوغرافيٍ في الخلايا البكتيرية واسترجاعه لمشاهدته ثانيةً.

بدأ الأمر عندما كان “سيث شيبمان”، أخصائيُّ البيولوچيا التركيبية بجامعة هارڤارد، يحاول فكّ شفرة تسجيل خلايا المخ للأحداث والمعلومات المختلفة، فألهمه ذلك استخدام تقنية “كريسبر” لإدخال البيانات في المادة الچينية للخلايا البكتيرية، ثم استرجاعها بعد ذلك.

يقول “سيث” في هذا الإطار: “تمتلك الخلايا هذه القدرة الفريدة من نوعها، التي تمكّنها من تخزين المعلومات، وأنا أرغب أن تكون لديّ تلك التسجيلات الجزيئية في الجهاز العصبيّ المتطور”.

تم ذلك بتقسيم الفيلم إلى أُطر، وكل إطارٍ منهم إلى عدد من البكسلات “pixels”، ثم تصميم قطع DNA؛ بحيث تتناسب كل قطعة منها مع بكسل معيّن، ووضع قطعة إضافية لتميّز كل شفرةٍ منهم عن الأخرى حتى يَسهل استرجاعها مرةً أخرى، فانتهى بهم الأمر إلى تكوين البكسل من ٣٣ حرف DNA وتكوين الإطار من ١٠٤ شظية من DNA ثم دمجها مع الحمض النووي للبكتيريا.

رتّب الباحثون هذه القطع ودمجوا كلًا منها في خلايا بكتيرية مختلفة داخل مستعمرة بكتيرية؛ لأنه لا يمكن تخزين كل هذه المعلومات في خلية بكتيرية واحدة. وكان الترتيب يتّبع تتابعًا معينًا بحيث يمكّن الباحثين من استرجاعها لتكوين الفيلم بنفس تتابعه مرةً أخرى.

تقنية “كريسبر” هي مجموعة من الچينات في المحتوى الچيني للبكتيريا مع بروتين يسمى كاس-٩ Cas9 وهي عبارة عن وسيلةٍ مناعيةٍ تستخدمها البكتيريا للدفاع عن نفسها ضد ڤيروسات البكتيريا؛ بحيث تقطع أجزاءًا من الحمض النوويّ للڤيروس، وتدمجها مع چيناتها مكونةً بذلك إنزيمًا يؤدي هذه الوظيفة.

يأمل الباحثون أن يتمكنوا بواسطة هذا الفتح من جعل البكتيريا مذكِّرات تخزين للأحداث البيئية المختلفة، وهو أمرٌ مثيرٌ للدهشة إن تمكن منه العلماء، وسيساعدنا على فهمٍ أعمق لآليات تخزين المخ للمعلومات المختلفة.

إعداد: محمد إيهاب