كيف يمكن للتعديل الجيني أن يحافظ على التنوع البيولوجي

إنقاذ الأنواع من الانقراض

تسببت تدمير المواطن، والصيد المفرط، والأضرار البيئية الأخرى في دفع العديد من الأنواع إلى الانقراض، أو القرب منه. إنها سمة متأصلة في ما يسمى “العصر الأنثروبولوجي”، عصر جيولوجي جديد يتميز بتفوق البشرية على النظم البيئية للأرض.

ساهمت استراتيجيات الحفظ التقليدية مثل المحميات الطبيعية، وحماية الحيوانات المطاردة، وتربيتها في حدائق الحيوان في إنقاذ العديد من الأنواع من حافة الانقراض.

然而، تركز هذه الاستراتيجيات معظم الوقت على إنقاذ النوع كconcept عام، مع وجود مجموعة محدودة من الأفراد أو النباتات فقط، مقارنة بالسكان الطبيعية السابقة.

يمكن أن ينقذ هذا بالفعل النوع، ولكن يأتي مع خسارة كبيرة في التنوع الجيني. يمكن أن يجعل النوع المحفوظ أكثر عرضة للتهديدات المستقبلية، مثل تغير المناخ، وتدمير المواطن، أو الممراض.

بديل متطور هو تكنولوجيا تعديل الجينوم، التي تُعدل ليس فقط جينًا واحدًا ولكن مساحات كبيرة من الجينات الفردية. يمكن أن يساعد هذا في استعادة التنوع الجيني في السكان الذين مرت جينومهم بثقوب الانقراض الشبه كامل.

ناقش باحثون من جامعة إيست أنجليا، وجامعة كوبنهاغن، وجامعة كنت، ومؤسسة الحياة البرية في موريشيوس، وجمعية حماية الحياة البرية ديريل، ومؤسسة كолосال وشركة كолосال للعلوم الحيوية الاعتبارات الأخلاقية والاجتماعية والاقتصادية لهذه التكنولوجيا في منشور في مجلة نيتشر ريفيوز بايودايفرسيتي، تحت عنوان “هندسة الجينوم في حفظ التنوع البيولوجي وتعافيه”.

العنق الجيني

تُقسم سكان النباتات والحيوانات إلى أنواع، مع تعريف شائع هو أن الأنواع لا يمكنها التزاوج مع بعضها البعض.

然而، ليست الجينات الخاصة بالنوع كتلة متجانسة، مع وجود العديد من الاختلافات الجينية الدقيقة التي تؤدي إلى اختلافات داخل الأنواع في السلوك، والمظهر، والقدرة، وتحمل الإجهادات المختلفة، ومقاومة الأمراض، وغيرها.

عندما يتم قتل أو فشل العديد من الأفراد الذين يشكلون النوع في التكاثر، يمكن أن تفقد بعض من التنوع الجيني مع هؤلاء الأفراد الذين يحملونها.

يخلق هذا ما يسميه علماء البيئة “العنق الجيني”، مع فقدان العديد من الصفات وعدم وجودها في الأفراد الناجين من النوع.

مصدر: Naturalis Historia

يمكن أن يؤدي هذا إلى خسارة في التنوع الجيني، بالإضافة إلى تركيز أعلى من الطفرات الضارة، وهو ظاهرة تعرف باسم تآكل الجينوم. إذا كان قويًا جدًا، يمكن لتآكل الجينوم أن يؤدي إلى انقراض النوع، بغض النظر عن بيئته والموارد المتاحة.

في الحالات الأقل حدة، قد يبقى النوع الناجي معرضًا للخطر جينيًا، مع انخفاض في مقاومته للتهديدات المستقبلية مثل الأمراض الجديدة أو تغير المناخ.

虽然 توجد هذه الجينات المفقودة الآن غائبًا عن الأفراد الأحياء، إلا أنها لا تزال موجودة في العينات التاريخية، والمصارف البيولوجية، والأنواع المرتبطة.

دراسة حالة: تآكل جيني في حمامة موريشيوس الوردية

مثال على نوع تم إنقاذه من حافة الانقراض هو حمامة موريشيوس الوردية، طائر أصلي في جزيرة موريشيوس في المحيط الهندي. من 10 أفراد ناجين، ساهمت التكاثر في الأسر وإعادة التوطين في习اتهم الطبيعية في زيادة أعدادهم إلى 600 طائر.

مصدر: Genetic Engineering & Biotechnology News

كشفت الدراسات الجينية عن جينات هذه الحمام أن تآكل الجينوم قد يؤدي إلى الانقراض في غضون 50-100 سنة القادمة. مع عدم وجود أفراد آخرين في الأسر أو في البرية، لكان ذلك يعني في السابق أن الجهود المبذولة لإنقاذ هذا النوع كانت في النهاية عديمة الفائدة.

لذلك، هناك حاجة إلى حلول جديدة لهمام موريشيوس الوردية، بالإضافة إلى العديد من الأنواع المهددة الأخرى.

“لضمان البقاء على المدى الطويل للأنواع المهددة، نعتقد أنه من الضروري تبني التطورات التكنولوجية الجديدة جنبًا إلى جنب مع استراتيجيات الحفظ التقليدية.”

بروفيسور فان أوسترهوت جامعة إيست أنجليا

العثور على الجينات المفقودة

تم حفظ الكثير من المواد البيولوجية في المتاحف والمصارف البيولوجية، خاصة للأنواع التي أصبحت منقرضة أو معرضة للانقراض في العقود القليلة الماضية، بعد أن أصبحت أهمية الحمض النووي أكثر فهمًا في المجتمع العلمي.

هذا يعني أنه بينما قد مات الفرد الذي يحمل التنوع الجيني منذ عقود أو حتى قرون، لا يزال إرثه الجيني موجودًا في أيدي البشر الذين تسببوا في فقدان هذه الجينات.

مصدر: Stephen Turner

مع تحسين تحليل الجينوم وتعديل الجينات يومًا بعد يوم، يصبح إعادة إدخال هذه الجينات المهمة إلى مجموعة جينات الأنواع المهددة أكثر جاذبية.

“نواجه أسرع تغيير بيئي في تاريخ الأرض، وlost العديد من الأنواع التنوع الجيني اللازم للتكيف والبقاء. توفر هندسة الجينوم وسيلة لاستعادة هذا التنوع.”

بروفيسور فان أوسترهوت جامعة إيست أنجليا

حددت المجموعة البحثية ثلاثة تطبيقات رئيسية لهذه التكنولوجيا:

1. استعادة التباين الجيني المفقود. يمكن القيام بذلك من خلال إعادة إدخال الجينات الموجودة في العينة التاريخية، ولكنها غائبة عن السكان الناجين الحديثين.
2. تحسين التكيف. يمكن إعطاء الأولوية للجينات المرتبطة بالخصائص مثل تحمل الحرارة أو مقاومة الممراض لتحسين معدل البقاء على قيد الحياة وقدرة التكيف مع البيئة، خاصة في البرية.
3. تقليل الطفرات الضارة. يمكن أن يزيد حذف الطفرات الضارة المستهدفة في السكان الناجين من البقاء على قيد الحياة، والصحة العامة، ومعدل التكاثر على المدى الطويل. يمكن أن يكون هذا مهمًا بشكل خاص للأفراد الذين سيتم إعادة إدخالهم إلى موطنهم الطبيعي فيما بعد.

مخاطر هندسة الجينوم

الخطر الأول هو أن التكنولوجيا لا تعمل كما هو موضح. و特别، يمكن أن تؤدي التعديلات الجينية غير المستهدفة إلى خلق طفرات ضارة إضافية.

يمكن أن يؤدي التركيز القوي على عاملية تكاثر الأفراد المعدلة لنشر الجين وإعادة إدخال السمات إلى تقليل التنوع الجيني بشكل أكبر.

يمكن أن يؤدي التعبير غير المتوقع أو الآثار غير المتوقعة للجينات المعادة إدخالها، خاصة عند إعادة إدخال جزء من الجينات المفقودة، إلى ظهور سمات جديدة غير موجودة في النوع في المقام الأول. يمكن أن يؤدي هذا إلى تدهور قدرة النوع على البقاء أو حتى إلى الأذى البيئي إذا تم إدخاله إلى النظام البيئي الأوسع.

نظرًا لجميع هذه الأسباب، يوصي العلماء بالتجارب السريرية الصغيرة ومراقبة طويلة الأمد للتأثيرات التطورية والبيئية لمشروع هندسة جينومي.

خطر آخر هو تبني عقلية “التكنولوجيا أولاً” في الحفظ، بينما يجب أن تكون التدخلات الجينية مكملة ولا تحل محل إعادة تأهيل المواطن وإجراءات الحفظ التقليدية.
“تعديل الجينوم ليس بديلاً عن حماية الأنواع وسيظل دائمًا حلًا سحريًا — يجب تقييم دوره بدقة جنبًا إلى جنب مع استراتيجيات الحفظ التقليدية كجزء من نهج شامل مع حماية الأنواع كمرشد.”

البروفيسور هيرنان موراليس من معهد جلوب

التآزر مع “إعادة الانقراض”

بالمثل الذي يمكن أن تُدخل به هندسة الجينوم جينات جديدة إلى السكان الذين خضعوا لانسداد، يمكن أن تُدخل جينات أنواع منقرضة تمامًا. هذا هو مفهوم “إعادة الانقراض”.

من أبرز مؤيدي هذه الفكرة شركة كолосال. لقد أثاروا مؤخرًا ضجة كبيرة في الأخبار بفضل إعادة إنشاءهم الجزئي للذئب الأعظم.

الخطوة التالية للشركة هي إعادة إنشاء الماموث الصوفي.
“نفس التطورات التكنولوجية التي تسمح لنا بإدخال جينات الماموث في جينوم الفيل يمكن استغلالها لإنقاذ الأنواع التي تتهددها الانقراض.”

د. بث شابيرو، رئيس قسم العلوم في كолосال للعلوم الحيوية

تتضمن إعادة الانقراض عادةً إنشاء أجنة من الأنواع المنقرضة ووضعها في بطن أنواع مرتبطة. تُستخدم مثل هذه الوكالة بين الأنواع حاليًا لإنقاذ وحيد القرن الأبيض.

يمكن أن تُستخدم نفس الطريقة أيضًا للأنواع المهددة بالانقراض مع هندسة الجينوم، مما يؤدي إلى القدرة على إنتاج几乎 “الكتلة” للسكان مع التنوع الجيني الأكبر، جنبًا إلى جنب مع الأفراد المحميين في البرية.

بشكل عام، يعد هذا الفكرة جزءًا من التأثير الأوسع الذي يمكن أن تتركه الهندسة الحيوية على جهود الحفظ.

مصدر: iScience

استثمار في قطاع التكنولوجيا الحيوية

جينكو بيووركس: قائد في جينوميات الحفظ

تنتج الشركة كائنات حية حسب الطلب لتطبيقات محددة. لقد تنوعت تطبيقاتها على نطاق واسع مع العديد من برامج البحث والشراكات:

• الكانابينويدات
• إنتاج لقاحات الرنا وطب النيوكليك
• بروتينات الأغذية
• إنتاج الأسمدة البيولوجية بالشراكة مع باير
• الميكروبات القابلة للبرمجة للأمراض المعوية
• إزالة الملوثات الدقيقة
• الأمن البيولوجي واكتشاف الممراض
• إعادة تدوير الفاقد والملوثات

توليد الأموال من خلال الدفع المسبق لعملية التطوير ومن خلال العوائد على المنتج النهائي.

كانت الشركة في طليعة الابتكار في هندسة الكائنات الحية وتطوير تقنيات جديدة للحيوانات والنباتات الجديدة.

هذا يضعها في وضع قوي لمساهمة محتملة في جهود الحفظ وتنمية أساليب جديدة لتعزيز الأنواع المهددة، ليس فقط للحيوانات الكبيرة ولكن أيضًا للنباتات والمايكروبيوم.

يمكن أن تكون شريكًا رئيسيًا للبرامج العامة والمنظمات البيئية الخاصة لتطبيق مثل هذه الاستراتيجيات.

(غطينا هذه الشركة بالتفصيل في تقرير مخصص يشرح تاريخها وتقنياتها الفريدة ونموذج أعمالها.

أحدث أخبار وأحداث أسهم جينكو بيووركس (DNA)

الدراسة المذكورة

^{1. فان أوسترهوت، سي، سوپل، إم.إيه، موراليس، إتش.إي. وآخرون. هندسة الجينوم في حفظ التنوع البيولوجي وتعافيه. نيتشر ريفيوز بايودايفرسيتي 18 يوليو 2025. https://doi.org/10.1038/s44358-025-00065-6}