توالی ژنتیک و بیماری‌های مرگ‌بار

هفته گذشته دانشمندان برای نخستین بار با برملا ساختن امکان ساخت ویروس فلج اطفال از طریق سرهم بندی سازی به جهان هشدار دادند. بنا به اظهارنظر کارشناسان این احتمال وجود دارد که برای ساخت ویروس ابولا یا سویه ۱۹۸ ویروس آنفلوانزا که بیش از ۴۰ میلیون نفر را به کشتن دادند، از چنین تکنیکی استفاده شده باشد.

اما آنچه که اکنون نگرانی بیشتری را برانگیخته، وجود راهکارهای آسان تری برای بازآفرینی میکروب‌هاست. بدین ترتیب شما می‌توانید به سادگی ژن‌های کلیدی را به خویشاوندان نزدیک ویروس مورد نظر بیفزایید. نکته کلیدی در تمامی‌موارد صرفا دانستن توالی ژنتیکی ویروس است.

از اینجاست که پرسش‌های بنیادی ای درباره انتشار اطلاعات مربوط به ژنوم عوامل بیماری زای کشنده در اینترنت مطرح می‌شود. یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه استونی بروک، نیویورک، به منظور بازآفرینی ویروس فلج اطفال بخش‌هایی از توالی ویروس را از شرکت‌هایی که هریک تنها بخشی از DNA ویروس مورد نظر را طبق سفارش می‌سازند، خریداری کردند. در آن موقع تنها امکان سفارش قطعات کوتاهی از DNA میسر بود از این رو تیم دانشگاه بروک با کنار هم گذاشتن توالی‌هایی از ۷ جفت باز، ژنومی‌به طول ۷۵۰۰ جفت باز را مونتاژ کردند. هنگامی‌که رونوشت‌های تهیه شده به شکل RNA در لوله‌های شیشه ای مملو از اجزای سازنده سلول که به نوبه خود تقلیدی از سلول‌های انسانی بودند، قرار داده شد، ذرات ویروسی به طرز فوق العاده ای شکل گرفتند.

این اتفاق آن طور که به نظر می‌رسید یک شاهکار علمی‌نبود.

تمامی‌این مراحل مرتبا در هزاران آزمایشگاه موجود در سرتاسر جهان پی گیری می‌شوند و تمامی‌کسانی که به دانش شناسایی توالی ژن‌ها و قدری تجربه در زمینه عملی مجهزند با در دست داشتن ابزارهای معمولی قادر به بازآفرینی ویروس‌ها در لوله‌های آزمایشگاه هستند. بنا به گفته ایکارد ویمر (E.Wimmer)، رهبر تیم تحقیقاتی، آنچه که به یکباره برای مردم تکان دهنده است واقعی بودن چنین تکنیکی است.

پس از انتشار خبر در روز جمعه همان هفته مقامات اعلام کردند که این گزارش تأثیری بر کار مبارزه سازمان بهداشت جهانی (WHO) برای ریشه کن سازی فلج اطفال ندارد. ویمر که خود یکی از اعضای WHO (این کمیته عهده دار جلوگیری از انتشار نمونه‌های ویروس فلج اطفالی است که از سرتاسر جهان به دستشان می‌رسد) است، می‌گوید که این مسئله آن قدرها هم شگفت انگیز نیست و می‌افزاید که کمیته به خوبی می‌داند که ریشه کن سازی تمامی‌ویروس‌های فلج اطفال موجود در فریزرهای سرتاسر جهان کار بسیار دشواری خواهد بود و این بدان معنی است که موجودی واکسن فلج اطفال موقعی که واکسیناسیون خاتمه یابد همچنان نگه داشته می‌شود. تا چندی پیش گمان می‌رفت که این کار طی پانزده سال صورت گیرد حال آنکه اکنون انجام چنین کاری بعید به نظر می‌رسد.

نگرانی واقعی از آنجا ناشی می‌شود که تروریست‌های زیستی می‌توانند به راحتی از روش ساخت ویروس‌هایی مانند ابولا و آبله استفاده کنند. در این راستا کارشناسان بلافاصله خاطرنشان ساختند که ساخت چنین ویروس‌هایی به مراتب دشوارتر از ساخت ویروس فلج اطفال است. دستیابی به ژنوم ویروس فلج اطفال به خاطر کوچک بودنش کار نسبتا ساده ای است و علاوه بر این نحوه عمل ویروس در دستبرد زدن به منابع سلولی نیز ساده است. تنها یک رونوشت از ژنوم RNA برای راه اندازی آبشاری از وقایعی ای که به تولید ذرات ویروسی منتهی می‌شوند، کافی است. اما برای همانندسازی ویروس‌هایی نظیر ابولا علاوه بر ژنوم، داشتن پروتئین‌های کلیدی مورد نیاز ویروس نیز ضروری است. اما این موانع نیز به سرعت از پیش پا برداشته شده اند. برای انجام این کار پژوهشگران ژنوم ویروس مورد نظر و بخش‌هایی از DNA که پروتئین‌های کلیدی ویروس را کدگذاری می‌کنند را به سلول اضافه کردند. با ساخته شدن پروتئین‌ها فرآیندهای همانندسازی نیز به راه می‌افتند. بدین ترتیب تیم تحقیقاتی در نهایت توانست ژنوم مورد نیازشان را از خود ویروس به دست آورد. از این پس صرف اینکه ژنوم ابولا اندکی بزرگ تر از ژنوم فلج اطفال است نمی‌تواند دلیلی بر ناتوانی در مونتاژ آن از طریق سرهم بندی باشد.

برای مثال سویه ۱۹۸ ویروس آنفلوانزا که قطعات مختلف آن از نمونه‌های بافتی نگهداری شده بازیافت شد را در نظر بگیرید. بنا به گفته جفری توبنبرگر (J.Taubenberger) از انستیتو آسیب شناسی نیروهای مسلح در واشنگتن دی سی، در حال حاضر توالی سه قطعه از هشت قطعه ژنی این ویروس منتشر شده است و توالی بخش اعظم دو قطعه دیگر نیز پیدا شده و احتمالا در سال جاری منتشر می‌شود. او می‌افزاید که تا دو سال دیگر کار تعیین توالی سه قطعه باقی مانده پایان خواهد یافت.

از این پس هر کسی می‌تواند از ژنتیک معکوس برای ساخت این ویروس استفاده کند. بازآفرینی ویروس آبله از طریق مونتاژ دقیق ژنوم آن به مراتب از مونتاژ ویروس‌های فلج اطفال یا ابولا دشوارتر است، زیرا توالی آن با داشتن در حدود ۱۸۵۰۰۰ جفت باز بسیار طولانی تر از ویروس فلج اطفال یا ابولا است. اما لیو سان داخچیف (L.Sandakchiev)، کارشناس آبله و رئیس آزمایشگاه دفاع زیستی «وکتور» روسیه واقع در سیبری معتقد است که این کار شدنی است و اطمینان خاطر دارد که دانشمندان بالاخره موفق به انجام آن خواهند شد. حال چگونه می‌توان جلوی این اتفاق را گرفت؟ هم اکنون شرکت‌های سازنده DNA نظیر آنهایی که کار بازآفرینی ویروس فلج اطفال را انجام می‌دهند، نظارتی بر آنچه مشتریان سفارش می‌دهند ندارند. یکی از تکنسین‌های این شرکت‌ها که به بیش از ۴۰ کشور جهان و از جمله کشورهای خاورمیانه DNA ارسال می‌کند، در این باره می‌گوید که ما هیچ کنترلی بر عملکرد مشتریان نداریم.

حتی اگر اطمینان خاطر داشته باشیم که هیچ یک از مشتریان از سفارش‌ها برای ساخت مثلا ویروس آبله استفاده نمی‌کنند باز هم کافی نخواهد بود زیرا این احتمال وجود دارد که از طریق مونتاژ قطعات به راحتی به یک خویشاوند نزدیک دست یافته و پروتئین‌های کلیدی توالی آن را به پروتئین‌های آبله تغییر دهند. از جمله این خویشاوندان ویروس آبله شتری و آبله گاوی است که به راحتی می‌توان آن را به دست آورد. باکتری‌های مشابه باکتری سیاه زخم را نیز می‌توان با همین روش تهیه کرد.

اکنون که تمامی‌موانع پشت سر گذاشته شده و در آستانه موفقیت قرار گرفته ایم چرا نباید ویروس بسازیم نیوساینتیست سال گذشته در صفحه چهارم شماره ۱۳ ژانویه ۲۰۰۱ اعلام کرد که دانشمندان با انجام آزمایشاتی بر روی ویروس آبله موشی موفق به ساخت سویه بسیار کشنده تری از آبله شده اند. تمامی‌اینها بدین معنی است که محدود ساختن امکان دسترسی به عوامل بیماری زای خطرناک و انواع معینی از تجهیزات مانع فعالیت تروریست‌های زیستی مصمم نخواهد بود و حتی اگر ویروس‌ها به کلی ریشه کن شوند باز هم چنین امری تحقق نمی‌یابد زیرا تنها چیزی که برای بازگرداندن آنها ضروری است دانستن توالی ژنتیکی شان و در مواردی شناخت چیزهایی است که برای همانندسازی از خود بدان‌ها نیاز دارند.