آیا بشر میتواند با مهندسی ژنتیک روی مسیر طبیعی تکامل موثر باشد؟
دانشمندان امیدوارند از طریق مهندسی ژنها و دستکاری در DNA قادر به ریشهکنکردن برخی از بیماریها باشند.
پایگاه نیویورکر در یک گزارش طولانی و مفصل به بررسی دیدگاههای دانشمندی به نام کوین اسولت از MIT در زمینهی دستکاری ژنی و مهندسی ژنتیک روی موجودات طبیعی بهمنظور ریشهکن کردن یا کاهش اثرات برخی بیماریها و حشرات ناقل بیماریها و سایر موارد مشابه در این زمینه پرداخته است. برای اینکه با اهمیت این موضوع و بهطور خاص با اهمیت کارهای کوین آشنا شویم، به سراغ این گزارش مفصل رفتهایم. این گزارش را در سه بخش جداگانه ارائه خواهیم داد و در ادامه از شما دعوت میکنیم با بخش نخست آن همراه شوید.
در یک روز بادی در Woods Hole، استادیاری در زمینهی مهندسی بیولوژیکی از دانشگاه MIT با نام کوین اسولت (Kevin Esvelt)، سوار یک قایق میشود تا خود را به جزیرهی نانتاکت (Nantucket)، واقع در ایالت ماساچوست برساند. او قصد دارد در نشستی که با حضور مسئولان محلی برگزار میشود، راهحل خود را برای حل یکی از معضلات مزمن این جزیره، یعنی بیماری لایم (Lyme) ارائه دهد. او تمام شب را برای تهیهی اسلایدهای خود بیدار بود و نشانههای خستگی در او نمایان شده بود. اسولت دکمههای پیراهنش را اشتباهی بسته بود و زیر چشمان آبی او نیز گود افتاده بود.
اسولت با ۳۴ سال سن، مدیر گروه sculpting evolution در MIT است، جایی که او و همکارانش تلاش میکنند با طراحی ابزار مولکولی، بتوانند تغییرات اساسی در دنیای طبیعی به وجود آورند. اگر اهالی جزیرهی نانتاکت موافقت کنند، او قصد دارد با استفاده از چنین ابزارهایی، DNA موشهای پاسفید این جزیره را دستکاری کند تا آنها را به بیماری لایم و سایر بیماریهایی که کنه ناقل آنها است، مصون کنند. آنها ابتدا چنین موشهایی را در محیط آزمایشگاهی پرورش میدهند و بهصورت آزمایشی در یک جزیرهی بدون سکنه رها میکنند. اگر تعداد کنههای ناقل بیماری لایم کاهش یابد، اسولت قصد دارد با کسب مجوزهای لازم از مسئولان این جزیره، همین فرآیند را در نانتاکت و مناطق همجوار از جمله Martha’s Vineyard اجرا کند.
هماکنون بیش از یکچهارم سکنهی نانتاکت با این بیماری دست به گریبان هستند، بیماری که یکی از سریعترین رشدها را در میان سایر بیماریها در ایالات متحده دارد. بیمار مبتلا به لایم، ابتدا علائم شبیه به سرماخوردگی، همچون تبولرز نشان میدهد. در صورت تشخیص به موقع بیماری، میتوان با مصرف آنتیبیوتیکهای معمول آن را درمان کرد. با این حال، در اکثر افراد مبتلا به این بیماری، درد و علائم عصبی تا سالها باقی میماند. در جوامع سرتاسر منطقهی Northeast، ترس از کنههای ناقل بیماریها، ماهیت تابستان را در این مناطق دستخوش تغییر کرده است. والدین کمی هستند که به فرزندان خود اجازه میدهند تا با برهنه در چمنها بدوند و یا اینکه سرخوشانه در جنگل قدم بزنند.
اسولت در سخرانی خود برای مقامات محلی و عموم مردم نانتاکت، که در مرکز ایستگاه پلیس این شهر تجمع یافته بودند، توضیح داد که موش پاسفید منشأ اصلی بیماری لایم به شمار میرود که از طریق کنهها به انسان انتقال مییابند. او چنین گفت:
اگر ما دست خود را تکان دهیم و این بیماری ریشهکن شود چطور؟! این یک مشکل زیستمحیطی است، پس ما باید یک راه حل زیستمحیطی برای این مشکل پیدا کنیم تا بتوانیم چرخهی انتقال این بیماری را بشکنیم و آن را در محیط زیست حشرات بیماریزا محبوس کنیم.
در حال حاضر هیچگونه واکسن تأییدشده برای بیماری لایم وجود ندارد، البته برای سگها چنین واکسنی ساخته شده است که برای موشها نیز جواب میدهد. اسولت و تیم او کار خود را ابتدا با واکسینه کردن موشها و تعیین ترکیب ژنتیکی مقاومترین آنتیبادیها شروع خواهند کرد. آنها سپس ژنهای لازم برای ساخت آنتیبادیها را وارد تخمهای موشها میکنند. به این ترتیب موشهای به دنیا آمده به بیماری لایم مقاوم خواهند بود. نهایتا، با آزادسازی موشهای مقاومشده به طبیعت و جفتگیری آنها با موشهای وحشی، تمام جمعیت موشها نسبت به بیماری مصون میشوند. آنتی بادیهای موجود در بدن موشها میتوانند باکتری لایم را که توسط گزش کنهها وارد بدن موشها میشوند، از بین ببرند و آن طور که اسولت میگوید:
موشها را از چرخه حذف کنید، تا کل چرخهی انتقال از هم بپاشد.
در سال گذشته اسولت بارها در مورد بیماری لایم در محافل مختلف، نه تنها فقط در نانتاکت و Martha’s Vineyard، بلکه در فرومهایی در سرتاسر جهان از همایش بیولوژی مصنوعی در کشور شیلی گرفته تا کنفرانس پیشروان کاخ سفید که به میزانی باراک اوباما در پیزبورگ برگزار شد، سخنرانی کرده است. در تمام این محافل، اسولت به حاضران اظهار میکند که تلاش و خواستهی واقعی وی این است که دو فرزندش، یک پسر سه ساله و یک دختر یک ساله، در جهانی عاری از بیماری لایم بزرگ شوند. اما این موضوع دلیل اصلی شرکت او در میتینگهای بیماریهای عفونی، کنوانسیونهای حشرهشناسی و کارگروههای بینالمللی نیست. او هم اکنون درگیر مأموریتی است که به اعتقاد او بسیار مهمتر از این موضوعات است.
اسولت و همکارانش اولین کسانی بودند که در سال ۲۰۱۴ اعلام کردند که میتوان با ترکیب ابزار انقلابی تغییر ژنها، یعنی کریسپر (CRISPR) با پدیدهی طبیعی ژن درایو (gene drive) یا تحریک ژنی، سرنوشت ژنتیکی گونههای مختلف جانوری را تغییر داد. نحوهی عملکرد ژن درایو به این گونه است که قوانین سنتی توارث مندلی ( Mendelian inheritance) را ملغی میکند. در حالت عادی، فرزند به وجود آمده توسط گونههایی که از طریق رابطهی جنسی زاد و ولد میکنند، نصف ژنومهای خود را از هر یک از والدین کسب میکنند. اما زیستشناسان از سال دههی ۴۰ میلادی متوجه شدند که بعضی از المانهای ژنتیکی «خودخواه» هستند. به این معنی که روند تکامل فرصتی برای این المانها فراهم کرده است که با شانس بیشتری نسبت به حالت پنجاه-پنجاه به نسل دیگر منتقل شوند. این ویژگی باعث میشود که بعضی از ویژگیهای خصوصیتی مشخص با سرعتی غیرمعمول در میان یک گونه منتشر شود.
قبل از معرفی ابزار کریسپر، زیستشناسان ابزاری برای اعمال تغییرات جبری ژنتیکی در میان کل جمعیت یک گونه در دست نداشتند. اما این سیستم که در واقع نوعی چاقوی جراحی کوچک است، زیستشناسان را قادر میکند تا توالی ژنوم میلیاردها نوکلئوتید را تغییر دهند یا حذف کنند. دانشمندان با جایگزینی ژنوم اصلاحشده در DNA یک ارگانیسم، اطمینان حاصل میکنند که ژن جدید در نسلهای بعدی به ارث برده میشود. برای مثال، چنین جهش ژنتیکی مهندسیشده در پشهها باعث شد که عملکرد انگل ناقل مالاریا خنثی شود و ژنهای مقاوم ساختهشده بهسرعت در نسلهای بعدی منتشر شود. درصد بیشتری از هر نسل بعدی ایجادشده توسط این پشهها، این خصوصیت را به ارث میبرند تا جایی که بعد از چند نسل، کل جمعیت پشهها نسبت به مالاریا مقاوم میشوند.
تاکنون دانشمندان چنین ابزار قوی زیستی در اختیار نداشتند، ابزاری که این پتانسیل را دارد که دنیای ما را بهبود ببخشد و یا در معرض خطر قرار دهد. اسولت امیدوار است از این تکنولوژی بهعنوان اهرمی برای مطالعه و دخالت در یکی از حوزههای کمتر شناختهشده و مرموز علوم استفاده کند. او میگوید:
تنها راه برای انجام آزمایشی که باعث انقراض یک گونهی حیات روی زمین شود این است که با شفافیت کامل انجام گیرد. با در نظر گرفتن اصول اخلاقی و علمی، استفاده از ژن درایو زمانی به موفقیت منجر میشود که این آزمایشات محرمانه نباشد. اگر ما این کار را برای ژن درایو بتوانیم انجام دهیم، برای باقی علوم نیز میتوانیم انجام دهیم.
در گردهمایی برگزارشده در نانتاکت، اسولت به اهالی جزیره اطمینان داد که از عواقب ناشی از دستکاری در بنیادیترین عناصر طبیعت بهخوبی آگاهی دارد. او به حاضران گفت که خود را نه بهعنوان یک زیستشناس، بلکه بهعنوان نمایندهی مردم در نظر میگیرد. اگر مردمی که او نمایندگی آنها را بر عهده دارد، اظهار نارضایتی کنند، او فورا پژوهش را متوقف خواهد کرد. او تأکید کرد که آزمایشها با شفافیت کامل پیش برده خواهد شد. تمام ایمیلها، آزمایشات، مجموعه دادهها و صورتجلسه دیدارها با همه به اشتراک گذاشته خواهد شد. مالکیت معنوی، اغلب حساسترین بخش یک تحقیق علمی است و اسولت میخواهد که آن را در وبسایت آپلود کند. او میگوید که هیچ کاری انجام نخواهد شد، مگر اینکه از پیش رضایت مسئولان و مردمی که تحت تأثیر آن قرار خواهند گرفت، اخذ شده باشد. اسولت در گردهمایی و در پاسخ به زمزمههای حاضران گفت:
وقتی میگویم شفافیت، منظور من شفافیت تمام ابعاد آزمایش است. اگر مونسانتو به روشی کاری را انجام داد، ما به روش دیگری آن کار را انجام میدهیم.
گفتنی است شرکت مونسانتو (Monsanto)، یک شرکت چندملیتی بزرگ است که در حوزهی مهندسی ژنتیک محصولات کشاورزی نیز فعالیت دارد. بعضی از کارشناسان، این شرکت را سمبل استفاده بیش از حد بیوتکنولوژی در کشاورزی میدانند.
تعداد موشهای پاسفیدی که در جزیرهی نانتاکت زندگی میکنند کمتر از یک میلیون است، از اینرو استفاده از ژن درایو برای انتشار ژنهای مقاوم به بیماری لایم بین موشها ضروری نیست. اسولت در نظر دارد با آزاد کردن تعداد کافی موش مقاوم به بیماری لایم، به میزان چند ده هزار، در طبیعت و جفتگیری آنها با موشهای وحشی، کل جمعیت موشهای پاسفید ژنهای مقاوم را به ارث برند. از آنجایی که اسولت نمیتواند این تعداد موش را در آزمایشگاه خود پرورش دهد، از این رو قصد دارد در کانتینر این کار را انجام دهد. البته این روش نمیتواند در ابعاد گسترده مورد استفاده قرار گیرد، زیرا در نواحی شرقی کشور ایالات متحده بیش از یک میلیارد موش پاسفید وجود دارد.
مبارزه با بیماری لایم تنها بخشی از تلاشهای بیسابقه برای مقابله با فراگیرترین رنجهای بشر، از جمله مالاریا و تب دانگ است. با وجود کاهش محسوس تعداد مرگومیرهای ناشی از این بیماریها در طی یک دههی گذشته، هنوز سلامتی نیمی از جمعیت جهان توسط آنها تهدید میشود و سالانه ۷۵۰ هزار انسان جان خود را در اثر ابتلا به این سه بیماری از دست میدهند. مالاریا بهتنهایی روزانه باعث مرگ هزار کودک میشود.
بنیاد بیل و ملیندا گیتس (The Bill and Melinda Gates Foundation) تاکنون دهها میلیون دلار برای تحقیقات مرتبط با مالاریا که توسطی تیمی با نام Target Malaria و به رهبری آستین برت انجام میشود، اختصاص داده است. این تیم تحقیقاتی در تستهای آزمایشگاهی موفق شده است با استفاده از کریسپر، ژنهای پشهی Anopheles gambiae را که حامل انگلهای ناقل مالاریا هستند، دستکاری کنند تا از تولید تخمهای بارور توسط پشههای مؤنث جلوگیری شود. بر اساس نظریهی مطرحشده، در اثر رهاسازی و جفتگیری این پشهها در کشورهای واقع در جنوب صحرای آفریقا، جمعیت آنها شروع به کاهش خواهد کرد. چند هفته پیش بنیاد خیریهی Tata Trusts of Mumbai در هند نیز، پشتیبانی از پروژهای مشابه را اعلام کرد.
همچنین میتوان از ژن درایو برای مقابله با بیماری شیستوزومیازیس (schistosomiasis) استفاده کرد. این بیماری انگلی سالانه صدها میلیون انسان را مبتلا میکند و جان بیش از دویست هزار نفر را میگیرد. به علاوه، این تکنولوژی میتواند به انقراض بعضی از گونههای مهاجم و آسیبرسان کمک کند. از جمله این گونهها میتوان به آفاتی اشاره کرد که دهها هزار هکتار محصولات را نابود میکنند یا پشههایی که باعث گسترش بیماری مالاریای پرندگان میشود. این بیماری بهسرعت در حال گسترش در هاوایی است و پرندگان بومی این منطقه را مبتلا میکند، آنچنان که سازمان حفاظت از پرندگان آمریکا مکررا از هاوایی با عنوان پایتخت انقراض پرندگان در جهان یاد میکند. برای اسولت، این دستاوردها بهنوعی در اولویت دوم قرار دارند. او میگوید:
برای بسیاری از مردم، هدف اول از بین بردن مالاریا است که من هم صد در صد از آن پشتیبانی میکنم. افرادی که در حوزهی کشاورزی فعالیت دارند، اکنون با یک مشکل جهانی به نام پیچکرم (screwwotm) رنج میبرند. آنها میخواهند از شر این آفت در آمریکای جنوبی خلاص شوند. هر شخصی اولویتی برای خود دارد که البته طبیعی است. اما من فکر میکنم مهمترین و بالاترین کاربرد ژن درایو، از بین بردن مالاریا یا تب دانگ یا شیستوزومیازیس یا لایم یا هر چیزی دیگری نیست، بلکه ایجاد تغییر در نگرش به علم است.
این موضوع، همان پیامی است که اسولت سعی دارد به مخاطبان خود در سراسر جهان ارسال کند. در گردهماییهای نانتاکت و Martha’s Vineyard، بازخورد حاضران، حتی آنهایی که با هدف مخالفت شرکت کرده بودند، بهطور باورنکردنی مثبت بود. برای مثال دونیکا کانرز (Danica Connors)، یک گیاهشناس و از مخالفان دستکاری ژنتیکی محصولات که در گردهمآيی نانتاکت حضور داشت میگوید: «من اولین کسی هستم که میگوید دست بردن در ساختار طبیعت، باعث از بین رفتن آن میشود.» اما همین شخص در مورد پیشنهاد اسولت گفت:
من از این گفتهی دانشمند جوان خوشم میآید که این تحقیق نباید یک پروژهی شرکتی باشد و باید برای منافع عموم باشد. من هیجانزده هستم و میخواهم ببینم که او چه کاری انجام خواهد داد.
بسیاری از افراد در کودکی خود عاشق دایناسورها میشوند. بسیاری از آنها با بزرگ شدن، علاقهی کمتری به این موضوع از خود نشان میدهند، اما کوین اسولت از دوران جوانی عقیده داشت که انقراض دایناسورها بهنوعی با ما ارتباط دارد. او در کودکی خود در سیاتل، کتاب «پارک ژوراسیک»، نوشتهی کرایتون را خواند و از همان زمان و در ۱۰ یا ۱۱ سالگی به موضوع بیوتکنولوژی علاقه یافت. او در این ارتباط میگوید:
پدر و مادرم مرا به سفر گالاپاگوس بردند. آن زمان فهمیدم که چه چیزی در زندگی میخواهم.
سفر به گالاپاگوس بهطور ناخودآگاه او را به سمت خواندن کتابهای چارلز داروین (Charles Darwin) سوق داد. اسولت در این مورد میگوید:
من واقعا شگفتزده شده بودم که چطور این سیستمهای پیچیده بهطور مستمر تکامل مییابند و همهی آن توسط DNA محقق میشود. من تصمیم گرفتم که زندگی خود را صرف یادگیری روشهایی برای بازنویسی ژنهای ارگانیسمها کنم تا چیزهای مفید و جالبی بسازم. البته زمانی که شما کودک هستید، بیشتر در مورد چیزهای جالب هیجانزده میشوید تا در مورد چیزهای مفید.
پدر اسولت در آژانس انرژی Bonneville سمت مدیریتی داشت و مادرش نیز آموزگار مدرسهی ابتدایی بود. زمانی که کوین ۱۲ ساله بود، از سیاتل به پورتلند نقل مکان کردند، جایی که او به یک مدرسهی خصوصی رفت. او در این ارتباط میگوید:
پدر و مادرم فکر کردند که یک مدرسهی خصوصی محیطی بهتر برای من است. من خیلی اجتماعی نبودم. البته تا حدی ورزشکار بودم و برای همین با دیگر دانشآموزان کنار میآمدم، در واقع یک بچهی گوشهگیر نبودم. اما قطعا خواندن کتاب را به وقتگذراندن با دیگران ترجیح میدادم.
اسولت بعد از فارغالتحصیلی از کالج هاروی ماد (Harvey Mudd College) که یک کالج مهندسی است و البته در رشتهی علوم انسانی نیز فعالیت زیادی دارد، وارد هاروارد (Harvard) شد و در آزمایشگاه دیوید لوو (David Liu) فعالیت خود را آغاز کرد. دیوید لوو پروفسور شیمی و بیولوژی شیمی است که به خاطر کارهایش در حوزهی تکامل مدیریتشدهی مولکولهای زیستی و مصنوعی شناخته میشود. دانشجویان فوقلیسانس سعی دارند تا جایی که ممکن است مقالات بیشتری در ژورنالهای علمی به چاپ برسانند تا رزومهی بهتری برای پیدا کردن شغل داشته باشند. با این حال، اسولت در پنج سال و نیم ابتدایی حضور ششسالهی خود در هاروارد هیچ مقالهای ننوشت. پروفسور لوو که عضو هیئت علمی دانشگاه هاروارد و موسسهی MIT نیز هست، در این ارتباط میگوید:
اسولت در اولین دیدار ما به من گفت که نمیخواهد روی پروژههای کوچک فعالیت کند، بلکه قصد دارد با مطالعه و تحقیق در یک موضوع ناب، اثر مثبتی بر بیوتکنولوژی داشته باشد. من هیچگاه چنین سخنی از یک دانشجوی ارشد سال اول نشنیده بودم. شگفتزده شدم. به نظرم او شخصی بود که تمام مهارت و اشتیاق لازم برای پیشرفت را داشت و در ضمن نوعی بیباکی سادهلوحانه نیز در او میدیدم.
برای پایاننامهی دکترا، اسولت به سراغ یکی از چالشیترین موضوعات بیولوژی مصنوعی رفت. تکامل در طی میلیونها سال اتفاق میافتد و ممکن است یک جهش کوچک ژنتیکی بعد از چند هزار نسل در یک گونه حیات ماندگار شود. محققانی که به دنبال بازآفرینی یا افزایش تنوع حیات هستند به یک قالب زمانی کوتاهتر نیاز دارند. با نظارت پروفسور لوو، اسولت توانست تکنیکی طراحی کند تا با فریب ویروسها آنها را وادار به تکامل بسیار سریع پروتئینها در آزمایشگاه کند، به گونهای که محققان میتوانند چندین تکامل مولکولی را در طی تنها یک روز مشاهده کنند. در نتیجهی این تلاشها، اسولت توانست جایزهی Harold M. Weintraub که یکی از معتبرترین جوایز در علوم زیستشناسی است را از آن خود کند.
در سال ۲۰۱۲، اسولت کار خود را در مقام فوق دکترا در موسسهی ویس هاروارد برای مهندسی ممتاز بیولوژی (Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering) آغاز کرد. او با یکی از سرشناسترین ژنتیکشناسان جهان که مدیریت بزرگترین آزمایشگاه آکادمیک ژنتیکی ایالات متحده را بر عهده دارد، یعنی جورج چرچ (George Church) شروع به همکاری کرد. رابطهی صمیمانهای بین اسولت و چرچ ایجاد شد و آن دو در مطالعات مختلفی با یکدیگر همکاری کردند؛ از جملهی مهمترین آنها، تحقیق سال ۲۰۱۴ بود که به توصیف ترکیب کریسپر و ژن درایو برای ایجاد تغییرات ژنتیکی در بسیاری از گونههای حیاتوحش میپرداخت.
با وجود دریافت جوایز متعدد و مقالات متعدد چاپشده در مجلات معتبر علمی و همکاری با دانشمندان بانفوذ، اسولت برای پیدا کردن شغل مناسب برای خود به مشکل برخورده بود. شغلی که به او در رسیدن به اهدافش بهعنوان یک دانشمند و بهعنوان شخصی که به افزایش آگاهی عمومی در مورد علوم تلاش میکند، کمک کند. به عقیدهی بسیار از مؤسسات، اسولت یک دورگهی عجیب بود. او قطعا استعداد خود بهعنوان یک محقق را ثابت کرده بود، اما تصمیم گرفت بهنوعی نقش مبلغ را نیز بر عهده گیرد.
او مدتها پیش به این نتیجه رسید که روشنگری در مورد علوم و انتخابهایی که علم پیش روی ما میگذارد، به همان اندازهی تحقیقات و دستاوردهای آزمایشگاهی اهمیت دارد. دانشمندان نخبه به چنین موضوعی نگاه منفی دارند و اعتقاد دارند که اشخاصی که مانند اسولت سخنرانی و اطلاعرسانی میکنند، برای خود نوعی نقش مقدسمآبانه متصور هستند یا به عبارت دیگر خودبزرگبین هستند و میخواهند خود را در کانون توجه قرار دهند. اسولت در این مورد اینگونه میگوید:
امروزه، کارل سیگن (Carl Sagan) بهعنوان یک رابط علمی با مردم (یعنی کسی که با حضور در محافل و رسانهها در مورد موضوعات علمی اطلاعرسانی میکرد)، در جوامع علمی مورد احترام است. اما مردم او را به چشم یک دانشمند بزرگ نمیبینند. این موضوع دیوانهکننده نیست؟ به سابقهی نشر و به مقالات او نگاه کنید. او یک دانشمند افسانهای بود.
(بخش دوم)
در بخش اول از این گزارش به بررسی امکانهای موجود در دنیای مهندسی ژنتیکی و دستکاری ژنی پرداخته بودیم. در بخش دوم به ادامهی همین موضوع میپردازیم.
به هر حال، دانشگاهها و مؤسسات در زمینههای مختلف، رویکردی دلسردکننده داشتند. آنها نمیدانستند که در چه زمینهای او را به کار بگیرند. اسولت در این مورد توضیح میدهد:
بسیاری از جاهایی که برای پیدا کردن شغل رفتم، به من گفتند ما با این موضوع که با مردم بهطور شفاف در مورد موضوعات علمی صحبت میکنی، مشکلی نداریم، اما نه در زمان ما. بهطور ساده بگویم که جای من در سیلوهای آنها نبود.
این موضوع بدان معنی بود که مؤسسات علمی و دانشگاهها در ارزیابی استخدام اسولت، تنها به سابقهی کاری او توجه میکردند.
زمانی که اسولت هنوز در آزمایشگاه چرچ کار میکرد، بسیار پرشور اما لاغر بود، او به جز تکان دادن ناخودآگاه پاها و انگشتان دست خود ورزش دیگری را دنبال نمیکرد. او به غذا و بهخصوص ناهار، به چشم یک حواسپرتی نگاه میکند و اکثرا غذای ترکیبی سویلنت روی میز او دیده میشود. مانند بسیاری از دانشمندان دیگر، اسولت عزت نفس بالایی دارد. زمانی که به او در مورد یک دانشمند خجالتی اما خودبین گفته شد، با پوزخندی که خالی از تکبر نبود گفت:
من صدها مرتبه بیشتر از او خودرأی هستم.
در هر صورت، هدف اسولت یک هدف والای نوعدوستانه است. یکی از وبسایتهای مورد علاقهی او، scienceheroes.com است. این وبسایت دانشمندان را بر اساس تأثیر اختراعات آنها در حفظ جان انسانها لیست کرده است. فریتز هابر (Fritz Haber) و کارل بوش (Carl Bosch) که مخترع کود مصنوعی (شیمیایی) بودند، در رتبهی اول این سایت قرار گرفتهاند. آنطور که این وبسایت آورده است، اختراع آنها توانست در یک قرن گذشته ۲.۷۲ میلیارد انسان را از گرسنگی نجات دهد. لویی پاستور (Louis Pasteur) که نظریهی میکروب را توسعه داده است، در بین ۱۰ دانشمند برتر این لیست جای ندارد. به نظر میرسد که اسولت نیز سودای حضور در این لیست را در سر دارد. او با اشاره به این لیست میگوید:
این لیست واقعا بینقص است.
سال گذشته، کوین اسولت به استخدام MIT درآمد و در آزمایشگاه media شروع به فعالیت کرد. ابتدا این موضوع برای برخی گیجکننده به نظر رسید. چون این آزمایشگاه بیشتر در حوزهی تکنولوژی، هنر، طراحی و علوم رایانهای فعالیت دارد. اما جویی ایتو (Joi Ito) که مدیریت این آزمایشگاه را از سال ۲۰۱۱ بر عهده دارد، میگوید:
کسانی که اینطور فکر میکنند، تصور منسوخی از این مکان دارند… کوین واقعا مناسب این آزمایشگاه است. من به کریسپر بهعنوان یک قدم منطقی در راستای پیشرفت سریع فرآیند دیجیتال نگاه میکنم. کریسپر بخشی از یک نگرش دموکراتیک بلندمدت است، جایی که هزینههای کمتر باعث الهام ایدهها میشود. هزینههای پایینتر و قیمتهای کمتر باعث شد که استفاده از رایانهها به داخل شرکتهای بزرگ محدود نشود. وقتی که شما هزینهی چیزی را از میان برمیدارید، نیاز به اجازه گرفتن نیز از بین میرود.
ایتو با مقایسهی وضعیت فعلی بیوتکنولوژی با زمانی که استفاده از ایمیل گسترش مییافت، میگوید:
ناگهان، یک آبدارچی نیز میتوانست با مدیر خود ارتباط برقرار کند، تمام فیلترها از میان برداشته شدند. ما اکنون همین وضعیت را در کریسپر و بیوتکنولوژی میبینیم.
شاید سالها طول بکشد تا حیوانات و گیاهانی که با ژن درایوهای کریسپر دستکاری شدهاند، وارد محیطزیست طبیعی شوند. قطعا موانع مقرراتی، سیاسی و اجتماعی زیادی بر سر راه انجام چنین کاری وجود خواهد داشت. اسولت پیشبینی میکند که اگر همه چیز طبق برنامه پیش برود، ده سال بعد موشهای پاسفید مقاوم به بیماری لایم در طبیعت نانتاکت رهاسازی خواهند شد. اما موانع علمی پیش روی بهسرعت از میان برداشته میشوند. به این ترتیب حداقل میتوان روزی را متصور شد که با استفاده از تکنولوژی ژن درایو، بیماریهایی که باعث مرگ میلیاردها انسان شدهاند، از بین بروند و جلوی آفات ویرانگر گرفته شود و همچنین از گونههای در خطر محافظت شود. اما برای عملی شدن چنین طرحهایی ابتدا باید نگرش عموم مردم در مورد «دنیای طبیعی» تغییر اساسی کند.
یکی از اهداف فعالیت اسولت در MIT نیز همین است. بخشی از کار او این است که به گفتهی خود او «این ایدهی مسخرهای که طبیعی بودن را مساوی با مفید بودن فرض میکنند» را به چالش بکشد. او میگوید که در عوض ما باید به طراحی هوشمند بهعنوان یک ابزار ژنتیکی نگاه کنیم. این موضوع باعث خندهی او میشود، چون به عقیدهی او اغلب تصور میشود که «طراحی هوشمند» به نظریههای ضد داروینی ارجاع میکند. این نظریهها میگویند که عالم، با تمام ظرافتها و متغیرها، پیچیدهتر از آن است که بهصورت تصادفی به وجود آمده باشد، در واقع نوعی عامل هدایتگر در پیدایش آن نقش داشته است. اما واقعیت خستهکنندهتر و البته قابلتوجهتر از این است:
در عرض ۴ میلیارد سال، تکامل به وسیلهی انتخاب طبیعی و جهشهای تصادفی باعث شده است که مؤثرترین ژنها به نسل بعدی انتقال یابند و ژنهای ضعیف ناپدید شوند. اما امروزه به مدد کریسپر و سایر ابزار بیولوژی مصنوعی، طراحی هوشمند مفهوم جدیدی پیدا کرده است، مفهومی که شاید فراتر از سیر تکاملی داروین پیش برود، چرا که شاید در آینده، تکامل به وسیلهی ما کنترل شود.
به عقیدهی اسولت این اتفاق در آیندهی نزدیک روی نخواهد داد. او با اشاره به این گفتهی تنیسون (Tennyson) که «دندانها و پنجههای طبیعت آغشته به خون است» میگوید:
انتخاب طبیعی در ذات خود شنیع و غیراخلاقی است.
به عقیدهی اسولت هیچ چیز مقدسی در ذات طبیعی انسان وجود ندارد. در حقیقت، نگرشهای احساسی که دنیای طبیعی را بر اساس معصومیت و هماهنگی تعریف میکنند، باعث انزجار اسولت میشود. او در این باره معتقد است:
این ایده که اساس جهان بر خوبی و پاکی و حقیقت است، آنچنان با فهم من از جهان فاصله دارد که حتی نمیتوانم خودم را قانع کنم که افرادی با عقاید اینچنینی وجود دارند. فقط میتوانم بگویم که این مفاهیم، نشانگر وجود درجهی زیادی از درد و عذاب هست.
اسولت معتقد است که دیگر لازم نیست انسان توسط طبیعت کنترل شود و همینطور دیگر نیاز نیست که انسان برای کنترل طبیعت به روشهای خشن و مخرب متوسل شود. او میگوید:
وقتی که طبیعت به ما آسیب میرساند، ما با فیزیک و شیمی به آن پاسخ میدهیم. ما برای از بین بردن آفات، از حشرهکشهای سمی استفاده میکنیم و اغلب گونههای دیگر حشرات را نیز از بین میبریم. برای خلاصی از دست پشهها، مردابها را با بولدوزر خاک میکنیم. این روش مؤثری است. اما با این کار زمین مرطوب و دیگر گونههای حیات نیز از بین میروند. یک حشره را فرض کنید که محصولات کشاورزی شما را میخورد. اگر شما یک ژن درایو داشته باشید و با حس بویایی آن حشره آشنا باشید، میتوانید کاری کنید که آن حشره راه خود را بگیرد و برود. آن آفت همچنان در اکوسیستم باقی میماند، اما تنها از بوی محصولات شما فرار میکند. استفاده از این روشها بسیار مؤثرتر و برازندهتر از تمام روشهایی است که اکنون استفاده میکنیم.
تقریبا تمام تکنولوژیهایی که برای یاری رساندن به هرگونه حیات استفاده میشود، میتواند در جهت آسیب رساندن به آن نیز استفاده شود، چه بهصورت تصادفی و چه از روی قصد. دانشمندی که با بازنویسی ژنهای یک حشره میتواند آن را به بیماریهای مالاریا، زیکا، دانگ و یا هرگونه بیماری مسری دیگر مقاوم کند، تقریبا بهطور قطع میتوان گفت که توانایی تبدیل آن حشره به یک سلاح را نیز خواهد داشت. در اوایل امسال، رئیس کنسول اطلاعات ملی ایالات متحده، جیمز کلپر (James Clapper)، دستکاری ژنی را در فهرست سلاحهای بالقوهی کشتار جمعی قرار داد. بعضی از دانشمندان این کار کلپر را اغراقآمیز دانستند، اما نویسندگان گزارش ژن درایو در آکادمی ملی علوم در گزارش خود نوشتند:
غیرقابلتصور نیست که کسی به جای مقاوم کردن یک پشه به بیماریها، آن را ضعیفتر و مستعد انتقال بیماریهای واگیردار کند.
به عبارت دیگر، ممکن است تروریستها با اضافه کردن یک ژن به بزاق پشهها، آنها را قادر به تولید نوعی سم کنند که همراه با مالاریا به انسانها منتقل شود. درست قبل از اتمام سال، کنسول مشاوران علوم و تکنولوژی رئیسجمهور مستقیما به کاخ سفید هشدار داد که دیگر تبدیل ویروسهای معمولی به سلاحهای بیولوژیکی تنها با دستکاری ژنتیکی کار دشواری نیست. اسولت در این مورد میگوید:
بزرگترین ترس من این است که قبل از اینکه اتفاق شگفتانگیزی بیفتد، یک اتفاق وحشتناک بیفتد. این فکر من را شبها بیشتر از اینکه بخواهم اقرار کنم، بیدار نگه میدارد.
تاکنون ابزار بیولوژی مولکولی بسیار گرانقیمت بودند و کمتر کسی به آنها دسترسی داشت و طبیعتا کمتر کسی توانایی احیای ویروسهای غیرفعال یا ساخت ویروسهای جدید داشت. اما اختراع کریسپر باعث تغییر شرایط شده است و بدون شک این ابزار باعث بیشتر شدن سرعت پیشرفت در حوزههای مختلف خواهد شد. اما به تبع داشتن دسترسی بیشتر و عمومیتر، ریسک رویداد اتفاقات ناگوار، چه از روی قصد و چه با هدف خرابکاری، بیشتر خواهد شد. امروزه یک توالی DNA را میتوان به بهای چند پنی در اینترنت ساخت. با هزینهی کمتر از یک هزار دلار، یک شخص آماتور و علاقهمند به این حوزه، صرف نظر از میزان مهارت و یا حتی دانش، میتواند ویروس و تمام ابزارهای لازم برای دستکاری ژنتیکی آن در میز آشپزخانهی خود را خریداری کند.
قرنها است در دل مردم این ترس وجود دارد که روزی شکل قدرتمندی از حیات که به دست انسان با نیت خیر آفریده شده است، به نحوی از کنترل ما خارج شود. هیچ پیشرفت علمی، حتی شکافتن اتم، تا این اندازه این ترس را برای ما ملموستر نکرده بود. با این حال جامعهی تحقیقاتی خود را تنها مرجع داوری که مسئول قضاوت در مورد تکنولوژیهای جدید است، میشناسد. اکنون اسولت در شرایط عجیبی به سر میبرد. او یکی از طرفداران استفاده از تکنولوژی ژن درایو است، اما همزمان یکی از افرادی است که در مورد انحراف در استفاده از این تکنولوژی هشدار میدهد. او در یک گردهمآیی در کمبریج گفت:
اینجا مشکلات من آغاز میشود. چون بهعنوان یک دانشمند، من میتوانم یک ارگانیسم را در محیط آزمایشگاه به گونهای دستکاری کنم که تأثیر بیشتری نسبت به تمام نمایندگانی که آنسوی رودخانه در ساختمان پارلمان نشستهاند، بر زندگی شما داشته باشد.
او در ادامه از حاضران پرسید:
این موضوع چه تأثیری بر ایدهآلهای دموکراتیک ما میگذارد؟
اسولت معتقد است که برای شکوفایی در علم و تکنولوژی، رویکرد خودمان به تحقیقات علمی را باید شدیدا تغییر دهیم. او در این ارتباط توضیح میدهد:
در پزشکی، ما قبل از شروع تحقیق، باید موافقت افراد را داشته باشیم. این یک استاندارد در تحقیقات پزشکی است؛ اما در محیط آزمایشگاه ما حتی به همدیگر نمیگوییم که در حال انجام چه کاری هستیم. شفافیت خیلی کمی وجود دارد. این رویکرد باید تغییر کند.
تقریبا تمام تحقیقات آزمایشگاهی در آمریکا مدیریت میشود. آزمایشها ابتدا باید توسط هیئتی از دانشمندان تأیید شود و محققان نیز بهطور مستمر تبادل اطلاعات میکنند و به این منظور کنفرانسهای منظمی برگزار میشود.
با این حال سیستم مشوقها برای پیشرفت آکادمیک، از جمله پاداشها و جوایز، انتشار مقالات و استخدام، ارزشی برای شفافیت قائل نیست. دان هارتمن (Dan Hartman) از بنیاد گیتز که سرپرستی تیم ارائهدهنده مشاوره و کمک به تحقیقات بالینی و پژوهشهای کمی را بر عهده دارد، میگوید:
در محیط آزمایشگاه شما مرتبا تشویق میشوید که کارتان را مخفیانه انجام دهید. سیستم مشوقها اینگونه کار میکند. شما باید تحقیقات خود را مخفی نگهدارید تا زمانی که آن را منتشر کنید. حتی در آن صورت نیز خودتان تصمیم میگیرید چه چیزی را منتشر کنید و چه چیزی را برای همیشه مخفی نگهدارید.
بنیاد گیتز در نظر دارد از ابتدای سال ۲۰۱۷ تمام تحقیقات تحت حمایت خود را مکلف کند که تمامی اطلاعات خود را منتشر کنند تا این اطلاعات بهآسانی در دسترس تمام کسانی که دوست دارند آنها را بخوانند، قرار گیرند. هارتمن میگوید:
اگر این کار را نکنیم، دیوانگی کردهایم. داشتن دسترسی به اطلاعاتی که با موفقیت همراه نبوده است، میتواند به همان اندازهی دیدن اطلاعات درست مهم باشد.
اسولت بر این باور است که تا رسیدن به مرحلهای که دانشمندان دریابند چگونه با جامعهای که به آن خدمت میکنند، ارتباط برقرار کنند، راه زیادی در پیش است. برای توضیح بیشتر در این مورد اسولت یکی از جالبترین سخنان گفتهشده در دورهی علوم مدرن را یادآوری میکند:
وقتی که شما با موضوعی جذاب از لحاظ علمی روبهرو میشوید، تصمیم خود را میگیرید و شروع به کار میکنید و تا زمانی که در کار خود از لحاظ تکنیکی به موفقیت نرسید، در مورد آن اظهار نظر نمیکنید.
همین سناریو در ساخت بمب اتمی پیاده شد. این جمله را رابرت اوپنهایمر (Robert Oppenheimer ) در سال ۱۹۵۴ در استماع دادرسی و در دفاع از خود گفته بود. اسولت میگوید در دنیایی که دانشآموزان بهزودی در کلاس زیستشناسی به دستکاری ژنتیکی اقدام خواهند کرد، این دقیقا همان دیدگاهی است که باید تغییر کند.
او توضیح میدهد:
ما باید واقعا به دنیایی که در حال ورود به آن هستیم فکر کنیم. این وحشتناک است که تاکنون تغییر زیادی ایجاد نشده است. دانشمندان هنوز نمیخواهند در مورد تحقیقات خود به دیگران توضیح دهند.
سم تلفورد (Sam Telford)، یک پروفسور در حوزهی بیماریهای واگیر است که در Tufts School فعالیت میکند. او یکی از اولین بیولوژیستهایی است که از سی سال قبل در مورد کنه مطالعه میکند. او همچنین به مطالعه جانوران دیگری مانند آهو و موش میپردازد. با زدن عینکی با حاشیهی فلزی، تلفورد مانند نسخهی دانشگاهی کلارک کنت (نام زمینی کاراکتر سوپرمن) به نظر میرسد. او در حین صحبت در مورد بیماری منتقلشونده با کنه به این موضوع اشاره میکند:
من سالها است سعی میکنم مردم این جزیره را قانع کنم که اگر از دست آهوها خلاص شوید، از دست بیماری لایم خلاص میشوید. اما اهالی روستا در جواب میگویند که این کار امکانپذیر نیست.
تلفورد در مورد احتمال موفقیت طرح اسولت میگوید:
من جای بهتری برای انجام این پروژه نمیشناسم.
این گفتهی تلفورد کاملا دقیق است، در واقع جزیرهی نانتاکت هم از لحاظ فیزیکی و هم از لحاظ احساسی مکانی ایدهآل برای انجام چنین تحقیق علمی بیسابقهای است. جزیرهها بیشتر به خود متکی هستند. اکثر اهالی این جزیره مدارک بالای دانشگاهی دارند و میتوانند تصمیمات منطقی بگیرند، بهخصوص در مورد موضوعی که قرار است آیندهی زندگی آنها در این جزیره را دستخوش تغییر کند. باید این را در ذهن داشت که اهالی نانتاکت مدتها است با مشکل کنههای پاسیاه که ناقل باکتری لایم هستند، درگیرند. حتی جمعآوری چند میلیون دلار کمک مالی برای پروژهی حذف بیماری لایم در نانتاکت و Martha’s Vineyard نباید کار سختی باشد.
حذف بیماری لایم میتواند اسباب آسایش میلیونها آمریکایی را فراهم کند، اما شکست دادن پشهها در نبرد با بیماریها بهعنوان یکی از کشندهترین دشمنان بشر، یک دستاورد و البته یک چالش بینظیر در سطحی کاملا متفاوت است. جدا از بیماریهای همچون تب دانگ، تب زرد، چیکونگونیا (chikungunya) و سایر بیماریهایی که با ورم مغز همراه هستند، مالاریا بهتنهایی عامل مرگ صدها میلیاردها انسان بوده است. پدید آوردن پشههایی که باعث نابودی این بیماریها شوند، میتواند در ردهی دستاوردهای بزرگ پزشکی همچون ریشهکن کردن آبله قرار گیرد.
با این حال، هرگاه یک گروه تحقیقاتی ابزاری برای دستکاری گونههای حیات معرفی میکند، سرنوشتی جز روبهرو شدن با مخالفتهای سرسختانه ندارد. جیم توماس (Jim Thomas)، مدیر برنامهریزی گروه ETCC میگوید:
میدانید، اول در مورد GMT (ارگانیسمهای اصلاحشدهی ژنتیکی) گفتند که اشکالی ندارد، تنها در آزمایشگاه توسعه داده میشوند. سپس گفتند که اشکالی ندارد، بهصورت محدود توسعه داده میشوند. بعد گفتند که اشکالی ندارد، این ارگانیسمها نمیتوانند در حیات وحش زنده بمانند. حالا میبینید که با ما نوعی تکنولوژی مواجه هستیم که نهتنها قرار است در حیاتوحش زنده بماند، بلکه قرار است آن را به تسخیر خود نیز دربیاورد.
گفتنی است که گروه ETC در جهت مانیتورینگ و نظارت بر اثرات تکنولوژیهای جدید در حوزهی بیوتکنولوژی تأسیس شده است. این گروه بارها در مورد معرفی و ارائهی محصولات دستکاری شدهی ژنتیکی هشدار داده است.
در ماه سپتامبر و در جریان نشست اتحادیه بینالمللی حفاظت از محیط زیست، گروه ETC پیشنهاد تعیین مهلت قانونی برای تحقیقات مرتبط با ژن درایو را ارائه کرد که هیچکدام از سازمانهای بزرگ علمی از این پیشنهاد حمایت نکردند. حتی ارائهی چنین پیشنهادی باعث ایجاد ترس و نگرانی بین دانشمندان شده است. چون حتی اگر از روی مخفیکاری، سوءتفاهم، گستاخی یا کسب سود، چنین نگرشی در مورد بیولوژی اتخاذ شود، جامعه به بیولوژی نگرش منفی پیدا خواهد کرد و زیان بیوتکنولوژی را بیشتر از منفعت آندر نظر خواهد گرفت. در پاییز سال گذشته، زمانی که مرکز تحقیقات انستیتو براد (Broad Institute) گواهی استفاده از کریسپر را به صنایع مونسانتو بهمنظور تولید دانهها و محصولات بهتر اعطا کرد، یک محدودیت و هشدار بزرگ را در معادله گنجاند: شرکت مونسانتو از استفاده از کریسپر به همراه ژن درایو منع میشود.
با اتمام بخش دوم از این متن در اینجا، در بخش سوم بهطور خاص به جنبههای اخلاقی و همچنین مسیرهای قانونی و اقبال عمومی مرتبط با این فعالیتها خواهیم پرداخت.
(بخش سوم و پایانی)
در ادامهی بخشهای اول و دوم از گزارش مرتبط با مهندسی ژنتیک، در این بخش به بررسی جنبههای اخلاقی و قانونی این فعالیتها پرداخته میشود.
هر فناوری جدیدی که معرفی میشود، از مهندسی ژنتیکی محصولات غذایی گرفته تا خودروهای خودران، ما را بر آن میدارد که به ارزیابی منافع و مضرات آن بپردازیم. در مورد ژن درایو که میتواند تعادل زیستمحیطی کل یک قاره را دستخوش تغییر کند، اختلاف نظرات زیادی در مباحثهها و مناظرهها دیده میشود. بخشی از این اختلاف نظرها از آنجا ناشی میشود که اکثر کاربرد ژن درایو در آفریقا خواهد بود و تاریخ نشان داده است که دانشمندان غربی به طرز نامشروعی، اهالی آفریقا را بدون اجازهی آنها و گاهی حتی بدون اطلاع آنها، هدف مطالعات و آزمایشهای علمی خود قرار دادهاند.
مسائل اخلاقی که دانشمندان در پزشکی با آن مواجه میشوند، تا حدی نسبی و گنگ هستند. در اوایلِ آزمایشهای واکسن ایدز در اوگاندا، بسیاری از مسئولان سلامت در کشورهای غربی بهشدت با انجام آزمایشهای انسانی روی محصولی با عواقب نامشخص، در کشور اوگاندا مخالفت کردند. بعضی بر این باور بودند که انجام آزمایشهای بالینی روی افرادی که احتمالا بهطور کامل از کلیات آزمایش آگاه نیستند، غیراخلاقی است. اتفاق نظر بین محققان دانشگاهی این است که اخلاقیات پزشکی در همهی جای دنیا باید رعایت شوند؛ اگر انجام آزمایشی در ایالات متحده ممنوع شده است، باید در اوگاندا هم ممنوع باشد.
این نگرش احساسی و عاطفی قابل ستایش است؛ اما شما در کشورهایی که توسط انواع بیماریهای کشنده محاصره شدهاند، کسی را پیدا نمیکنید که از این نگرش دفاع کند. در واقع کسانی این حرفها را میزنند که در کشور آنها سالها است بیماریهای شایع در آفریقا، ریشهکن شده است. یکی از مسئولان بهداشت در کامپالا (Kampala) چند سال پیش در مورد مباحث اخلاقی پیرامون آزمایش واکسن ایدز گفت:
همانطور که برای شما آمریکاییها اصول مهم است، برای ما نیز مهم است. اما ما مدتها است که داریم از این بیماریها میمیریم، شما نمیتوانید با اصول به مرگ پاسخ دهید.
دانشمندان تلاش خود برای استفاده از ابزار ژنتیکی بهمنظور کنترل آفات را در سال ۱۹۵۳ آغاز کردند، زمانی که جیمز واتسون و فرانسیس کریک نشان دادند زبان حیات با چهار حرف شیمیایی نوشته شده است: آدنین، سایتوزین، گوانین و تایمین. در سال ۱۹۵۸ دو حشرهشناس آمریکایی ادوارد نیپلینگ و ریموند بوشلند روش بدیعی برای مقابله با پیچکرم ارائه دادند. پیچکرم تنها حشرهای است که میتواند گوشت حیوانات خونگرم زنده را بخورد. قرنها است که این حشره باعث مرگومیر احشام میشود، پیچکرم در طول دو هفته میتواند یک گاو بالغ را بکشد. نیپلینگ و بوشلند با استفاده از تشعشع توانستند میلیونها پیچکرم نر را عقیم کنند. آنها سپس با آزادسازی پیچکرمهای عقیمشده در طبیعت و جفتگیری آنها با پیچکرمهای مؤنث توانستند کاری کنند که تخمهای جدید پیچکرمها عقیم شوند. این روش با نام «تکنیک حشرهی عقیم» از آن زمان تاکنون بهطور گسترده مورد استفاده قرار میگیرد. دو سال بعد، نیپلینگ با انتشار مقالهای در ژورنال Journal of Economic Entomology پیشنهاد داد که با استفاده از همین روش میتوان پشههای مالاریا و سایر آفات را عقیم کرد. برای عملی شدن چنین طرحی باید میلیاردها پشهی عقیم تولید میشد، که در آن زمان انجام چنین کاری مقدور نبود.
در سال ۲۰۰۳، ۴۰ سال بعد از تحقیقات نیپلینگ در مورد پشهها، آستین برت (Austin Burt) در مقالهای که در ژورنال Proceedings of the Royal Society چاپ شد، مفهومی را معرفی کرد که راهنمای تمامی محققان بعد از خود او در این زمینه شد. برت که پروفسور ژنتیک تکاملی در کالج سلطنتی لندن است، برای اولین بار در مقالهی خود پیشنهاد کرد که از ژنهای «خودخواه» برای ریشهکنی گونههایی که باعث وارد آمدن صدمات شدید به بشر میشوند، استفاده شود. آنطور که او در مقالهاش نوشته بود، میتوان با بریدن DNA در مکانهای خاص و کپی کردن ژنهای خودخواه، کاری کرد که آن ژنها رفتارهای مخرب گونهها را نابود کنند؛ برای مثال پشهها توانایی خود برای انتقال کنههای ناقل بیماری و ویروسها را از دست بدهند.
برت بلافاصله متوجه بزرگترین تهدید به وجود آمده توسط مهندسی ژنتیکی شد: در حالی که هیچ کس مخالفتی با نابودی بیماریهایی مانند مالاریا ندارد، اما پیشبینی اثرات بلندمدت زیستمحیطی ناشی از حذف کامل یک گونهی حیات، صرفنظر از میزان کشنده بودن آن، غیر ممکن است. برت در سال ۲۰۱۳، در مقالهای با عنوان «استفاده از ژنهای خودخواه با موقعیت مشخص بهعنوان ابزاری برای کنترل و مهندسی ژنتیکی جمعیت گونههای طبیعی» پیشنهاد داد که کنترل یک حشرهی خطرناک یا آفت همیشه به معنای نابودی آن نیست:
ممکن است که کل جمعیت یک گونه را از بین نبریم، بلکه با تغییرات ژنتیکی کاری کنیم که آنها تهدید کمتری متوجه زندگی انسانها کنند.
در آن زمان دانشمندان با دو موضوع لاینحل مواجه شدند. طبق قوانین ژنتیک، که توسط گرِگور مندل نوشته شد، ژنها به یک روش قابل پیشبینی و بهصورت موروثی به نسلهای بعدی انتقال مییابند. و آنطور که قانون انتخاب طبیعی داروین میگوید، ژنهایی که به بقای آن گونه کمک میکنند، در آنها باقی میمانند. اما خصیصههایی که از طریق دستکاری ژنتیکی ایجاد شدهاند اینگونه نیستند. بنابراین تغییری که بهصورت اجباری توسط دانشمندان در یک گونه ایجاد شده است، ممکن است به نسلهای بعدی انتقال یابد؛ اما در نهایت طبیعت پیروز خواهد شد و تمام ژنهایی که به بهبود وضعیت گونه در حیات وحش کمک نمیکنند، حذف خواهند شد.
اما کریسپر ابزاری است که به کمک دانشمندان میآید تا طراحی را در سطح بالاتری نسبت به تکامل قرار دهد، این موضوع اساس پروژههای بیولوژی مصنوعی است. برت و یکی از همکاران او با نام آندرا کریسانتی (Andera Crisanti)، در یک آزمایشگاه در لندن موفق شدند با استفاده از کریسپر یک سیستم تحریک ژنی (ژن درایو) ایجاد کنند که باعث گسترش ناباروری در بین پشههای مؤنث میشود. هنوز گامها و آزمایشها زیادی در پیش رو است و هنوز تصور این که این پشهها در محیطی به جز یک محیط کاملا کنترلشده مانند آزمایشگاه، آزاد شوند، بسیار زود است. اما این دو دانشمند طرحهای بلندمدتی برای همکاری با کشورهایی نظیر بورکینافاسو، مالی و اوگاندا دارند تا به آنها در خصوص تحقیقات خود آموزش دهند. آنها امیدوارند که بعد از موفق بودن آزمایشها، این فناوریها را به کشورهایی آفریقایی که از بیماری مالاریا رنج میبرند، عرضه کنند و با آموزش به افراد محلی، آنها میتوانند به اختیار خود تصمیم بگیرند که از این فناوری استفاده کنند یا نه.
کوین اسولت تحقیقات برت در مورد پشهها را مطالعه کرد. او دریافت که روش کار برت در مورد بیماری لایم جوابگو نخواهد بود. دستکاری ژنتیکی کنهها شدنی است، اما پرورش آنها در تعدادی که بعد از آزادسازی در محیط وحش باعث ایجاد تغییر محسوس در جمعیت آنها شود، تقریبا غیرممکن است. اسولت ابتدا راهحلی به ذهنش نرسید، اما بعد از کمی تفکر یک رابطهی منطقی کشف کرد: رابط بین بیماری لایم و سایر بیماریهای واگیر منتقلشده با کنه، موشهای پاسفید هستند. میتوان با بازنویسی ژنهای موشهای پاسفید، آنها را نسبت به بیماری لایم مصون کرد. سپس با رهاسازی آنها در طبیعت و زادوولد، نسلهای بعدی نیز از این بیماری مصون خواهند بود و بهتدریج کل گونه دارای این خصوصیت خواهد بود.
با استفادهی ترکیبی از ژن درایو و کریسپر، آنطور که اسولت میگوید، تنها با انجام مهندسی ژنتیکی روی یک پشه، یا مگس یا هر جانور یا گیاه دیگر، در نهایت میتوان کل اساس ژنتیکی یک گونه را تغییر داد. اسولت میگوید: «رهاسازی GMO در یک جا، به معنای رهاسازی آن در همه جا است.»
با توجه به احتمال رویداد یک اشتباه جبرانناپذیر، اسولت با همکاری چرچ در آخرین تحقیقات خود سعی دارند با ساخت محرکهای ژنی خاصی، DNA دستکاریشده را به حالت اول برگردانند. آنها بر این باورند که اگر یک دستکاری موفق نباشد، نباید وجود داشته باشد. آنها همچنین پیشنهاد میکنند که از هرگونه از حیاتی که دستکاری ژنتیکی شده است، یک جمعیت نمونه بهصورت اورجینال و دستکاری نشده نگهداشته شود؛ در واقع به تعبیری نوعی کشتی نوح از نوع مولکولی.
اسولت و همکارانش سیستمی توسعه دادهاند که باعث جلوگیری از گسترش یک ژن درایو – در مواقعی که به آن نیاز نیست – میشود. این طرح که اسولت آن را دایزی درایو نامیده است، مؤلفههای یک ژن درایو را به بخشهای مجزایی جدا میکند؛ همانند نسخهی ژنتیکی یک موشک چندمرحلهای. هر قسمت حاوی یک یا چند ژن مورد نیاز برای ساخت کل ژن درایو است. برای اینکه سیستم ژن درایو به فعالیت و گسترش خود ادامه دهد، باید تمام مؤلفهها حضور داشته باشند. در غیر این صورت، آن خصیصهی ناشی از ژن درایو بعد از چند نسل تخمین زدهشده، از بین خواهد رفت. درواقع دانشمندان میتوانند هر زمان که بخواهند، مثلا هنگامی که مشکلی پیش بیاید، جلوی گسترش ژن درایو را بگیرند.
این طرح که در مراحل اولیهی توسعهی خود قرار دارد، میتواند برای بیوفناوری بسیار حیاتی باشد. تأییدهای مقرراتی و گواهیهای حکومتی در مورد الگوهای مهاجرت و عادات جفتگیری موشها و یا پشهها صدق نمیکنند. بدون داشتن یک سیستم کنترلکننده، یک ژن میتواند به گسترش خود در داخل یک کشور و یا حتی فراتر از مرزهای آن ادامه دهد. اما اگر طرح دایزی درایو موفق باشد، دانشمندان میتوانند جلوی این اتفاق را بگیرند.
این تحقیق در نوع خود خلاقانه و امیدبخش است، اما انجام آن مستلزم دستیابی به سطح بالایی از آگاهی به طبیعت است که همین موضوع باعث سختی کار میشود. نسلهای بشر بسیار طولانی هستند و تغییرات ژنتیکی در آنها بسیار آهسته اتفاق میافتد. اما در مورد موشها یا پشهها یا هر گونهی تهاجمی دیگری که دانشمندان قصد مهار آن را دارند، تغییرات ژنتیکی میتواند سریعتر اتفاق بیافتد. همچنین، ژنها همیشه بهصورت برنامهریزیشده گسترش نمییابند. مثلا گاهی، یک ژن میتواند نه در داخل یک گونه، بلکه بین گونههای مختلف گسترش یابد؛ به این حالت انتقال افقی ژن میگویند. بنابراین ژن درایو طراحیشده برای ایجاد یک خصیصه در پشهها میتواند به یک گونهی دیگری از حیات نیز گسترش یابد و آن را در معرض تهدید قرار دهد. اگر یک توالی ژن درایو دچار جهش شود، میتواند هدفهای مختلفی را تحت تأثیر قرار دهد و عواقب چنین اتفاقی اصلا قابل پیشبینی نیست.
آویو رگو، رئیس هیئتعلمی انستیتو براد، یکی از سرشناسترین بیولوژیستهای محاسباتی است که به مطالعهی عملکرد سلولها در بدن انسان و نحوهی تعامل آنها با سیستم بیولوژیکی، مانند بافتهای عضلانی و یا ارگانها، میپردازد. رگو سیستم ژن درایو را با روش ایمنیدرمانی سرطان مقایسه میکند. میدانیم که ژن درایو روشی برای ایجاد تغییرات ژنتیکی در گونهها است و ایمنیدرمانی نیز روشی برای استفاده از سلولهای ایمنی بدن برای حمله به تومورهای سرطانی است. او توضیح میدهد:
در مورد سلولهای بدخیم، ما میتوانیم یک سلول را برداریم و ببینیم چه اتفاقی میافتد. همینطور میتوانیم یک سلول دیگر را برداریم و ببینیم چه چیزی روی میدهد. اما اگر دو سلول را همزمان با هم برداریم، نباید انتظار نتیجهی مشابه با حالات قبل را داشته باشیم. کل مجموعه متفاوت از تکتک اجزا است. همین قضیه در مورد اکولوژی گونهها نیز صادق است.
او میگوید که هر دو سیستم خطرات خود را دارند، اما در مورد روشهای درمانی پزشکی، ما بیمار را با گزینههای پیش روی او آشنا میکنیم. او اضافه میکند:
ما به بیمار میگوییم که این روش میتواند او را نجات دهد یا اینکه باعث مرگش شود. این یک تصمیم شخصی است. سعی میکنیم فرد را به اندازهی کافی مطلع کنیم.
او البته تأکید میکند که مخالف ژن درایو نیست. اما میگوید:
ژن درایو میتواند کل جمعیت یک گونه را تحت تأثیر قرار دهد نه تنها یک جزء از آن را. تقریبا غیرممکن است که بتوانید دینامیک یک اکوسیستم را پیشبینی کنید، به این دلیل ساده که افزودنی نیست. یعنی نمیتوان از روی رفتار تکتک اجزا، رفتار کل سیستم را پیشبینی کرد. همین موضوع است که ژن درایو را ترسناک میکند.
در اواخر ماه جولای سال گذشته، اسولت در یک گردهمآیی در Martha’s Vineyard اطلاعات خود را با اهالی آنجا در میان گذاشت. جمعیت در کتابخانهی عمومی Edgartown جمع آمده بودند. همهی آنها سرپا ایستاده بودند، افراد میانسالی که به خاطر تابستانهای این منطقه پوست برنزه داشتند و میشد حدس زد که زندگی آرام و کامیابی سپری میکردند. اسولت هدف خود را اینگونه به آنها گفت:
من میخواهم تمام فعالیتها و کشوقوسهای آزمایشهایم را بهصورت شفاف با شما در میان بگذارم. همانند جزیرهی نانتاکت، همهی حاضران عاشق برنامهها و احساسات پشت آن شدند. چند سال پیش در منطقهی Key West گردهمایی از سوی کمپانی بیوفناوری بریتانیایی Oxitec برگزار شد. دانشمندان آن شرکت قصد داشتند سکنهی این منطقه را قانع کنند که از پروژهی دستکاری ژنتیکی پشههای ناقل بیماری دانگ حمایت کنند. اما حاضران تحمل شنیدن پیشنهادات دانشمندان را نداشتند. سال پیش از آن، این منطقه شاهد شیوع بیماری دانگ بعد از چندین سال بود و شرکت Oxitec در پاسخ به درخواست مسئولان کنترل جمعیت پشهها در این جلسه حضور یافته بود. همین کمپانی چندی پیش میلیونها پشهی دستکاریشدهی ژنتیکی را در طبیعت برزیل رهاسازی کرد. اکثر اهالی آنجا که با رنجهای ناشی از بیماری دانگ نامأنوس نبودند، از این اقدام دانشمندان شرکت Oxitec بینهایت سپاسگزار بودند.
بنابراین تفاوت بین پذیرش طرح اسولت توسط اهالی نانتاکت و از طرف دیگر رد طرح شرکت Oxitec کاملا مشهود است. بخش از این تفاوت ناشی از این موضوع است که هدف اصلی طرح شرکت Oxitec کسب سود بود، درحالیکه اسولت قصد دارد با شفافیت و پاسخگویی کامل طرحهایش را پیش ببرد. اما شاید یک دلیل سادهتری هم وجود داشته باشد: مردم برزیل از بیماری دانگ میترسند و اهالی منطقهی New England نیز از بیماری لایم واهمه دارند، آنها از روی استیصال به دنبال راهحل هستند. اما سکنهی Key West چنین تجربهی سختی ندارند و تصور قربانی گرفتن بیماری دانگ برای آنها احمقانه جلوه میکند.
تاریخ مهندسی طبیعت توسط انسان به دوران پیدایش بشر در زمین برمیگردد. سؤال این نیست که آیا انسان به رویهی تغییر طبیعت ادامه میدهد یا نه. سؤال اصلی این است که انسان در آینده چگونه این کار را انجام خواهد داد. با استفاده از ترکیب روشهای باروری، ما توانستهایم محصولات کشاورزی را تغییر دهیم، نمونههای مختلفی از جانداران را به دنیا بیاوریم و میلیون هکتار زمینهای جنگلی را به زمینهای کشاورزی تبدیل کنیم. اما قضیهی ژن درایو متفاوت است. یک پشه میتواند آینده گونههای مختلف، حتی انسان را تغییر دهد. این تفاوت ناشی از قدرت این روش است، نه تغییر روش. اسولت میگوید:
من تلاش میکنم افکارم را با تصویری که از دلیل انجام کارهایم در ذهن دارم، هماهنگ کنم. فردی اخیرا دو عبارت upwinger و downwinger را معرفی کرده است. اساسا، من فکر میکنم یک upwinger هستم. بخشی از آن به این دلیل است که گزینههای زیادی پیش روی خود نمیبینم. به این خاطر که ما هماکنون بسیار به فناوری وابسته هستیم و حتی فراتر از آن، به پیشرفتهای آینده نیز وابستهایم. ما به این راحتی نمیتوانیم همینجا بایستیم و بگوییم کافی است، این کار غیرممکن است. ما به پیشرفتهای جدید نیازمندیم. مشکل من اساسا این است که غریزهی احتیاطی بشر وارد قضیه شده است.
اسولت میافزاید:
ما میگوییم اگر این کار خطرناک است، نباید انجام دهیم. این نگرش زمانی درست است که شما در موقعیت استواری قرار داشته باشید. وضعیت ما اینگونه نیست، وضعیت ما شکننده است و خطر بزرگتر برای بشریت، این است که فرض کنیم اگر دست از پیشرفت برداریم و دیگر به تغییر طبیعت ادامه ندهیم، کار درست را انجام میدهیم.