ما هو النقل النووي؟

ما هو النقل النووي؟

النقل النووي هو إدخال النواة من الخلية إلى خلية البويضة المنزوعة النواة (خلية البويضة التي تم إزالة نواتها الخاصة)، حيث يمكن تحقيق ذلك من خلال اندماج الخلية في البويضة أو من خلال الإزالة المباشرة للنواة من الخلية ثم الزرع اللاحق لتلك النواة في خلية البويضة المنزوعة النواة، وقد تأتي نواة المتبرع المستخدمة في النقل النووي من خلية جنينية غير متمايزة أو من خلية بالغة متباينة خلية جسدية، إذ في الحالة الأخيرة تسمى هذه التقنية بنقل نواة الخلية الجسدية (SCNT).

تقنية النقل النووي:

تم تصور مفهوم النقل النووي لأول مرة في عام 1928 من قبل عالم الأجنة الألماني هانز سبيمان الذي جرب في البداية نقل نوى الخلايا الجنينية السمندل إلى خلايا البويضة، وبعد عقد من الزمان اقترح سبيمان فكرة توليد الحيوانات المستنسخة من خلال نقل النوى من الخلايا المتمايزة إلى خلايا البويضة المنزوعة النواة على الرغم من أنه لم ينفذ التجربة مطلقًا.

في ذلك الوقت اعتبر سبيمان أن الإجراء مستحيل تقنياً؛ لأن الأدوات الجراحية الدقيقة اللازمة لإزالة النوى من الخلايا دون التسبب في تلف المادة الوراثية أو خلايا البويضة غير موجودة، علاوة على ذلك كان إنتاج كائن حي من النقل النووي للخلايا المتمايزة أمرًا مشكوكًا فيه؛ لأنه يُعتقد فقط أن الخلايا الكاملة القدرة التي لديها القدرة على التمايز إلى أي نوع من الخلايا في الجسم قادرة على توجيه التطور الجنيني.

نجح العالمان الأمريكيان روبرت بريجز وتوماس كينج في الخمسينيات من القرن الماضي في استنساخ الضفادع الصغيرة باستخدام النقل النووي لخلايا أريمية الضفادع، والتي فقدت بعض خصائصها الكاملة، وفي وقت لاحق من ذلك العقد أنتج عالم الأحياء التنموي البريطاني جون ب. جوردون الشراغيف المستنسخة من نوى خلايا أمعاء الضفدع المتمايزة.

أظهرت تجارب جوردون أن خلايا البويضات كانت قادرة على التمييز بين النوى المتباينة سابقًا، على الرغم من أن الآلية التي حدثت بها هذه العملية لم تكن معروفة بالنسبة لاكتشافاته وحصل جوردون على حصة من جائزة نوبل لعام 2012 في علم وظائف الأعضاء أو الطب.

في التسعينيات من القرن الماضي استخدم عالم الأحياء التنموي البريطاني إيان ويلموت وفريقه من العلماء في معهد روزلين في اسكتلندا النقل النووي لإنتاج حيوانات مستنسخة من الأغنام وأشهرها خروف فين دورست دوللي المولود في عام 1996، حيث تم إنشاء دوللي من خلال اندماج الخلية النووي، نقل خلية متباينة وخلية بويضة مستأصلة، كما أثار هذا البحث اهتمامًا متجددًا بقدرة خلايا البويضة على إعادة برمجة النوى المتمايزة، إذ ان التقنية المستخدمة لتوليد دوللي ألهمت تطوير تقنية نقل نواة الخلية، والتي أصبحت تقنية مهمة في أبحاث الخلايا الجذعية وفي فهم الآليات الخلوية التي تتحكم في التطور الجنيني وإعادة البرمجة النووية.

تأريخ النقل النووي:

بدأت غزوات ويلموت الأولية في الاستنساخ في أواخر الثمانينيات باستخدام الخلايا الجذعية الجنينية، حيث كان ويلموت وزملاؤه مهتمين في المقام الأول بالنقل النووي، وهي تقنية ابتكرها عالم الأجنة الألماني هانز سبيمان لأول مرة في عام 1928، إذ يتضمن النقل النووي إدخال النواة من الخلية إلى خلية البويضة المنزوعة النواة، وهي خلية البويضة التي تم إزالة نواتها الخاصة.

إذ يمكن تحقيق ذلك من خلال دمج الخلية في البويضة، التقنية التي استخدمها ويلموت في جميع تجاربه اللاحقة في الاستنساخ أو من خلال إزالة النواة من الخلية ثم الزرع اللاحق لتلك النواة في خلية البويضة المنزوعة النواة (تقنية مكرر في أوائل 2000)، وفي عام 1989 أنتج ويلموت ولورنس سميث وهو طالب دراسات عليا يجري بحث أطروحته في روزلين أربعة حملان مستنسخة باستخدام نقل نواة الخلية الجنينية، حيث تم إدخال نواة خلية جذعية جنينية في بويضة منزوعة النواة.

قاد هذا البحث ويلموت وسميث إلى اكتشاف مهم ألا وهو أن مرحلة دورة الخلية، وهو التسلسل الذي تتقدم خلاله كل خلية من انقسام خلية إلى أخرى، وفي وقت النقل النووي تحدد نجاح التجربة أو فشلها لقد أدركوا أن النسخ الأربعة التي قاموا بتوليدها حدثت بالصدفة.

في عام 1991 عين ويلموت عالم الأحياء الإنجليزي كيث كامبل (غادر سميث مركز الأبحاث في عام 1990) والذي أثبتت معرفته بدورة الخلية أنها مفيدة في تطوير تقنية النقل النووي التي تم تطويرها في روزلين، حيث أول نجاح كبير لويلموت وكامبل جاء في عام 1995 مع جيل اثنين من الأغنام الجبلية الويلزية المستنسخة ميغان وموراج.

في العام التالي قرر ويلموت وكامبل وفريقهم من العلماء اختبار نظرية جديدة تستند إلى فكرة أن عمر الخلية المانحة أو مرحلة تمايزها لا يهم في النقل النووي، إذ قبل هذه النظرية كان يُعتقد أن النقل النووي لا يعمل إلا إذا كانت النواة المستخدمة كمانح للنقل النووي تأتي من خلية مكتملة القدرة؛ أي لديها القدرة على التمايز إلى أي نوع من الخلايا في الجسم، وبالتالي لا تمتلك أي خصائص التمايز نفسه.

مع ذلك فإن الملاحظات من التجارب المعملية ومن ميغان وموراج، اللتين تم إنتاجهما باستخدام خلايا جنينية عمرها تسعة أيام، والتي يُفترض أنها أقل قدرة على النمو من الخلايا الجنينية الأصغر سنًا، حيث أشارت إلى أن البيضة المضيفة منزوعة النواة يمكن بطريقة ما عكس التمايز بين نواة الخلية المانحة تحويلها مرة أخرى إلى حالة تامة أو تعدد القدرات (أكثر تمايزًا قليلاً من خلية كاملة القدرة)، حيث أدى ذلك إلى فكرة استخدام نواة خلية بالغة متباينة بالفعل كنواة مانحة.