تم الإعلان عن جائزة نوبل في الفسيولوجيا أو الطب لعام 2022، تكريمًا للعالم سفانتي بابو "لاكتشافاته في الجينوم البشري القديم المنقرض والتطور البشري"، حيث يلعب تفاعل البلمرة المتسلسل للبيولوجيا الجزيئية (PCR) دورًا رئيسيًا.
الشكل 1 فاز العالم سفانتي بابو بجائزة نوبل لعام 2022 في الفسيولوجيا أو الطب
استخدم عالم الوراثة التطورية سفانتي بابو البيولوجيا الجزيئية لدراسة البشر في عصور ما قبل التاريخ وعلم الحفريات الأخرى، ولم يقتصر الأمر على رسم خريطة لجينوم إنسان نياندرتال - وهو قريب قريب من البشر - فحسب، بل ساهم أيضًا في أساليب وتقنيات قيمة في علم الإنسان القديم، على سبيل المثال، في افتتاح مختبر الحمض النووي القديم الذي أسسه مجال جديد: علم الحفريات القديمة.
مع مرور الوقت، يخضع الحمض النووي لتغيرات كيميائية، ويتحلل إلى أجزاء قصيرة.وبعد مرور آلاف السنين، لم يبق سوى كميات ضئيلة، والباقي ملوث بشدة بالبكتيريا والحمض النووي البشري المعاصر.في عام 1987، أجرى بابو أبحاث ما بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا-بيركلي.في ذلك الوقت، كان استخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل لتضخيم أجزاء محددة من الحمض النووي أمرًا غير تقليدي.بمساعدة تقنية تفاعل البوليميراز المتسلسل، استخرج بابو الحمض النووي من عينات الحمير المتبقية في مختبر ويلسون وقام بتحليلها.وأظهرت النتائج الناتجة عن التسلسل نتائج مماثلة لتلك التي نشرت في عام 1985. وهذا يعني أن تسلسل الحمض النووي القديم لا يمكن تنفيذه بكفاءة أكبر فحسب، بل يمكن أيضًا التحقق من النتائج بشكل متكرر.
الشكل 2: يقع الحمض النووي في منطقتين في الخلية.ويحتفظ الحمض النووي النووي بمعظم المعلومات الوراثية، في حين تحتوي جينومات الميتوكوندريا الأصغر على آلاف النسخ.بعد الموت، يتدهور الحمض النووي، ويترك في النهاية كميات ضئيلة.ويمكن أيضًا أن تكون ملوثة بالبكتيريا والحمض النووي الآخر.
تسلسل جينوم النياندرتال
في عام 1990، كان بابو منخرطًا في تحليل الحمض النووي الميتوكوندريا لإنسان النياندرتال.إن جينوم الميتوكوندريا صغير ولا يحتوي إلا على جزء صغير من المعلومات الجينية، ولكنه موجود كآلاف النسخ، مما يزيد من فرص النجاح.نجح بابو في إجراء تسلسل لمنطقة من الحمض النووي للميتوكوندريا في عظمة عمرها 40 ألف عام للحصول على تسلسل هذا القريب المنقرض.
منذ ذلك الحين، وفي معهد ماكس بلانك، قام بابو بتحسين أساليب عزل وتحليل الحمض النووي من بقايا العظام القديمة، وقام بتعيين العديد من المتعاونين الرئيسيين من ذوي الخبرة في علم الوراثة السكانية وتحليل التسلسل المتقدم.في عام 2010، نشر بابو أول تسلسل لجينوم إنسان نياندرتال، والذي أظهر أحدث سلف مشترك لإنسان نياندرتال وإنسان نياندرتال.الإنسان العاقلعاش قبل حوالي 800000 سنة.
الشكل 3 على اليسار: قطعة من عظم إصبع النياندرتال في ألمانيا؛وقطعة من عظم الإصبع من كهف دينيسوفان في جنوب سيبيريا.على اليمين: شجرة التطور التطوري بينالإنسان العاقلوأشباه البشر المنقرضة.
أظهر تحليل مقارن لبابو أن تسلسلات الحمض النووي للنياندرتال كانت أكثر تشابهًا مع تلك الموجودة لدى معاصريه من أوروبا أو آسيا، مقارنة بتلك الموجودة في أفريقيا.وهذا يعني إنسان نياندرتال والإنسان العاقلتزاوجت على مدى آلاف السنين من التعايش.في البشر المعاصرين من أصول أوروبية أو آسيوية، حوالي 1% إلى 4% من الجينوم يأتي من إنسان نياندرتال.
مقدمة إلى PCR
تم اختراع تفاعل البوليميراز المتسلسل، أو PCR، في عام 1985 من قبل عالم الكيمياء الحيوية الأمريكي كاري موليس وزملائه.تتضمن هذه التقنيةفي المختبرالتضخيم الأنزيمي لشظايا محددة من الحمض النووي.أدى التطبيق الواسع النطاق لتقنية PCR إلى تعزيز تطوير مجالات مختلفة في البيولوجيا الجزيئية بشكل كبير.وفي عام 1993، تقاسم المخترعان جائزة نوبل في الكيمياء.
يتمتع PCR بمكانة أساسية لا تتزعزع في تحليل البيولوجيا الجزيئية الحديثة وعلم الوراثة.وجنبًا إلى جنب مع الاستنساخ وتحليل تسلسل الحمض النووي، فإنه يشكل أساسًا لكل علم الأحياء الجزيئي تقريبًا.في التكنولوجيا الحيوية الحديثة، تغطي مجالات تطبيقها جميع الجوانب، بما في ذلك الزراعة والطب والقانون وعلوم الأغذية، وما إلى ذلك.
تشارك HymonBio بعمق في تطوير وتطبيق تكنولوجيا PCR.تمتلك الشركة عددًا من التقنيات الحاصلة على براءة اختراع، مما يوفر اختبارات جينية سريعة وفعالة للممارسة السريرية.يتضمن خط إنتاجها الفحص المبكر للسرطان والأمراض المعدية وغيرها.
وقت النشر: 12 أكتوبر 2022