با مخترع ویرایش کننده خطاهای ژنتیکی آشنا شوید

به گزارش خبرگزاری آنا؛ همه‌چیز از یک کنجکاوی ساده شروع شد؛ همان نوع کنجکاوی که شاید در ذهن هر کودکی شکل می‌گیرد، اما فقط تعداد کمی جرأت دنبال کردنش را دارند. «جنیفر دودنا» (Jennifer Doudna) در جهانی رشد کرد که DNA برای بسیاری هنوز مفهومی دور و انتزاعی بود، اما با تلاشی خستگی‌ناپذیر و جسارتی مثال‌زدنی، به یکی از تأثیرگذارترین چهره‌های علم معاصر تبدیل شد. داستان او، فراتر از روایت یک کشف بزرگ در زیست‌شناسی مولکولی، داستانی کاملاً انسانی است: از دل پرسش‌های ساده درباره طبیعت، به پاسخ‌هایی رسید که مسیر زیست‌شناسی، پزشکی و حتی تعریف «انسان» را دگرگون کرد. دودنا نه‌تنها ابزار ویرایش ژن را توسعه داد، بلکه به یکی از مهم‌ترین و تأمل‌برانگیزترین صداها در بحث‌های اخلاقی پیرامون این فناوری بدل شد.

 آنچه جنیفر دودنا را از بسیاری از دانشمندان هم‌تراز خود متمایز می‌کند، ترکیب نادرِ دقت سخت‌گیرانهٔ علمی با حساسیتی عمیقاً انسانی و آینده‌نگر است. او هرگز صرفاً به دنبال فهم سازوکار‌های خشک و بی‌روح زیستی نبوده‌است، بلکه پیوسته به پیامد‌های اخلاقی، اجتماعی و حتی فلسفیِ آنچه کشف می‌کرد نیز می‌اندیشید. فناوری «کریسپر» که او در توسعه آن نقشی کلیدی ایفا کرد، نمونه‌ای درخشان از همین رویکرد است؛ ابزاری که می‌تواند حلقه‌های DNA را، چون سطری در یک دفترچه بازنویسی کند، اما در عین حال، پرسش‌هایی دربارهٔ حدود این تغییرات برمی‌انگیزد. دودنا در این‌باره می‌گوید: «این فناوری به ما قدرتی می‌دهد که پیش از این هرگز نداشتیم؛ قدرتی برای بازنویسیِ رمز حیات؛ و دقیقاً به همین دلیل، هم هیجان‌انگیزترین ابزار علمیِ قرن است و هم نگران‌کننده‌ترین.»

کودکی در طبیعت؛ جایی که علم شکل گرفت

 جنیفر دودنا در سال ۱۹۶۴ در آمریکا به دنیا آمد و بخش مهمی از کودکی خود را در جزایر هاوایی گذراند؛ محیطی که طبیعت بکر، زنده و متنوع آن، نقشی تعیین‌کننده در شکل‌گیری ذهن علمی و پرسشگر او داشت. او بعد‌ها بار‌ها اشاره کرده است که تجربهٔ زندگی در میان جنگل‌های بارانی، اقیانوس و آتشفشان‌های خاموش، کنجکاوی ذاتی او را نسبت به نظم پنهان در ساختار‌های زیستی شعله‌ور کرد.  در خاطراتش می‌نویسد: «وقتی به یک برگ، یا حشره‌ای عجیب در مسیر کوه نگاه می‌کردم، همیشه این سؤال برایم وجود داشت که این نظم پیچیده از کجا می‌آید؟ چرا موجودات زنده این‌گونه ساخته شده‌اند و نه شکلی دیگر؟» این پرسش‌های ساده، به‌مرور به یک مسیر حرفه‌ای جدی در زیست‌شناسی مولکولی تبدیل شد. علاقهٔ هم‌زمان او به شیمی و زیست‌شناسی، او را به سمت مطالعه مولکول‌هایی سوق داد که الفبای اولیهٔ حیات را تشکیل می‌دهند.

از دانشجویی تا پیشگام در یک مسیر علمی

 دودنا تحصیلات دانشگاهی خود را در حوزهٔ «زیست‌شیمی» (Biochemistry) ادامه داد؛ این رشته که در مرز میان شیمی و زیست‌شناسی، به بررسی ساختار و عملکرد مولکول‌های حیاتی مانند DNA و RNA می‌پردازد. در این مسیر، او به‌تدریج به یکی از برجسته‌ترین متخصصان جهانی در مطالعهٔ RNA تبدیل شد؛ مولکولی که پیش از این، تنها نقش یک پیام‌رسان ساده را در سلول به آن نسبت می‌دادند. اما دودنا نشان داد که RNA برخلاف این تصور ساده‌انگارانه، عنصری فعال، پویا و از نظر ساختاری شگفت‌انگیز است. او کشف کرد که RNA می‌تواند تا شود و ساختار‌های سه‌بعدی پیچیده‌ای تشکیل دهد و نقش‌های متنوعی را در سلول ایفا کند. دودنا در یکی از مصاحبه‌های خود  اینطور می‌گوید: «هرچه بیشتر RNA را مطالعه می‌کردیم، بیشتر متوجه می‌شدیم که چقدر دربارهٔ این مولکول ساده‌انگارانه چیزی نمی‌دانیم. هر پاسخ، ده پرسش تازه پشت سرش می‌آورد.»

لحظه برخورد با کریسپر؛ وقتی مسیر عوض شد

 دودنا در همکاری با «امانوئل شارپنتیه» (Emmanuelle Charpentier)، دانشمند فرانسوی، به بررسی سیستمی پرداخت که در ابتدا فقط به‌عنوان یک پدیدهٔ عجیب و حاشیه‌ای در توالی‌های تکراریِ DNA باکتری‌ها شناخته می‌شد. آنها دریافتند که این سیستم در واقع بخشی از یک مکانیسم دفاعی باستانی و هوشمندانه است که به باکتری‌ها اجازه می‌دهد ویروس‌های مهاجم را به خاطر بسپارند، شناسایی کنند و تکه‌تکه نابود سازند. اما آنچه این کشف را تاریخی کرد، نه خود مکانیسم دفاعی، بلکه این درک ناگهانی بود که می‌توان از این سیستم در خارج از باکتری، برای ویرایش هدفمند ژن هر جاندار زنده‌ای استفاده کرد. 

امانوئل شارپنتیه و جنیفر دودنا

«قیچی ژنتیکی»؛ تولد یک مفهوم جدید

 فناوری «کریسپر-کس۹» (CRISPR-Cas9) که توسط دودنا و همکارانش توسعه و بازطراحی شد، به‌سرعت در جهان علم با عنوان «قیچی مولکولی» شناخته شد. سادگی و در عین حال قدرت این ابزار حیرت‌آور است: در این سیستم، آنزیمی به نام «کس۹» به کمک یک رشتهٔ RNA راهنما که دقیقاً متناسب با ژن هدف ساخته می‌شود، به نقطه‌ای مشخص از DNA متصل شده و رشته دوطرفه آن را مانند یک قیچی جراحی مولکولی برش می‌زند. این برش، به سلول فرمان می‌دهد که مکانیسم ترمیم خود را فعال کند و در همین حین است که دانشمندان می‌توانند با ارائه یک الگوی صحیح، توالی ژنتیکی را به دلخواه بازنویسی کنند.

از آزمایشگاه تا نوبل

 در سال ۲۰۲۰، آکادمی سلطنتی علوم سوئد جایزه نوبل شیمی را به طور مشترک به جنیفر دودنا و امانوئل شارپنتیه اهدا کرد. این جایزه، نه صرفاً به پاس یک کشف آزمایشگاهی، بلکه به دلیل تأثیر بی‌سابقه و گستردهٔ آن بر آیندهٔ علم پزشکی، کشاورزی و حتی فلسفهٔ اخلاق بود. 

نقش او در بحث‌های اخلاقی

 جنیفر دودنا، فعال و پیشگام در بحث‌های اخلاقی پیرامون کریسپر است. برخلاف برخی از دانشمندان بزرگ که ترجیح می‌دهند تنها روی جنبه‌های فنی متمرکز شوند، دودنا از همان ابتدا وارد میدان دشوارِ پرسش‌های اجتماعی، حقوقی و اخلاقی شد. او بار‌ها درباره خطرات استفاده غیرمسئولانه از این فناوری، به‌ویژه در مورد ویرایش ژن‌های انسان برای مثال طراحی نوزادان، یا تقویت ژنتیکی هشدار داده و بر لزوم ایجاد چارچوب‌های بین‌المللی تأکید کرده است. 

آینده‌ای که او می‌بیند

 دودنا معتقد است که کریسپر هنوز در ابتدای مسیر تکاملی خود قرار دارد. او آینده‌ای را ترسیم می‌کند که در آن این فناوری بتواند درمان قطعی برای بیماری‌های ژنتیکی صعب‌العلاج مانند «کم‌خونی داسی‌شکل» (sickle cell anemia)، برخی سرطان‌ها و حتی ایدز ارائه دهد. همچنین به کاربرد‌های بالقوهٔ آن در کشاورزی برای مقاوم‌سازی گیاهان در برابر خشکسالی و آفات اشاره می‌کند. اما همواره تأکید می‌کند که این مسیر بدون مدیریت دقیق، شفاف و مسئولانه، می‌تواند به ورطهٔ خطرناکی از توسعهٔ بی‌قید و شرط یا سوءاستفاده‌های اخلاقی منجر شود.

نمادی از دوره‌ای تعیین‌کننده در تاریخ بشر

 جنیفر دودنا فقط یک دانشمند برنده نوبل نیست؛ او نمادی از دوره‌ای تعیین‌کننده در تاریخ بشر است؛ دوره‌ای که علم به سطحی از قدرت دست یافته که می‌تواند معنای حیات، سلامت، هویت و حتی تکامل را بازتعریف کند. او نشان داد چگونه یک کنجکاوی ساده و بی‌آلایش دوران کودکی در هاوایی می‌تواند به کشفی منجر شود که تمام جهان را تغییر دهد. اما بیش از هر چیز، دودنا به ما یادآوری کرد که هر کشف بزرگی، بار امانتی از مسئولیت را نیز به همراه دارد.