دانش - اسفناج، كاهو و مرزهاي تروريسم زيستي

واضح آرشیو وب فارسی:ايرنا: دانش - اسفناج، كاهو و مرزهاي تروريسم زيستي
دانش - اسفناج، كاهو و مرزهاي تروريسم زيستي

كارل زيمر / ترجمه كاوه فيض اللهي: شيوع E. coli معمولا دستمايه داستان‌هاي خوشايند نيست. ناخوشايند بيشتر به آن مي‌آيد ــ يا حتي از كار ايستادگي اندام‌ها. اما موارد اخير شيوع E. coli مي‌تواند اندكي باعث آرامش خاطر ما شود. ما در عصر اضطراب‌آور زيست‌شناسي ساختني زندگي مي‌كنيم، در زماني كه دانشمندان مي‌توانند كل ژنوم را با استفاده از مواد خام از نو بسازند، و در زماني كه ما همه از آن مي‌ترسيم كه كسي از اين تكنولوژي جديد براي ايجاد ميكروبي هيولا استفاده كند و موجب بلايي انسان‌ساخت شود. بر اساس يكي از گزارش‌هاي دولتي، «تاثير بعضي از اين عوامل زيستي مهندسي‌شده مي‌تواند از هر بيماري شناخته‌شده براي انسان به مراتب بدتر باشد.» اما نگاهي از نزديك به بعضي از موارد اخير شيوع E. coli ــ و نگاهي دقيق‌تر به خود اين باكتري‌ها- ممكن است به ما كمك كند براي لحظه‌اي ترس‌هايمان را كنار بگذاريم. مهندسي بيماري‌ها از آنچه به نظر مي‌رسد دشوارتر است.

در سال 2006 يك جفت همه‌گيري بزرگ E. coli ايالات متحده را درنورديد. يكي با اسفناج منتقل مي‌شد و ديگري با كاهو. همه‌گيري اسفناجي موجب 204 مورد ابتلا به بيماري و سه مورد مرگ شد. همه‌گيري كاهويي 71 نفر را بيمار ساخت. در هر دو همه‌گيري بايد بسياري از مبتلايان را با عجله به بيمارستان مي‌رساندند. بعضي فقط به اسهال خوني مبتلا شدند و جان سالم به در بردند. در موارد ديگر، باكتري‌ها سمومي وارد جريان خون كردند كه سبب شد كليه‌ها و اندام‌هاي ديگر از كار بيفتند.
در هر دو مورد و نيز در بيشتر موارد اخير شيوع E. coli يك سويه خاص از اين باكتري عامل بيماري بوده است. اين سويه كه به خاطر بعضي مولكول‌هاي روي سطح آن O157: H7 ناميده مي‌شود، در دهه 1980 به عنوان يك عامل بيماريزاي كثيف كه عمدتا در گوشت آلوده همبرگر يافته مي‌شد، ظهور كرد. اين باكتري در گاوها و پستانداران ديگر در آسايش (و بدون ايجاد خطر) زندگي مي‌كند، اما چنانچه وارد بدن ميزبان انساني شود، گاهي افتضاح به بار مي‌آورد. هنگامي كه حيوانات اين باكتري‌ها را با مدفوع‌شان خارج مي‌كنند و از آن به عنوان كود استفاده مي‌شود، عامل بيماريزا مي‌تواند به محصولات كشاورزي راه پيدا كند. و در سال‌هاي اخير نه فقط گوشت همبرگر، اسفناج و كاهو بلكه سيب و جوانه لوبيا نيز آلوده است. علاوه بر همه‌گيري‌هاي بزرگ گاه‌وبيگاه، پيوسته و با سرعتي يكنواخت در حال ايجاد بيماري است - حدود 75 هزار مورد در سال فقط در ايالات متحده - كه توجه كمتري را جلب مي‌كند.
دانشمندان پي برده‌اند كه جديدترين همه‌گيري‌ها فوق‌العاده وحشي و بي‌رحم بودند. باكتري سال 2006 سه تا چهار برابر بيش از حد انتظار مردم را روانه بيمارستان كرد. در حالت عادي، تنها 4 درصد افرادي كه به E. coli O157: H7 آلوده مي‌شوند، دچار بدترين شكل اين بيماري مي‌شوند كه در آن سموم وارد جريان خون مي‌شود. در سال 2006 اين رقم به 15 درصد افزايش يافت.
اين روند نگران‌كننده تيمي از دانشمندان مستقر در دانشگاه ايالتي ميشيگان را واداشت نگاهي به DNA اين باكتري‌ها بيندازند. اين پژوهشگران باكتري‌هاي مسبب همه‌گيري‌هاي اخير را با صدها نمونه ديگر مقايسه كردند و دوشنبه گذشته نتايج را به چاپ رساندند. دانشمندان بر اساس تفاوت‌هاي موجود در ژن‌هاي اين باكتري‌ها يك درخت تكاملي ترسيم كردند. يك شاخه از درخت ــ هماني كه موجب همه‌گيري‌هاي اسفناجي و كاهويي در سال 2006 شد ــ احتمال آنكه مردم را بيمار كند به ميزان قابل‌توجهي از ديگران بيشتر است. از اين گذشته دريافتند كه دودمان مذكور در سال‌هاي اخير رو به انفجار تكاملي بوده است. در سال 2002 فقط 10 درصد موارد ابتلا به E. coli كه در ايالت ميشيگان گزارش شد به اين نوع مربوط بود. در صورتي كه اين رقم در سال 2006 به 46 درصد رسيد.
دانشمندان براي آنكه معلوم كنند چه عاملي اين سويه جديد را چنين موذي ساخته است، از همه‌گيري اسفناجي سال 2006 ميكروبي را انتخاب كرده و ژنوم كامل‌اش را تعيين توالي كردند. آنها كشف كردند كه اين سويه جديد نتيجه تغييراتي جزئي نيست كه در نقشه پايه E. coli O157: H7 رخ داده باشد. بلكه اين نقشه از اساس زيرورو شده است. صدها ژن در آن وجود دارد كه در سويه‌هاي ديگر نمي‌توان آنها را يافت. از طرف ديگر صدها ژن را نيز از دست داده است. و بسياري از ژن‌هايي كه در آنها با خويشاوندان نزديك خود مشترك است، خاموش شده‌اند.
دانشمندان به اين نتيجه رسيدند كه در مقطعي در گذشته نه چندان دور، اين سويه از E. coli O157: H7 به عامل بيماريزايي به مراتب شرورتر از نياكان‌اش تكامل يافت. انتخاب طبيعي به لطف توانايي اين باكتري‌ كه در زماني به كوتاهي 20 دقيقه توليدمثل مي‌كند، ژن‌هايش را به سرعت تغيير مي‌دهد. آنچه بر سرعت تكامل آنها به ميزان قابل‌توجهي افزود توانايي‌شان در جذب DNA از ميكروب‌هاي ديگر است، حتي از گونه‌هايي كه تنها خويشاوندي دوري با آنها دارند. ژنوم اين باكتري‌ها مدام به شكل تركيبات جديدي از ژن‌ها از نو مرتب مي‌شود. بعضي باكتري‌ها در به دام انداختن نور خورشيد بهتر مي‌شوند، بعضي ديگر در مقاومت در برابر آنتي‌بيوتيك‌ها. و در مورد سويه اسفناجي E. coli O157: H7، ورود DNA ويروسي آنها را به مراتب خطرناك‌تر ساخته است.
آدم از اين فكر كه شكل جديد و خطرناك‌تري از E. coli با چه سرعتي ظهور كرده است، بر خود مي‌لرزد ــ و وسوسه‌كننده است كه گمان كنيم پيدايش سريع آن از آينده بدي براي زيست‌شناسي ساختني (synthetic biology) خبر مي‌دهد. از اين گذشته اگر تنها چند سال طول كشيده است تا سويه‌اي خطرناك در طبيعت تكامل يابد، تصور كنيد ساخت آن در آزمايشگاه براي انسان چقدر آسان خواهد بود.
در واقع همه‌گيري اسفناجي درس بسيار متفاوتي به ما مي‌آموزد. دانشمندان دانشگاه ايالتي ميشيگان اصلا نمي‌دانند كه چه چيزي اين سويه جديد را اينقدر شرور مي‌سازد. شناسايي صدها ژن جديد در ژنوم آن كار آساني است، اما پژوهشگران دقيقا نمي‌توانند بگويند كه اين همه ژن جديد چه كاري انجام مي‌دهند. در مورد صدها ژن گمشده و نيز در مورد ژن‌هاي ديگري كه انتخاب طبيعي آنها را پيچانده و تنظيم كرده هم اوضاع از همين قرار است.
اين نوع جهل در دنياي ميكروب‌ها امري عادي است. و چنانچه سويه جديدي از يك گونه عميقا بررسي‌شده چنين اسرارآميز است، دشوار بتوان باور كرد كه تروريست‌هاي زيستي خيلي راحت پشت ميزشان بنشينند و بيماري هولناك جديدي تايپ كنند. جهل عميق ما، در اين باره كه زيست‌شناسان سازنده درمورد كاربردهاي سودمند علم تا كجا مي‌توانند پيش بروند نيز ترديدهايي مطرح مي‌كند. در بلندپروازانه‌ترين پروژه‌ها هم دانشمندان تنها چند ژن اضافه كرده‌اند. آنها به برخي موفقيت‌هاي چشمگير، نظير ساخت E. coli توليد‌كننده سوخت جت و پيش‌ماده‌هاي داروي مالاريا، دست يافته‌اند. اما تصور آنكه بتوانيم صدها ژن به باكتري‌ها اضافه كنيم تا كاري سودمند انجام دهند ــ مثل تبديل ميكروب‌ها به ژنراتورهاي برق خورشيدي ــ شايد افتخاري باشد كه تا رسيدن به آن راه درازي در پيش است.
اما مخترعان هميشه اختراع‌شان را از صفر طراحي نمي‌كنند. شايد كسي بتواند صرفا با تقليد از طبيعت عامل بيماريزاي جديدي به وجود آورد: تركيب مجموعه‌هاي مختلف ژن‌ها، جهش دادن چندتايي از آنها و استفاده از آزمون و خطا براي يافتن آنهايي كه كار مي‌كنند؟ احتمالا نه. ميز آزمايشگاه طبيعت غول‌آساست. ميليون‌ها گاو و حيوانات ديگر با خودشان E. coli O157: H7 حمل مي‌كنند، تعداد بي‌حسابي ويروس به آنها حمله مي‌كنند و تركيب‌هاي جديد را مي‌آزمايند. نتيجه بسياري از اين تركيب‌ها چيزي جز شكست نيست، اما انتخاب طبيعي مي‌تواند به چند موفقيت خيره‌كننده منجر شود. حتي اگر دولتي صرفا با هدف دستيابي اتفاقي به يك عامل بيماريزاي جديد آزمايشگاه عظيمي بنا كند، ممكن است قرن‌ها يا هزاره‌ها طول بكشد تا با چيزي مانند سويه اسفناجي برخورد شود.
اما اين جهل چندان مايه آرامش نيست. حتي اگر لازم نباشد به اين زودي نگران باكتري‌هاي ساخته‌شده يا مصنوعي باشيم، قطعا لازم است نگران عوامل بيماريزاي جديدي باشيم كه درست در خانه خود ما (يا پرواربندي‌ها و دامداري‌هايمان) تكامل مي‌يابند. با اوضاع كنوني، ما از اين باكتري‌ها تنها هنگامي آنهم به طور مبهم آگاه مي‌شويم كه سال‌هاست ما را بيمار كرده و كشته‌اند. يك راه براي سرعت دادن به جست‌وجوي جنگ‌افزارهاي زيستي جديد طبيعت ايجاد يك شبكه پايش خواهد بود. اگر كارمندان بهداشت عمومي مجهز به وسايل آزمايش ارزان و سريع باشند، شايد E. coli و ميكروب‌هاي ديگر نتوانند در آينده ما را اينقدر غافلگير كنند. و اگر روزي نابغه‌اي تبهكار دريابد كه چگونه يك جنگ‌افزار زيستي بسازد و به جان مردم بيندازد، ما تمرين‌هاي خوبي را پشت سر گذاشته‌ايم.
Slate, Mar. 19, 2008
پنجشنبه 9 خرداد 1387

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: ايرنا]

[مشاهده در: www.irna.ir]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 694]