في جولة تكنولوجية مذهلة، قام الباحثون بتسلسل الجينوم الكامل لأكثر من 100 جينوم الخلايا الفردية من رجل يبلغ من العمر 74 عامًا. كشفت النتائج الفوضى داخل: أ ذراع كروموسوم إضافي هنا، قطعة مفقودة من الكروموسوم هناك، ومقتطفات أصغر من الحمض النووي تم تغييرها أو حذفها أو تكرارها. في العديد من الخلايا لقد تم فقدان كروموسوم Y تماما.

يقول جو لوكيت، الذي يدرس المعلوماتية الحيوية في كلية الطب بجامعة هارفارد في بوسطن، ماساتشوستس، وهو أحد مؤلفي الدراسة: “كانت هناك بعض الخلايا التي كانت معطوبة للغاية”.

النتائج، التي تم نشرها في وقت سابق من هذا الشهر على خادم الطباعة المسبق bioRxiv¹ ولم تتم مراجعتها بعد من قبل الأقران، ورسم صورة شاملة للتنوع الجيني الموجود داخل الشخص. هذه الصورة هي مجرد البداية: الدراسة عبارة عن مشروع تجريبي لاتحاد بقيمة 140 مليون دولار أمريكي يهدف إلى فهرسة الطفرات في الخلايا من 19 موقعًا في الجسم، باستخدام خلايا من 150 متبرعًا.².

سيوفر الكتالوج الناتج أداة قيمة للباحثين الذين يدرسون تأثير التنوع الجيني بين خلايا فرد واحد – وهي ظاهرة تعرف باسم الفسيفساء – على الصحة وعلى أمراض مثل السرطان، كما يقول سويتشي سانو، الذي يدرس الفسيفساء في نظام القلب والأوعية الدموية في المركز الوطني للدماغ والقلب والأوعية الدموية في اليابان في سويتا. ويقول: “أنا متأكد من أن هذا المجال سوف يتسارع بسرعة كبيرة”.

عمر من الطفرات

الناس تتراكم التغييرات في الحمض النووي الخاص بهم على مدار حياتهمسواء من الأخطاء التي تحدث أثناء تكاثر الحمض النووي وإصلاحه، أو من التعرض للعوامل البيئية الضارة بالحمض النووي، مثل الأشعة فوق البنفسجية أو دخان التبغ.

ومع تحسن تقنيات تسلسل الحمض النووي، اكتسب الباحثون صورة أوضح عن مدى شيوع الفسيفساء، وكيف يمكن أن تؤثر على الصحة. تراكم طفرات الحمض النووي في بعض الخلايا مع مرور الوقت يمكن أن يسبب السرطان، على سبيل المثال، و فقدان كروموسوم Y في خلايا الدم يرتبط بزيادة خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية³ ونوبة قلبية قاتلة⁴.

لكن من الصعب تصنيف تلك الاختلافات أو تحديد متى تظهر في الحياة. يتم تنفيذ معظم تسلسل الجينوم عن طريق عزل الحمض النووي من العديد من الخلايا في وقت واحد وتسلسله بكميات كبيرة، مما يجعل من الصعب اكتشاف متغيرات الحمض النووي الموجودة في خلية واحدة فقط أو عدد قليل من الخلايا. وعلى الرغم من أن طرق تحليل جينومات الخلية الواحدة أصبحت أكثر تقدمًا، إلا أن هذه التقنيات غالبًا ما تركز على ما يلي: تسلسل جزيئات الحمض النووي الريبي، والتي يمكن أن تكون موجودة في العديد من النسخ لكل خلية، كما تقول ديان شاو، طبيبة الأعصاب في مستشفى بوسطن للأطفال التي درست الفسيفساء في الدماغ النامي⁵. وتقول إن تسلسل الحمض النووي من الخلايا الفردية يمثل تحديًا أكبر بكثير، لأنه لا يوجد سوى نسختين من الجينوم للعمل معهم.