إعادة بناء فيروس “سارس-كوف-2” باستخدام منصَّة للهندسة الجينومية

كان علم الهندسة الجينية العكسية -وما زال- أداةً لا غنى عنها لفهم نشوء الأمراض الفيروسية، وتطوير اللقاحات. ومع ذلك.. فمن الصعوبة المعرفة بمكان استنساخ الجينومات الخاصة بفيروسات الحمض النووي الريبي الكبيرة، مثل فيروسات كورونا، والتحكم بها داخل ما يُعرف ببكتيريا الإشريكية القولونية، نظرًا إلى حجم تلك الجينومات، وعدم استقرارها في بعض الأحيان. لذا.. فإنَّ وجود منصة هندسية جينية عكسية بديلة لدراسة فيروسات الحمض النووي الريبي، تتسم بالسرعة والإحكام، من شأنها أن يعود بالنفع على المجتمع البحثي.

وفي هذا البحث المنشور، يعتمد الباحثون على منصةٍ للهندسة الجينومية، قائمة على الخميرة، ويسخِّرون كل إمكانيتها من أجل إعادة بناء التسلسلات الجينية لمجموعةٍ متنوعة من فيروسات الحمض النووي الريبي، منها بعضٌ من فيروسات عائلة كورونا Coronaviridae، وعائلة الفيروسات المصفرةFlaviviridae، وعائلة الفيروسات الرئوية Pneumovirida. وتمكَّن الباحثون من إنتاج أجزاء من تلك الجينومات، إما باستخدام العينات الفيروسية المأخوذة من المرضى، أو الأحماض النووية الفيروسية المستنسَخة، أو العينات الإكلينيكية، أو الأحماض النووية الصناعية، ثم أعادوا تجميع تلك الأجزاء في خطوةٍ واحدة داخل فطريات خميرة الخباز Saccharomyces cerevisiae، وذلك اعتمادًا على تقنية «الاستنساخ بواسطة إعادة التركيب أثناء التحول» TAR، للحفاظ على الجينوم في صورة كروموسوم صناعي داخل الخميرة. وبعد ذلك، استُخدم إنزيم بلمرة الحمض النووي الريبي T7، لتكوين حمضٍ نووي ريبي مُعدٍ، بهدف إنقاذ الفيروس القادر على البقاء. وباستخدام هذه المنصة، تمكَّن الباحثون من تصميم وتوليد نُسخ مُخلَّقة كيميائيًّا من فيروس المتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة من النوع الثاني “سارس-كوف-2” SARS-CoV-2، المسبب لمرض “كوفيد-19” COVID-19، وذلك في غضون أسبوعٍ واحد فقط من الحصول على أجزاء الحمض النووي الاصطناعية الخاصة به.

تمثل هذه الخطوة تقدمًا تقنيًّا معتبرًا، من شأنه المساعدة في إطلاق استجابات سريعة للفيروسات الناشئة؛ إذ يتيح التوليد الآني للأنواع المختلفة من فيروسات الحمض النووي الريبي المتطورة أثناء تفشي الأمراض الناجمة عنها، كما يُمكِّن للباحثين من توصيفها من الناحية الوظيفية.