مع بداية الباحثين في أول تسلسل كامل للجينوم البشري في عام 2003، يشهد العالم لحظة فاصلة في تاريخ العلوم الطبية الحيوية، ويفتح ذلك الباب واسعًا لفهمٍ أفضل للصحة والمرض، ولتوفير علاجات أفضل للأمراض وتحسين سبل التعامل معها والوقاية منها. ويكشف لنا علم الجينوم عِظم تعقيد الكروموسومات الستة والأربعين التي تحمل الشفرة الوراثية لهذا النوع المعروف بالإنسان العاقل إضافة إلى الحيوان والنبات؛ إذ يعرف الجينوم بكامل المادة الوراثية للكائن الحي والمتمثلة في التسلسل الكامل للـ DNA، ويحتوي التعليمات والمعلومات اللازمة لبناء ذلك الكائن الحي واستمراريته. الدكتور محمد بن علي العبري -أستاذ مشارك بقسم العلوم الحيوانية والبيطرية، ومساعد العميد للتدريب وخدمة المجتمع- بكلية العلوم الزراعية والبحرية يوضح لنا تفاصيل علم الجينوم.

في البداية يوضح الدكتور محمد العبري الفرق بين الجين والجينوم ويقول: إن الجين هو وحدة التوريث الأساسية، وتحمل الجينات التعليمات المطلوبة في صنع البروتينات، التي تنقسم لبروتينات بنيوية وإنزيمات وهرمونات وأجسام مضادة، أما الجينوم فيجمع المجموعة الكاملة للجينات المورثة من الأبوين.

الفرق بين دراسة الجينوم البشري والحيواني والنباتي

ويشير إلى أن الاختلاف الأكبر في دراسة الجينوم البشري مقارنة مع كل من الجينوم الحيواني والنباتي هي أن دراسة الجينوم البشري تتركز على دراسة الأمراض الوراثية ثم دراسة الخلفيات الجينية وجينوم بقايا الحفريات البشرية القديمة، التي تساعد دراسته على معرفة تاريخ النوع البشري والهجرات والأحداث التاريخية للبشر، أما بالنسبة لأهداف دراسة الجينومات الحيوانية والنباتية فهي عديدة منها: تحديد الجينات المسؤولة عن الصفات الإنتاجية ومعرفة الجينات المسببة للأمراض وتلك المقاومة لها، وتركز على تحديد العلاقات الجينية بين السلالات. كذلك فإن دراسة دور الجينات في بعض الحيوانات يساعد بشكل كبيرعلى معرفة دورها في الإنسان، أما من الناحية العملية فلا يوجد فرق كبير في الأدوات أو الطرق والأجهزة المستخدمة في دراسة الجينوم البشري والحيواني والنباتي.

معرفة الأمراض في البشر

ومن خلال سؤالنا عن إيجابيات دراسة الجينوم يجيب الدكتور محمد العبري: "يساعد دراسة وتحليل الجينوم البشري على معرفة الجينات والتغيرات الجينومية المسؤولة عن الأمراض في البشر في مرحلة مبكرة من العمر، والتقليل من مخاطرها وتداعياتها على صحته؛ بالتدخل المبكر بالعقاقير والتعديلات المناسبة على أسلوب الحياة. ويساعد تحليل الجينوم الكامل في الأمراض الجينية غير الشائعة على معرفة التغيرات الطارئة على الجينوم التي كانت سبباً في تلك الأمراض.  وتستخدم بعض التحاليل الجينية لفحص ما قبل الزواج، الذي صارت ممارسته أكثر شيوعاً في الوقت الحالي".

تحسين العملية الإنتاجية

"وتساعد دراسة الجينوم الحيواني على تحديد الجينات المسؤولة عن الأمراض الوراثية التي تؤثر بشكل كبير في العملية الإنتاجية وتكاليفها مما يتسبب في ارتفاع سعر العملية الإنتاجية بشكل عام، وفي المقابل فإن تحديد الجينات المسؤولة عن الصفات المناعية يساعد المربين على اختيار الحيوانات الأكثر قدرة مناعية وانتخابها في مرحلة عمرية مبكرة ومكاثرتها مما يزيد من ربحية المنتجين وتنافسية منتجاتهم. وتساعد الفحوصات الجينية للجينات المسؤولة عن الصفات الإنتاجية كالجينات المسؤولة عن كمية الحليب واللحم المنتج أو سرعة النمو أو كفاءة تحويل الغذاء للمنتجات (لحوم أو بيض أو حليب إلخ) تساهم جميعها في انتخاب حيوانات ذات مقدرة إنتاجية تنافسية عالية مقارنة بغيرها من الحيوانات من نفس النوع. إن معرفة الجينات المسؤولة عن الصفات تساعد بشكل كبير على زيادة إنتاجية وفعالية حيوانات الإنتاج وتقلل من التكاليف التشغيلية بالقطاع وبالتالي فهي تزيد من ربحية القطاع واستدامته".

التنوع الوراثي في الإبل العربية

وعن آخر أبحاثه يقول الدكتور محمد العبري: "آخر الأبحاث معني بتقييم التنوع الوراثي وتحديد بصمات الانتقاء الإيجابي على جينوم الإبل العربية من جنوب شرق شبه الجزيرة العربية وبالتحديد في الإبل العمانية، في هذه الدراسة يجرى تحليل الجينوم الكامل لـ 29 من الإبل العمانية (10 من الإبل في محافظة مسقط، 14 من منطقة الباطنة، و5 من المنطقة الشرقية) بهدف دراسة العلاقة الوراثية بينهم وتحديد مواقع بصمات الانتقاء الإيجابي وهي المواقع الجينومية التي يتميز بها نوع عن آخر من الإبل وتكون عادةً ذات علاقة بصفات ذات أهمية أو تساعد في التأقلم مع البيئة المحيطة. حيث لوحظ وجود مستوى قليل من الاختلاف الجيني الذي يفصل الإبل في مسقط عن المجموعتين الأخريين من الإبل مع وجود درجة بسيطة من الاختلاط الجيني بينهما. استخدم مؤشر إحصائي مركب (DCMS) الذي يعد الأحدث من نوعه لمعرفة مناطق بصمات الانتقاء الإيجابي، حُدد إجمالي 47 منطقة تحوي بصمات انتقاء إيجابي في جينوم الإبل، احتوت تلك المناطق على إجمالي 154 جينًا ترتبط وظائفها بشكل أساسي بالاستجابة المناعية، واستقلاب الدهون واستهلاك الطاقة في الجسم، والوظائف البصرية والسمعية، والذاكرة طويلة المدى. وترتبط جميع تلك الوظائف بخواص ظاهرية مختلفة تميزت بها الإبل عن غيرها من الحيوانات، وتشير إلى تميز الإبل العمانية بهذه الصفات، وتعد هذه الدراسة الأولى من نوعها التي تبحث في الجينوم الكامل للإبل العمانية لتقييم تنوعها الوراثي والبحث عن بصمات الانتقاء الإيجابي فيها، ويمهد البحث الطريق لمزيد من البحوث المستقبلية وإلى تحديد علامات ومناطق جينومية لاستخدامها في برامج إكثار وانتخاب الإبل بهدف الحفاظ على التنوع الجيني لها وتعزيز إنتاجيتها".

تحدٍ في جمع العينات

وحول التحديات التي تواجه هذا النوع من الأبحاث يقول الدكتور محمد العبري: "مع تقدم التكنلوجيا أصبحت تكلفة التحاليل الجينية أقل نسبياً عن سابق عهدها؛ بالتالي فإن الفحوصات الجينية لصفات معينة أصبحت في متناول اليد؛ لذا فإن التحدي الأكبر في مجال علم الجينوم الحيواني هو في جمع العينات الممثلة لنوع معين من السلالات من غير أخطاء وخاصة في أبحاث التركيبة الجينية للحيوانات، حيث يجب التأكد من هوية الحيوانات وتاريخها وأنها تمثل الفئة المقصودة بالفعل، ويشكل جمع وحصر البيانات المرتبطة بالصفات الإنتاجية والصحية المختلفة تحدٍ كبير أيضاً وهو الجزء الأكثر تكلفة وتعقيداً في الدراسات الجينية حيث يتطلب جمع الصفات الظاهرية للحيوانات وبشكل متكرر ومستمر أحياناً؛ حتى يتمكن الباحثون من معرفة الجينات المسؤولة عن تلك الصفات".