حصل الأستاذان البريطانيان شانكار بالاسوبرامانيان وديفيد كلينرمان، وكلاهما من جامعة كامبريدج، على جائزة الألفية للتكنولوجيا (Millennium Technology Prize) لعام 2020، والتي تم الإعلان عنها في مايو 2021 بعد إرجائها لمدة عام بسبب جائحة كوفيد-19.
تمنح أكاديمية التكنولوجيا الفنلندية جائزة المليون يورو كل عامين “لتسليط الضوء على الأثر الملموس للعلم والابتكار على رفاهية المجتمع”. ولقد منحت الجائزة لعام 2020 إلى بالاسوبرامانيان وكلينرمان لاختراعهما تقنية الجيل التالي لتحديد تسلسل الحمض النووي (NGS).
يتيح ذلك الجيل التالي تحديد تسلسل الجينوم بشكل سريع ودقيق ومنخفض التكلفة وواسع النطاق. يشير تحديد تسلسل الجينوم إلى تحديد تسلسل الحمض النووي الكامل للكائن الحي. بدأ كلينرمان، العالم الكيميائي الفيزيائي، وبالاسوبرامانيان، العالم الكيميائي العضوي، بالتعاون في عام 1994. يقول بالاسوبرامانيان: “كنا نبحث عن شيء مثير لاكتشافه”. ولقد كانا حينئذ “باحثان يبحثان عن مغامرات علمية شيقة”.
وبحلول عام 1997، كانوا يركزون على نظام تحديد التسلسل، ولكن الأمر استغرق حتى عام 2005 ليصبح “نظامًا ناجحًا”على حد قول بالاسوبرامانيان. وحتى حينها لو يكن الأمر ممكن الاستغلال التجاري.
الأثر التحويلي
يقول ديفيد كلينرمان في هذا الفيديو: “كان علينا إعادة تصميم الطريقة التي يتم بها إجراء تحديد تسلسل الحمض النووي”، والذي يشرح فيه الجيل التالي لطريقة تحديد تسلسل الحمض النووي وأهميتها.فيديو جائزة الألفية للتكنولوجيا
كان للجيل التالي من تحديد تسلسل الحمض النووي، ولا يزال، تأثيرًا تحوليًا هائلاً في علم الجينوم والطب والبيولوجيا. إنه أسرع وأرخص مليون مرة من العملية الأولى لتحديد تسلسل الجينوم البشري، التي كانت تستغرق عقدًا من الزمن وتكلف أكثر من مليار دولار. أما الآن، فصار الأمر يستغرق يومًا فقط، ولا يكلف سوى 1000 دولار، ويتم تحديد تسلسل مليون جينوم بشري كل عام.
ساعد النظام الذي ابتكره وطوره بالاسوبرامانيان وكلينرمان في التنبؤ بالأمراض وتحديدها وفهمها، وهو ما أدى إلى إمكانية إنتاج علاجات أكثر تخصيصًا.
يقول كلينرمان: “فيما يتعلق بجاحة كوفيد، كان من المجزي رؤية استخدام التكنولوجيا لتتبع طفرات الفيروس. كما يتم استخدامه أيضًا كوسيلة لتحديد سبب استجابة بعض الأشخاص لعدوى الفيروس بشكل أسوأ من غيرهم”.
يشير بالاسوبرامانيان إلى أنه يمكن استخدام الجيل التالي من تحديد تسلسل الحمض النووي في الاختبارات السريرية لاكتشاف بعض أنواع السرطانات في وقت مبكر بما يكفي ليتيح الوقاية منها، وهو أفضل من الشروع في علاجها لاحقًا. فيقول: “أعتقد أننا نتجه نحو إجراء اختبارات الدم الروتينية لاكتشاف السرطان”.
الفشل السريع بنجاح
ديفيد كلينرمان (إلى اليسار) وشانكار بالاسوبرامانيان يستمتعان بيوم ربيعي رائع في العاصمة الفنلندية.صورة: جائزة الألفية للتكنولوجيا
يقول كلينرمان: “الصحة هي واحدة من المسائل، ولكن لدينا أيضًا العديد من المشكلات التي تسبب فيها الإنسان، مثل الاحتباس الحراري، والتي يتعين علينا التعامل معها. ولهذا، فإننا في حين أنه من المحتمل أن نكون قادرين على عيش حياة أكثر صحة، فإننا نتسبب أيضًا في جميع أنواع المشكلات الأخرى الناجمة عن سلوكياتنا”. ويأمل أن الطريقة التي تعاون بها العلماء في فترة زمنية قصيرة للتصدي لكوفيد-19 يمكن أن تساعد أيضًا في حل مشكلة تغير المناخ.
تعمل تقنية الجيل التالي من تحديد تسلسل الحمض النووي عن طريق تفتيت عينة الحمض النووي إلى العديد من القطع الصغيرة التي تُثبت على سطح رقاقة. يقول بالاسوبرامانيان: “ثم تقوم بفك تشفيرهم جميعًا بالتوازي في نفس الوقت. وهذا هو ما يحقق قدرة هائلة ووفورات في التكلفة”.
كما هو الحال مع الرياضيين بعد الفوز في مباراة كبيرة، ذكر بالاسوبرامانيان وكلينرمان أن لديهما فريق رائع دعمهما في تطوير الجيل التالي من تحديد تسلسل الحمض النووي، وأن جائزة الألفية للتكنولوجيا هي في الحقيقة لكل من شارك.
يقول بالاسوبرامانيان: “كان هناك بالطبع العديد من الإخفاقات على طول الطريق. “كنت أخبر مجموعتي البحثية من وقت لآخر أن سر النجاح هو الفشل بسرعة. والفشل هو في الواقع النقطة التي تبدأ فيها بالتعرف على المسار الصحيح”.
بقلم طاقم عمل ThisisFINLAND، مايو 2021
