أفيري والدنا: كيف أشارت تجربة على المكورات الرئوية إلى جزيء الوراثة، 1944
في هذا المقال
أفيري والدنا: كيف أشارت تجربة على المكورات الرئوية إلى جزيء الوراثة، 1944
رأينا في اليوم 117 كيف نشأت اللغة المشتركة التي تصف المرض: الورم، والعقدة، والانتشار البعيد. اليوم نبتعد عن الأورام، لأن أحد الأسئلة التي اقتربت أكثر من غيرها من السرطان لم يُطرح في مختبر للأورام، بل في غرفة كانت تدرس كبسولة جرثومة الالتهاب الرئوي: بأي جزيء تنتقل صفة في الخلية، أي معلومة وراثية، من مكان إلى آخر؟ يروي هذا النص جواب ذلك السؤال، ويفي بما وعدتُ به في ختام اليوم 117: سأزن بالمصادر كيف يرتبط هذا الخبر فعلًا بتاريخ السرطان.
فأر غريفيث العجيب
في عام 1928 نشر عالم الجراثيم البريطاني فريدريك غريفيث تجربة على المكورات الرئوية، جرثومة الالتهاب الرئوي. كان لها شكل محاط بكبسولة ومُمْرِض (النوع III)، وشكل بلا كبسولة وغير ضارّ (النوع II). بيّن غريفيث أنه حين تُخلط الجراثيم المحاطة بكبسولة والمعطَّلة بالحرارة مع جراثيم حية بلا كبسولة، فإن الجراثيم الحية تكتسب الكبسولة وتستطيع إحداث المرض، وقد شاهد ذلك في الفئران وفي أنبوب الاختبار معًا. كان شيء ما ينتقل من الخلايا المعطَّلة بالحرارة إلى الخلايا الحية فيغيّر صفة وراثية فيها. سمّاه غريفيث «المبدأ المُحوِّل». أما ما هو هذا الشيء فلم يكن واضحًا.
ظل هذا الاكتشاف لغزًا ست عشرة سنة. كان السؤال عن الهوية الكيميائية للمادة التي تغيّر كبسولة الجرثومة: بروتين، كربوهيدرات، دهن، حمض نووي؟ وكان الرأي السائد في تلك السنوات أن البروتينات هي القادرة على حمل المعلومات الوراثية، لأنها شديدة التنوع والتعقيد؛ أما الدنا فكان يبدو جزيئًا «بالغ البساطة»، مبنيًّا من أربع لبنات.
مختبر واحد ومادة واحدة وثلاثة مؤلفين
منذ عام 1940 عاد أوزوالد أفيري إلى السؤال في مستشفى معهد روكفلر. كان أفيري يعمل في هذا المستشفى منذ 1913، وقضى خمسة وثلاثين عامًا تقريبًا لا يشتغل إلا بالمكورات الرئوية. انضم ماكلين مكارتي إلى المختبر في 1941؛ وأتمّ أفيري ومكارتي أساليب التحضير التي طوّرها كولين ماكلاود، وعزلوا من المكورات الرئوية مادة فعّالة بيولوجيًّا. في البداية لم يكن التحوّل يتكرر بصورة موثوقة؛ وحين صار موثوقًا، بيّنوا أن مادة عالية النقاء تستطيع أن تُنتج من مزارع النوع II مستعمرات مستقرة من النوع III. الإنزيمات التي تهدم البروتين والدهن لم تُبطل المادة، ولا الإنزيم الذي يهدم الرنا؛ وكانت المادة ذات وزن جزيئي عالٍ وتعطي تفاعلًا قويًّا مع اختبار ديشه المستعمل للدنا. الخلاصة: المبدأ المُحوِّل هو الدنا.
في مطلع أبريل 1943 عرض الباحثون الثلاثة نتائجهم على مجلس العلماء في المعهد. ومعروفة رسالة من أربع عشرة صفحة كتبها أفيري إلى أخيه روي في 13 مايو 1943؛ ويُذكر أنها تجمع بين الحماس للعمل والقلق من ألا تُقبل النتائج. ويقال إنه كتب أنه يظن أن المادة قد تتصرف كالفيروس أو كالمورِّث (ملخص مفاهيمي). كان أفيري قد حسب حساب الشك من البداية؛ فالبحث الذي أجراه قبل سنوات مع زميله ألفونس دوشيه أثار جدلًا. لذلك ترك النتيجة أشهرًا قيد المراجعة الداخلية في المستشفى، وكتب في الورقة صراحة أن النشاط قد يعود إلى كمية ضئيلة جدًّا من مادة أخرى ترافق الدنا (ملخص مفاهيمي). وقد دافعت الورقة المنشورة عام 1944 في Journal of Experimental Medicine (المجلد 79، العدد 2، الصفحات 137 إلى 158) عن كون المادة دنا، لكنها بنت تفسيرها بحذر.
لماذا لم تُقبل فورًا؟
كان الرد الأول متباينًا. رأى بعض المعاصرين فورًا أن التحوّل ينقل مادة وراثية بين الجراثيم وأن هذه المادة على الأرجح هي الدنا؛ ولم يقتنع كثيرون، فرأوا الدنا أبسط من أن يحمل الوراثة. جادل ألفريد ميرسكي، زميل أفيري في المعهد، بأن العامل الفعّال بروتين يرتبط بالدنا، وأن بعض البروتين ربما بقي أثناء التنقية فلوّث الدنا. لم يكن هذا الاعتراض بلا معنى: فقد وصف إتش. بنتلي غلاس من كولد سبرينغ هاربر عام 1946 أن التنقية لم تكن من الكمال بحيث تقنع الجميع بأنه لم يبق أي بروتين (ملخص مفاهيمي). وفي العام نفسه أظهرت ورقتان جديدتان لأفيري ومكارتي أن الإنزيم الذي يهدم الدنا (دناز) يزيل النشاط؛ وكتب مكارتي لاحقًا أن هذه المعطيات لم تترك مجالًا كبيرًا للمتشككين (ملخص مفاهيمي).
وما جاء بعد ذلك كان أشبه بسلسلة. فبعد قراءة ورقة 1944 حوّل إروين تشارغاف مختبره من البروتينات الدهنية إلى الأحماض النووية، وبيّن حتى 1950 أن نسب القواعد في الدنا تختلف من نوع إلى آخر: فالدنا أكثر تعقيدًا مما ظنّوا. وفي 1952 بيّنت تجربة العاثية لهيرشي وتشيس أن الدنا وحده من الفيروس يدخل الجرثومة، واعتبرها كثيرون التأكيد النهائي؛ وتلاها في 1953 بحث واطسون وكريك في البنية (يُعالج في يوم لاحق). في ظروف 1944 كان تداول المجلات محدودًا وقراؤها قليلين؛ ومع ذلك يُذكر أن الورقة نالت أكثر من ثلاثمئة استشهاد حتى 1954.
ما المادة الوراثية؟
الجزيء الذي ينقل الصفات الوراثية لخلية أو كائن من جيل إلى جيل يُسمّى المادة الوراثية. أظهرت تجربة 1944 أن هذا الجزيء في الجراثيم هو الدنا: فقد استطاع الدنا المنقّى أن ينقل صفة نوع من المكورات الرئوية إلى نوع آخر.
هذه نتيجة تجريبية أُجريت في المختبر على نوع جرثومي واحد. ولا يمكن تعميمها فورًا على الخلايا البشرية؛ فالتعميم جاءت به شواهد العقود التالية.
الصلة بتاريخ السرطان: ما هو قائم وما ليس كذلك
حين راجعتُ المصادر لم أجد ما يدل على أن ورقة 1944 كانت عن السرطان: كان أفيري يعمل على المكورات الرئوية، ولا ذكر للسرطان في المصادر المرجعية التي استعملتها. ولم أقرأ الورقة نفسها؛ لذلك أقول إن الصلة ليست داخل الورقة بل حولها.
الصلة هي هذه، وهي قراءتي الخاصة: رأينا في اليوم 98 فرضية بوفيري بأن السرطان قد ينشأ من اختلال التوازن الصبغي، وفي اليوم 99 ورم ياماغيوا الذي نشأ بالقطران، وفي اليوم 97 ساركوما راوس التي انتقلت بفيروس. تركت الروايات الثلاث سؤالًا واحدًا مفتوحًا: ما الذي يُبقي الخلية سرطانية، وما الذي ينتقل عند الانقسام إلى الخلايا التالية؟ ولا يمكن طرح السؤال عن التحوّل الوراثي طرحًا ملموسًا إلا حين يُعرف جزيء الوراثة. بيّنت تجربة 1944 أن هذا الجزيء في الجراثيم هو الدنا؛ وصار السؤال الذي تحوّل إلى سؤال السرطان: هل يستطيع تغيّر في الدنا أن يبدأ السرطان في الخلايا البشرية، وجاء الجواب بعد وقت طويل. أي أن 1944 ليس جوابًا للسرطان، بل لحظة انتقل فيها سؤال.
وعليّ أن أقول حدّ هذه الصلة بوضوح: كون الدنا جزيء الوراثة لا يُثبت أن السرطان ينشأ من تغيّر في الدنا. وذلك الإثبات جاء لاحقًا بكثير، مع الجينات الورمية والجينات الكابحة للورم، وسيُروى في أيام لاحقة من السلسلة. وما فعله 1944 أنه جعل هذا السؤال قابلًا للطرح.
وثمة صلة أثقل، وهي ليست تفسيرًا بل وثيقة: فقد فارق أفيري الحياة في 20 فبراير 1955 في ناشفيل بسبب سرطان كبدي واسع اكتُشف في جراحة أواخر صيف 1954؛ وكان عمره 77 عامًا.
الثمن: ريادة بلا جائزة ومفترق الحذر
لم يُمنح أفيري جائزة نوبل. يكتب مصدر ثانوي (غريغوري بتسكو) أن مجموعة أفيري رُشّحت مرارًا بعد 1944 وأن ميرسكي عمل سنوات ضد هذا الاعتراف؛ لكنني لم أستطع التحقق من هذا المصدر في سنوات الترشيح وفي سبب اللجنة. ولذلك لا أستطيع أن أجيب بيقين عن سؤال «لماذا لم تُمنح». وعودة «نوبل الخاطئة» التي تتبعناها في السلسلة (اليوم 99 ياماغيوا، اليوم 102 فيبيغر) تأتي هنا بصورة أخرى: رائد لم ينل الجائزة قط.
المفترق الثاني هو حذر أفيري نفسه. قدّمت الورقة النتيجة بلغة غير مبالغ فيها؛ كان ذلك صحة علمية، لكنه ترك أيضًا بابًا للقراء يقول: «لعلها مادة أخرى». ولا أستطيع القول إن هذا الحذر أخّر القبول أم لا: فالمصدر الثانوي نفسه يصف الزعم بأن عمل أفيري لم يُقدَّر في حياته بأنه «بلا معنى»، ويكتب أنه بحلول 1952 كان مقبولًا عمومًا أن الجينات مصنوعة من الدنا.
ما يبقى
- أن الدنا هو جزيء الوراثة، بشواهد مستقلة في العقود التالية
- نمط اختبار النتيجة بعدة طرق مستقلة (إنزيمات، اختبارات كيميائية)
- السؤال الذي نشأ من جرثومة ويصل إلى السرطان أيضًا: ما التغيّر الوراثي؟
ما سقط أو تُجوِّز
- الافتراض بأن «البروتين وحده يستطيع حمل الوراثة»
- توقّع أن تُغلق تجربة واحدة كل شك: لزمت سلسلة من الاختبارات من 1944 إلى 1952
- الاعتراض بأن المادة المنقّاة قد تظل ملوثة ببروتين (ضعف باطّراد بعد 1946)
من المبدأ المُحوِّل إلى الدنا. يمتد المحور من 1928 إلى 1952؛ وتبيّن العلامات العقود. المربعات البرتقالية للرائد والتأكيدات اللاحقة، والخضراء لمجموعة أفيري. المقياس تقريبي.
طريق هذه التجربة إلى تركيا
لم أصل إلى مصدر متحقَّق منه عن متى عُرفت تجربة أفيري أول مرة في تركيا وعلى يد من؛ لذلك لا أورد تاريخًا ولا اسمًا. والاستنتاج العام هو: لم يكن ليقوم أي مختبر يفحص اليوم تغيّرات الدنا في ورم مريض لولا معرفة أن جزيء الوراثة هو الدنا. وفي الجزء المخصص لتركيا من السلسلة سيُوزن تاريخ التشخيص الجزيئي في هذا البلد بالمصادر.
من 1928 إلى 1953
ما تأكد وما يتعارض
- تاريخ الورقة: تورد مراجعة تاريخية (2024) الورقة في 1 فبراير 1944، J Exp Med المجلد 79 العدد 2، الصفحات 137 إلى 158. ويقول مصدر آخر (NLM) إن المخطوطة أُرسلت في ديسمبر 1943 و«نُشرت في ربيع 1944». ربما يخلط التاريخان بين عدد المجلة وتاريخ الإرسال؛ ولأنني لم أقرأ الورقة نفسها لم أستطع حسم التعارض.
- الرسالة: تاريخ 13 مايو 1943 والإفادة بأربع عشرة صفحة من مصدر ثانوي واحد (نص في مجلة علمية؛ نصه الكامل يتطلب اشتراكًا). وتذكر صفحة NLM «مايو 1943» فقط. لم أصل إلى النص الكامل للرسالة ولخّصتُ المضمون مفاهيميًّا.
- عمر أفيري: تورد سيرة NLM الميلاد في 21 أكتوبر 1877 وفقدان الحياة في 20 فبراير 1955 في ناشفيل؛ وهذا يوافق 77 عامًا. وتكتب صفحة لجامعة هارفارد 76. اعتمدتُ على التواريخ.
- سبب فقدان الحياة: «سرطان كبدي واسع»، اكتُشف في جراحة أثناء عطلة في ديربيل آيل أواخر صيف 1954 (سيرة NLM). مصدر واحد.
- نوبل: السجل الوحيد الذي وجدته لأفيري في أرشيف ترشيحات نوبل يعود إلى 1938: من ج. فان در شورن (لوفان)، بسبب «دور الكربوهيدرات في المناعة الجرثومية». لم أستطع التحقق من سنوات الترشيح لاكتشاف الدنا ولا من سبب اللجنة. وزعم أن «ميرسكي عرقل» يعتمد على مصدر ثانوي واحد (بتسكو)؛ نقلتُه تفسيرًا لا واقعة.
- لاسكر 1947: تكتب NLM أن أفيري نال جائزة لاسكر عام 1947؛ وتشير صفحة لهارفارد إلى أن تسويغ الجائزة أشاد ببحوث البنية المستضدية للجراثيم لا باكتشاف الدنا. أخذتُ هذا التفصيل من مصدر ثانوي.
- دور ماكلاود: تكتب NLM أن أفيري ومكارتي أتمّا أساليب التحضير لماكلاود وأن ماكلاود انتقل إلى جامعة نيويورك عام 1940؛ ولم أفصّل في هذا النص مساهمة ماكلاود الكاملة بوصفه مؤلفًا للورقة.
- ورقتا 1946 والاستشهادات حتى 1954: من صفحة «بعد الاكتشاف» في NLM؛ ولم أقرأ الورقتين الأصليتين. و«أكثر من 300 استشهاد» يُنقل بوصفه رأي ريدربرغ.
- غريفيث ومقتبس الرسالة: لم أقرأ ورقة غريفيث 1928 بنفسي؛ والتفاصيل من مراجعة 2024. والسطر المقتبس في رسالة 13 مايو (فيروس أو مورِّث) جزء ثانوي؛ ولم أورده حرفيًّا.
- خارج النطاق: أعمال هوتشكيس اللاحقة، والآلية الجزيئية للتحوّل، وأعمال أفيري السابقة على السكاريد المتعدد، تُبحث لاحقًا أو لا تُبحث؛ ولم يُتحقق منها هنا.
الظل الطويل لهيروشيما (1945)
رأينا اليوم جزيء الوراثة في مختبر الجراثيم. غدًا نذهب إلى أغسطس 1945: هيروشيما، وكيف يظهر الإشعاع في جسم الإنسان سرطانًا بعد سنوات. سأزن التواريخ والأرقام بالمصادر قبل الكتابة.
ملاحظة الكاتب: أكثر ما حرصتُ على تجنبه أثناء كتابة هذا النص هو ربط تجربة 1944 بالسرطان ربطًا قسريًّا. لا يوجد في المصادر ربط كهذا؛ الصلة في الجزيء الذي يمكن به طرح سؤال السرطان. لم أقرأ ورقة أفيري ورسالته في الأصل؛ فالسرد يعتمد على مراجعة تاريخية من 2024، وصفحات أرشيف أفيري في NLM، ونصوص ثانوية.
المصادر والقراءة الإضافية
- Avery OT, MacLeod CM, McCarty M. Studies on the chemical nature of the substance inducing transformation of pneumococcal types. J Exp Med 1944;79(2):137-158. doi:10.1084/jem.79.2.137. (الاستشهاد من مراجعة 2024؛ لم تُقرأ الورقة نفسها.)
- Greenspan NS. Historical Highlight: The Chemical Characterization of the Pneumococcal Transforming Principle. 2024 (PMC10906958).
- U.S. National Library of Medicine, Profiles in Science. The Oswald Avery Papers: صفحات «DNA as the 'Stuff of Genes'» و«After the Discovery» و«Biographical Overview» (على الإنترنت).
- Petsko G. نص عن نوبل وأفيري؛ صفحة هارفارد «The River Divides into Thousands of Branches» (على الإنترنت، ثانوي).
- The Scientist. «The Transforming Principle» (المقطع الافتتاحي فقط كان مقروءًا).
- Nobel Prize Nomination Archive. Oswald T. Avery, Physiology or Medicine، ترشيح 1938 (nobelprize.org).
- Mukherjee S. إمبراطور كل الأدواء / The Emperor of All Maladies: A Biography of Cancer. New York: Scribner, 2010. (لم يُتحقق منه على حدة لهذا النص.)
هذا النص هو اليوم 118 من سلسلة «365 يومًا من تاريخ السرطان»، ويروي تاريخ إظهار الدنا بوصفه جزيء الوراثة. وهو سرد تاريخي ـ تبسيطي وليس نصيحة تشخيصية أو علاجية. استشر طبيبك بشأن صحتك. المصادر جرى التحقق منها؛ والتفاصيل التي تعتمد على مصدر ثانوي وحده محدَّدة في ملاحظات التحقق من الحقائق.
هل كان هذا المقال مفيدًا لك؟
تساعدنا ملاحظاتك على تحسين المحتوى.
