Page 21 - מגזין הטכניון | חורף 2013

21
אנשים
מה אתם מנסים "לדוג", בעצם?
הרעיון שלנו שאפתני - לבדוק מה עושה
ן בתהליך ההתפתחות בכל אחת ֶכל ג
ממשפחות-המינים הבסיסיות, שאנו
יילות". בחרנו להתמקד בעשרה ַּמכנים "פ
מינים, כל אחד ממשפחת-מינים אחרת.
השיטה העיקרית שלנו היא שיטה טרנס-
קריפטאומית המשתמשת בריצוף על-
מקבילי.
ובעברית?
טרנס-קריפטאומית, כלומר - מדידה של
רמת הביטוי של כל הגנים בגנום, ולא רק
גנים בודדים.
החומר הגנטי זהה בכל תאי הגוף; השוני בין
תאים אלה, למשל בין תא מוח ותא שריר,
נובע מההדלקה הסלקטיבית של כל גן, וזה
התהליך שאנחנו מנסים לפענח.
ריצוף על-מקבילי מבוסס על טכנולוגיית
.High-throughput DNA sequencing
בטכנולוגיה זו אנחנו מבודדים את כל
, המהווה את הביטוי הגנטי בתא, RNAה-
, ומרצפים - כלומר DNAהופכים אותו ל-
ממפים את הרצף - כדי לכמת את רמת
הביטוי של כל גן.
מה תפקידו של הגנום בתהליך הזה?
הגנום קובע כיצד נתפתח בשלב העוברי
ואחריו, והכוונה היא להתפתחות גם מבחינת
ה אדם או כלב) וגם מבחינת ֶ המין (אם נהי
ה בלונדינים או שחורי ֶ התכונות (אם נהי
שיער). אלה אינם דברים שנקבעים על ידי
זהה כאמור DNA, כי ה-DNAהבדלים ב-
בכל תאי הגוף, ואינו שונה באופן מהותי בין
מינים שונים.
הזהות הזאת הטרידה במשך שנים רבות
את הקהילה המדעית, שלא הבינה איך
DNA של תא עצב זהה ל-DNAיתכן שה-
של תא שריר. כיום אנחנו מבינים שיש כאן
בעצם אבני בניין אחידות, ומה שמשתנה
הוא האופן שבו התא משתמש בהן. זה
קצת כמו אוסף נתון של אבני לגו שאפשר
לבנות מהן רכבת, עץ או מטוס. בדומה
יכולים DNAלכך, מאותה אבן בניין שהיא ה-
להיווצר תאים של שריר, עצם, עור וכו' -
וסוג התא שייווצר תלוי בשאלה אילו גנים
נדלקים ואילו גנים נשארים כבויים.
כמין DNAאנלוגיה אחרת מציגה את ה-
ספר הפעלה, שכל תא קורא בו פרק
אחר. במילים אחרות, הגנום קובע אילו
יודלקו (או "יבוטאו", במינוח DNAגנים ב-
מקצועי) וכך הוא קובע אילו תכונות יתממשו
בתא. אם נבין איך המנגנון הזה פועל, נהיה
הרבה יותר חכמים גם בהבנת ההתפתחות
העוברית וגם בהבנת האבולוציה.
מה הקשר?
Evo-הקשר הזה הוא הלב של תחום ה-
, שהתפתח בעשורים האחרונים Devo
הוראות הפעלה
החיים,
ב-0991 החל מאמץ בינלאומי
במימון ציבורי, פרויקט גנום
האדם, במטרה להרציף
ולמפות דנ"א אנושי ולהפוך את
האינפורמציה הכלולה בו לזמינה
וחופשית לקהילה המדעית.
למרבה הבלבול, מדברים
לעיתים מזומנות על-אודות
"מיפוי" גנום האדם כאשר בעצם
מתכוונים ל"הרצפה". ההבדל
הוא, בין השאר, שאלה של
מידה - אתה יכול להכין מפה
שימושית שתעזור לך למצוא
גנים מבלי לדעת את הרצף
המלא של האותיות (שלושה
מיליארדים, במקרה של גנום
האדם). אך למרות שהרצף
הוא המפה האולטימטיבית,
הוא גם הרבה יותר מזה: זוהי
האינפורמציה הביולוגית עצמה.
כשנסיים לפענח את הרצף, יהיה
בידינו ההירוגליף של הביולוגיה,
אפילו אם לא נבין את כולו כבר
בהתחלה.
מולקולת הדנ"א נושאת קוד,
שבו כתובות הוראות הקובעות
האם ביצית מּופרה תתפתח
לאדם או לבצל. הבדלים קטנים
עוד יותר בהוראות המקודדות
קובעים את המגוון האינסופי של
צבע שיער, גֹון פנים, צורת גוף
ואישיות, ההופך כל אחד מאיתנו
לפרט ייחודי. לכל הוראה - או
ן - יש תפקיד ביצירת המכלול ֶג
השלם, והתוצאה הכללית נקבעת
בחלקה גם על-ידי הסביבה; אך
הכוח המשולב של המידע בגנום
השלם - המכלול השלם של
הדנ"א של אורגניזם - מעורר
השתאות של ממש. הפרויקט
המתבצע עתה במטרה לרתום
ולנצל את הכוח הזה באמצעות
קריאה והבנה של מכלול
ההוראות שיוצר את האדם - גנום
האדם - הוא אחד המפעלים
רבי-החשיבות במדע המודרני.
הוא ישנה את חיינו.
מתוך: החוט המשותף, גנום
האדם, מאת ג'ון סלסטון
רי. מאנגלית: דן ֶ וג'ורג'ינה פ
תמיר. עריכה מדעית: עדי
מרקוזה-הס. הוצאת ספרי עליית
הגג וידיעות אחרונות.
ומנסה להסביר את התפתחות העובר
במונחים אבולוציוניים. על פי הגישה
הזאת, ההיבט האבולוציוני וההיבט
ההתפתחותי הם שני קווים מקבילים,
שכל אחד מהם יכול ללמד אותנו על
האחר.
חוקרי התפתחות מסתכלים על ארנבת
ומבקשים להבין איך היא בנויה ואיך
Evo-Devoהיא מתפקדת. אנשי
כמונו שואלים משהו אחר: איזה תהליך
אבולוציוני יצר אותה? וכאמור, אנחנו
מאמינים שאם נבין את אותו תהליך
אבולוציוני, נדע הרבה יותר על הארנבת.
ואיך לומדים תהליך אבולוציוני?
הכי פשוט זה כמובן באמצעות מכונת
זמן, אבל עד שימציאו מכונה כזאת
ניאלץ להסתפק בהשוואה בין מינים
וביצירה של עצי משפחה - למשל עץ
המשפחה של הכלבים, שמוביל אותנו
לאב הקדמון המשותף שלהם. כאמור,
ההבדלים הגדולים בעולם החי לא
נובעים מ"ארסנל הגנים" שיש לכל יצור,
אלא מההפעלה הסלקטיבית שנקבעת
על ידי הגנום.
ומה תדעו בסוף?
נדע איך מתוזמן הביטוי של כל גן בכל
מין - איזה גנים "נדלקים" בכל שלב
אבולוציוני או התפתחותי. כך נדע מהם
הגנים החשובים לכל פונקציה (הצמחת
שיער, גדילה של אצבע וכו'). זה יהיה
מין אטלס ענקי שישמש את הקהילה
המדעית ויתניע המון מחקרים חדשים. זו
בעצם ביולוגיה מסוג אחר.
באיזה מובן?
מקדם ביולוגיה Evo-Devoתחום ה-
אקטיבית יותר. לנו לא מספיק להסתכל
על הארנבת ולהבין איך היא בנויה; אנחנו
רוצים להבין את נתיב ההתפתחות של
הארנבת, ואפילו לדעת כיצד להתערב
בהתפתחות הזאת כדי לשנות את
ה"תוצר" הסופי, כלומר להנדס אותו.
לא מפחיד?
הפחד נובע מהמחשבה השגויה שהכוח
שלנו בלתי מוגבל. בפועל, אנחנו
מוגבלים מאוד על ידי אילוצים פיזיקליים.
אז אפשר להירגע, אנחנו לא יכולים
ליצור חייזר.