קבוצת חוקרים בינלאומית, בהובלת חוקרי הטכניון, גילתה לראשונה קיומו של מקבץ גנים פוטו-סינתטיים בוירוסים אשר תוקפים חיידקים ימיים. בקבוצה חברים גם חוקרים מאוני' ת”א, מארה”ב ומצרפת
קבוצת חוקרים בינלאומית, בהובלת חוקרי הפקולטה לביולוגיה בטכניון, הצליחה לגלות לראשונה קיומו של מקבץ גנים פוטו-סינתטיים בוירוסים אשר תוקפים חיידקים ימיים. כך מגלה כתב העת המדעי היוקרתי “נייצ'ר” בגיליונו האחרון.
את התגלית הובילו הדוקטורנטים אריאלה אלפרוביץ' ואיתי שרון מהפקולטות לביולוגיה ולמדעי המחשב בטכניון, בהנחיית הפרופסורים עודד בז'ה ורון פינטר. בנוסף היו שותפים למחקר חוקרים נוספים מהטכניון, מאוניברסיטת תל אביב, מארה”ב ומצרפת.
“פוטו-סינתיזה (הטמעה) הוא תהליך המשתמש באנרגית האור לשם הפקת אנרגיה ויצירת חומר אורגני. בזכות הפוטו-סינטזה מתאפשרים החיים על פני כדור הארץ. לתהליך חשיבות עצומה גם בתהליכים גלובלים כמו התחממות כדור הארץ”, מסביר פרופ' בז'ה. “אנו רגילים לחשוב על צמחים בהקשר של פוטו-סינטזה, אבל למעשה כמחצית מכלל הפוטו-סינטזה על פני כדור הארץ מתרחשת בים, על ידי חיידקים ואצות. עד לשנים האחרונות לא נלקחו וירוסים בחשבון כחלק מהמשחק הזה. לפני מספר שנים התגלו שני גנים ממערכת פוטו-סינתטית אחת בוירוסים, במחקר שלנו גילינו שמונה גנים ממערכת נוספת שדי בהם ליצירה של מערכת שלמה ומתפקדת. תגלית זו מעלה אפשרויות מרתקות לגבי הדרך שבה מדביקים וירוסים את החיידקים בים וגם לגבי תרומתם של וירוסים לתהליכים פוטו-סינתטיים”.
“עבודה זו כללה פיתוח ושימוש בכלים חישוביים מהתחום החדשני הקרוי מטגנומיקה המאפשר ניתוח משולב של חומר גנטי ממספר רב של אורגניזמים בעת ובעונה אחת”, מוסיף פרופ' פינטר. “במהלך המחקר השתמשנו במידע שמגיע ממקומות רבים באוקיינוסים על פני כדור הארץ. לצורך עיבוד הכמות העצומה של המידע נדרש שימוש באשכול של כ-100 מחשבים”.
עד כה היה ידוע על גן אחד או שנים בלבד המעורבים בתהליך אך לבדם אינם יכולים לבנות מערכת פוטו-סינתטית שלמה. הקבוצה בראשות חוקרי הטכניון גילתה שמונה גנים שדי בהם כדי לבנות מערכת כזאת. החוקרים גם גילו שהוירוסים עושים שינויים בחלק מהחלבונים, והם משערים כי כך הם משנים את יכולתם לקלוט אלקטרונים גם ממוסרי אלקטרונים מסיסים בתא.
התגלית פותחת פתח ליכולות חדשות בהבנת הפונקציה של אוכלוסיות חיידקים בסביבות שונות תוך שימוש בשילוב בין כלים חישוביים וניסויים.
12 תגובות
שמוליק, שלום רב!
שני עמינדב ברנשטין, מורה לביולוגיה בדימוס. כתבתי לא מעט ספרים, חוברות ומאמרים וממשיך גם לכתוב כיום. תוכל לעלות על מה שכתבתי לפי השם המלא שלי ב-GOOGLE. אשמח לדעת משהו עליך. הנה הלינק. http://www.bioteach.org.il/2011-07-29-16-23-42
כל טוב
בברכה עמינדב
עמינדב,
מגניב. תן לינק!
נושא מעניין מאד. לאחרונה פורסם באתר המורים לביולוגיה סיפור בדיוני שלי, על אדם ירוק, שגופו מבצע פוטוסינתזה. אמנם בסיפור שלי לא מדובר במעבר אופקי של גנים מחיידקים, אבל מי יודע?
כל טוב עמינדב
למה שלא יצרכו מי מלח?
בע"ח פוטוסינטטיים יצרכו יותר מי שתייה, שזה עוד משאב שהולך ונעלם.
עמי, תוריד קצת מהמינון של ה…
😉
בעתיד הרחוק או הקרוב נתחיל לראות איך אנחנו מחדירים וירוסים כאלה לתאים יוקריוטים לא פוטוסינטתיים ומנסים לגרום להם לקצור אנרגית אור. משם לעכברים ומשם לבעלי חיים אחרים. פרות ירוקות יצרכו פחות מזון על חשבון קצירת אור שמש. בשנת אלפיים ומשהו, כשישלחו את האסטרונאוט הירוק הראשון לחלל – תהיה לו ערכת פוטוסינתיזה. אחרי שניישב את הירח ומאדים באורגניזמים פשוטים שיתחילו לייצר חמצן ופחמן דו חמצני, נשלח לשם את המשובטים הראשונים מדור בני האדם הירוקים (יצורים חסרי משמעות בחזקת עבדים לאנושות המקורית) אשר יבנו בעבורינו את הדרך להתישבות עתידית. כל זה יכול להיות מה שנשפך מתגלית הוירוסים הפוטוסינטתיים. מדע בדיוני! עם עתיד גדול.
מיכאל תודה.
ואכן גם אני אשמח לשמוע תשובה לשאלה של יוסי.
מענין, האם בעתיד נראה "מנועים פוטוסינתטיים"? 🙂
מרתק!
האם העובדה שהוירוס משתמש בשמונה גנים בלבד יכולה לעזור ליצור מנגנון פוטוסינתזה מלאכותי?
גדי:
הבנת מצוין ואני חושב ששאלתך חשובה כי הרבה אנשים בוודאי לא עמדו על העניין.
וירוס אינו מקיים חילוף חומרים בעצמו.
כאשר הוא מחוץ לתא חי הוא מתפקד כחומר דומם לחלוטין.
המצב היחיד שבו באים הגנים של הוירוס לידי ביטוי הוא כאשר הוא פולש לתוך תא חי.
אז משמשים מנגנוני יצור החלבונים ושיכפול הגנום של התא – את הוירוס.
הגנים הפוטוסינתטים בגנום הוירוס כנראה מאפשרים לתא ליצור יותר אנרגיה ולשרת את הוירוס טוב יותר.
רק לוודא שהבנתי,
האם וירוס פוטוסינטתי שחודר לתא מארח גורם לתא המארח לייצר אנרגיה באופן פוטוסינטתי ?
עודד בז’ה תותח על!! כבוד רב! כבוד רב מאוד לאדם שהופך מרגע לרגע לאגדה. יישר כח. רק שיהיה לך את הכח לעשות עוד ועוד מדע משובח, כמו שאתה עושה כבר הרבה שנים.
בברכת חברים,
עמי בכר