חוקרים מאוניברסיטת תל אביב מצאו כי מולקולות של חומר תורשתי מסוג small RNAs מסוגלות להעביר זיכרונות נרכשים מתאי העצב אל תאי המין ומשם לדורות הבאים המחקר התפרסם הערב, 6.6.19 בכתב העת Cell
חוקרים במעבדתו של פרופ’ עודד רכבי מבית הספר לנוירוביולוגיה, ביוכימיה וביופיזיקה בפקולטה למדעי החיים ומבית הספר סגול למדעי המוח באוניברסיטת תל אביב הראו כי שינויים בתאי עצב השולטים בהתנהגות ובזיכרון של תולעים עוברים לדורות הבאים באמצעות מולקולות מורשות שנקראותsmall RNAs או sRNA – RNA קטן. למחקר יש חשיבות רבה בפיענוח מנגנוני האפיגנטיקה – הורשת תכונות נרכשות שאינן מקודדות ב-DNA.
את המחקר הובילו הדוקטורנטים רייצ’ל פוזנר ואיתי טוקר במעבדתו של פרופ’ רכבי. המאמר יתפרסם ב-6.6.19 בכתב העת היוקרתי Cell.
“האם תכונות שנרכשו במהלך החיים יכולות לעבור בתורשה לדור הבא? שאלה זו שנויה במחלוקת בקרב המדענים כבר קרוב ל-200 שנה,” אומר פרופ’ רכבי. “נכון להיום, אחד האורגניזמים הנפוצים למחקרים בנושא הוא תולעת זעירה ושקופה בשם C. elegans, שהייתה למודל מחקר מוביל: לא פחות מ-6 פרסי נובל הוענקו על מחקרים בתולעת זו מאז שנת 2000.”
פרופ’ רכבי וקבוצתו גילו במחקרים קודמים כי התולעים מסוגלות להעביר לצאצאיהן, לאורך דורות רבים, שתי תכונות שנרכשו במהלך החיים: עמידות נגד וירוס, וזיכרון של הרעבה. המשמעות היא כי, בניגוד לתפיסות ששלטו במחקר לאורך עשרות שנים, התורשה אינה עוברת רק במסלול הידוע והבלתי משתנה של ה-DNA, אלא גם בנתיבים אחרים, שמסוגלים להעביר לצאצאים תכונות נרכשות. מסביר פרופ’ רכבי: “מצאנו שהעמידות לווירוס והזיכרון של המצב התזונתי של ההורים מועברים
לצאצאים באמצעות הורשת RNA – או ליתר דיוק מולקולות מסוג sRNA – מולקולות RNA קטנות, שמסוגלות להתנייד ולהעביר מידע תורשתי מתא לתא. תפקידן של מולקולות אלה הוא לגרום לגנים ב-DNA להתבטא בצורה הנכונה ובמקום הנכון בגוף (לדוגמה: למרות שקוד ה-DNA זהה בכל התאים, בעין מתבטאים גנים של ראיה, ובברך גנים האחראים על תפקוד הברך).”
“האפונה של ההורשה האפיגנטית”
במחקר הנוכחי צעדו החוקרים צעד נוסף קדימה, וביקשו לבחון אם גם זיכרון שקודד במהלך החיים בתאי העצב שבמוח יכול לעבור בתורשה לדורות הבאים באמצעות מולקולות RNA קטנות. לשם כך הם שבו אל התולעים: הם יצרו תולעים שאינן מייצרות מולקולות sRNA מסוג מסוים המכונות endo-siRNA, ובשל החסר הזה הן אינן מסוגלות, בין היתר, לנוע בעקבות הריח כדי למצוא מזון. בהמשך הם השיבו את היכולת לייצר endo-siRNA אך ורק למערכת העצבים, ואכן, גם היכולת לאתר מזון שבה אליהן. עוד הם מצאו כי מולקולות ה-endo-siRNAs שיוצרו בתאי העצב מגיעות גם לרקמות אחרות בגוף התולעת, ומשפיעות גם שם על ביטוי הגנים.
“השאלה החשובה בשלב זה הייתה: האם מולקולות ה-endo-siRNA, אשר בתולעים אלה מיוצרות בתאי העצב בלבד, מסוגלות לעבור גם לתאי המין, ומשם לדורות הבאים?” אומר פרופ’ רכבי. והתשובה המרעישה הייתה: כן! צאצאיהן של אותן תולעים, שעל פי ה-DNA שלהן אינן מייצרות מולקולות מסוג endo-siRNA, קיבלו את התכונה החסרה בתורשה מהוריהן, וידעו לזהות מזון לפי ריח ולנוע לעברו.
“הורשה שלא דרך שינויים ברצף הדנ״א נקראת אפיגנטיקה, והתחום תופס תאוצה רבה במחקר בשנים האחרונות,” מסכם פרופ’ רכבי. “במחקר שלנו צעדנו צעד חשוב לעבר הבנה מעמיקה של תהליכי ומנגנוני האפיגנטיקה. איננו יודעים עדיין אם התהליך שגילינו מתרחש גם בבני אדם, אבל אם כן, לתגליות שלנו עשויות להיות השלכות מרחיקות לכת. לפני יותר ממאה שנה גילו מדענים איך פועלת הורשה גנטית דרך DNA באמצעות מחקר באפונים וזבובים. אנחנו מקווים שהתולעת שאנחנו חוקרים היא האפונה של ההורשה האפיגנטית.”
12 תגובות
לורם איפסום,
כשהתחלתי לקרוא את תגובתך הראשונה, “נו, ומי אחראי לתהליך המופלא הזה? […] יש רק תשובה נכונה אחת, כמובן”, חשבתי שאתה איש דת שרוצה לספר לנו שעל הכל אחראי… אלוהים. נו, הסתבר שלא זה המקרה שלך.
אבל, מצד שני, אני דווקא כן רואה בך דמיון, רב למדי, לאיש דת. משום מה אתה מתגונן, וטיפ-טיפה תוקף. משהו בכתבה הזו הוציא אותך משיווי משקל, הכניס אותך לעמדת מגננה. אתה סונט בחוקרים (“אני מציע שהמדענים יחדלו לפטפט …”). מדוע הדבר מאיים עליך?
רועי, לא הבנתי את רוב הטענות שלך.
מכל מקום, אני לא ביולוג “מקצועי”, ויש לשער שאף אחד לא יממן לי מעבדה כדי שאוכל לפעול “לשם השגת הידע”. בנוסף לכך, הכינוי הייחודי שלי לא יותר עמום משם פרטי גנרי, שיש כמותו כמה אלפים בארץ.
חלק ניכר מהשיחה עוסק באותו עניין אך מהיבטים שונים וגם הם אינם מתארים את הנושא של מודעות בעולם החומרי שהיא התנאי לקיום השיח.
בהשאלה מהטכנולגיה – DNA צד-שרת מול RNA צד לקוח
מאוד הגיוני שמדובר בשתי טכנולוגיות כביכול עצמאיות
ועם זה שמדובר בשתי שפות שונות, או אף יותר,
אך שתיהן עובדות בסינרגיה בצורה של התממשקות
ובכל מקרה – גם אם זו אותה השפה – יש את ההבדל
הקיומי בין חומרה ותוכנה. ותכנות. בכל מיני רמות.
ומילה בנושא נטיקט – לורם איפסום – מי מסתתר מאחורי ביטוי כה עמום. מי שרוצה להיות ידען אינו טוען לבעלות על הידע כי אם פועל לשם השגתו, ומפיץ אותן אמיתות שרכש למען הדורות הבאים.
יגאל,
גם אני וגם נועם מסכימים כי מה שאחראי למנגנון האפיגנטי, ולו במשתמע, הוא ה-DNA. נועם טוען שזה ברור, ועדיין חשוב. אני מסכים שזה אכן חשוב, אבל בכלל לא ברור מכל הדיונים אודות “אפיגנטיקה” כאן ובמקומות אחרים ברשת הישראלית.
ואז באים מגיבים נוספים ומדגימים את טענתי.
הסיפור הגדול כאן זו ההוכחה שאין מדובר בתהליך של ברירה טבעית וגם לא מוטציות. זו הכוחה אמפירית לתורת האפיגנטיקה.
יתכן וזה שווה פרס נובל.
אפיגנטיק אכן עובר מהאם לבן דרך הזבל שניקרא אוכל שקונים בסופר ואז יוצא ילד אוטיסט זה פשעים נגד תינוקות
לא איש מקצוע, אבל מהתבוננות, אני רואה תכונות מובהקות שעברו מסבא לנכדה שבכלל לא הכירה אותו (נולדה שנים אחרי שנפטר).
המילה “תולעים” חסרה בכותרת, עדיין לא הוכח המנגנון הורשה זה פועל גם אצל בני אדם
מחקר סנסציוני . נדבך נוסף וחשוב לתאוריה האבולוציונית.
שלום. כקורא שאינו במקצוע אני מנסה להבין את ההבדלים בתפישות שלכם. כותרת המאמר היא: “פוענח מנגנון שמאפשר הורשת פעילות מוחית מדור לדור – שלא דרך ה-DNA”. האם במקום זה נכון יהיה לכתוב ….הורשת פעילות מוחית מדור לדור – ללא שינוי בDNA? קרי: הDNA כתוכנת מסטר כולל בתוכו מידע לייצור דרכי העברה שאינן מאוחסנות בו עצמו, אלא באתרים אחרים?
לורם איפסום, לא הבנתי את כוונתך.
ברור שהמנגנון של העברת המידע האפיגנטי, הוא עצמו מנגנון גנטי המקודד בDNA, והוא נוצר והשתפר לאורך דורות רבים על ידי ברירה טבעית בDNA. כל זה לא מוריד שום דבר מהחשיבות של המחקר על המנגנון הזה, שפועל בסימביוזה עם המידע הגנטי, ומאפשר התאמות מהירות לסביבה על ידי שליטה בביטויים שונים של הDNA.
נו, ומי אחראי לתהליך המופלא הזה? לייצר את זיכרון ההרעבה והמלחמה בוירוס? מי אחראי לייצר את מולקולות ה-RNA המתאימות? לשגר אותן לתאי המין ולדאוג שאלו אכן יקלטו אותן ולא יפרקו אותן כמו שהן אכן (?) צריכות לפרק איזה וירוס? לפרש בצאצא את המולקולות הללו בתאי המוח המתאימים ולהפעיל את מערכות גוף בהתאם, בצורה הנכונה?
יש רק תשובה נכונה אחת, כמובן: ה-DNA.
יש לזכור שהתולעת הפשוטה הזו הופיעה כנראה בסביבות המפץ הקמבריוני, לפני למעלה מחצי מיליארד שנה, ומאז היה לה די והותר זמן לשפר, לפתח ולעדן את כל המנגנונים ההישרדותיים שלה. ברור שעבור יצור עם תוחלת חיים כה קצרה (כשלושה שבועות) העברת זיכרון אודות וירוס אויב, שעדיין אורב שם בשלולית הוא חיוני להישרדות הצאצא. לא הוסבר מה היתרון האבולוציוני של זכר הרעב, אבל יש לשער שהוא גורם לשינוי התנהגותי גדול מספיק כדי שמדען יוכל לצפות בו. הכל יתרון אבולוציוני שמקודד ב-DNA.
לכן אני מציע שהמדענים יחדלו לפטפט אודות אפיגנטיקה, ישנסו מותניים, יחזרו למעבדה ויאתרו את הגנים שאחראים לפלא האבולוציוני הזה. יש לשער שימצאו כך גם עוד כמה מסרים שהסי אלגנס מסוגל להעביר לצאצאים.