פרופ' עדה יונת: שרידת המתאימים והברירה הטבעית שיחקו תפקיד חשוב בעולם הפרה-ביוטי

כלת פרס נובל הטרייה ממכון ויצמן הציגה את ממצאיה וממצאי קבוצת המחקר שלה בכנס בינלאומי שהתקיים בטכניון ואשר עסק בחידושים מחזית המחקר בתחום הביולוגיה לרגל 150 שנה לצאת ספרו של דארווין מוצא המינים

פרופ' עדה יונת לפני שבועות אחדים בעת ההכרזה על זכייתה בפרס נובל לכימיה 2009 במסיבת עיתונאים שהתקיימה במכון ויצמן. צילום: אבי בליזובסקי
פרופ' עדה יונת לפני שבועות אחדים בעת ההכרזה על זכייתה בפרס נובל לכימיה 2009 במסיבת עיתונאים שהתקיימה במכון ויצמן. צילום: אבי בליזובסקי

שבועיים בסך הכל לפני טקס הענקת פרס נובל לכימיה שיתקיים בשטוקהולם, התארחה פרופ' עדה יונת בכנס מדעי חשוב שהתקיים בטכניון במלאת 150 שנה לספרו של דארווין מוצא המינים. בכנס – מדארווין ל-EVO-DEVO הוצגו חידושים בחזית המדע בתחום הביולוגיה,

פרופ' יונת תיארה את מחקריה מהשנים האחרונות שעשויים להביא לתובנה אודות המעבר מחיים מבוססי רנ"א לחיים מבוססי ה-דנ"א כפי שאנו מכירים אותם כיום. להערכתה שרידת המתאימים והברירה הטבעית שיחקו תפקיד חשוב בעולם הפרה-ביוטי (כלומר בתקופה שקדמה להתפתחות החיים כפי שאנו מכירים אותם) אף כי התכונות הללו משויכות בעיקר לאבולוציה של המינים.

ההערכה הזו, שרק לפני שנתיים היתה בגדר טאבו, צוברת תאוצה לאור תגלית לפיה איזור קטן בתוך הריבוזום "בית החרושת" התוך תאי המתרגם את הצופן הגנטי לחלבונים הדרושים לתא לצורך הפעילויות הבסיסיות שלו.

פרופ' יונת, שפענוח המבנה המרחבי ופיצוח דרכי הפעולה של הריבוזום זיכו אותה בפרס נובל, טענה שהיא וחברי קבוצתה מניחים שגילו את המכונה הפרה-ביוטית, שהתפתחה אחר כך לריבוזום, שהייתה מסוגלת ליצור קשרים כימיים והתפתחה ליצירת פפטידים קצרים, מהם שרדו אלו שיכלו לזרז ריאקציות חשובות ביתר לרנ"א ביעילות העולה על הרנ"א עצמו או שידעו לייצב את המכונה שיצרה אותם. פפטידים אלו התפתחו לחלבונים קטנים (חלבונינים) והיות והיתה לחלבונים אלה דרישה, הם הביאו ליצירת קוד שייצר יותר מהם בהתחלה. יתכן שבתחילה הקוד הזה נכתב בשפת הרנ"א ואחר כך דנ"א שהפך בסופו של דבר לספר ההוראות לבניית אותם חלבונים.

לפני כשש שנים גילתה ד"ר אילנה אגמון שאז עבדה בקבוצתה של יונת כי חלק מסוים של ה-RNA המרכיב את הריבוזום – 23S RNA, מכיל שני רכיבים כמעט זהים המסודרים בצורה סימטרית סביב ציר דמיוני של סיבוב של 180 מעלות שנשמר לאורך כל האבולוציה בקרב כל המינים ולכן הגענו למסקנה שבתוך הריבוזום המורכב של היום מתחבא אותו רכיב שהיה הקדם ריבוזום (או פרוטו-ריבוזום).

פרופ' יונת גם התייחסה לעבודות שבוצעו במעבדות אחרות בעולם התומכות בתיאוריה שלה. היניהם הפרסום והתגובה של סטרלנד וג'ק שוסטק בנייצ'ר ב-14 במאי 2009, בהם הראו החוקרים כי יתכן ש RNA נוצר מחמרים כימיים פשוטים שכנראה היו בנמצא כבר בעולם הפרהביוטי ולעבודה של ג'ויס שפורסה חודשים מועטים לפני כן ב"סאיינס" בהם הוראה שה-RNA יכול להכפיל את עצמו, כלומר להתכנות שה RNA היה בעצמו מכונת החיים הראשונה. בהתייחסותה למהות החומרים שהגיבו עם המכונה העתיקה ציטטה עבודות של ירוס, ליבכבר ואחרים שהראו כי פיסות RNA הצליחו לצרף אליהן חמצות אמינו.

כן הציעה שבהמשך התרחשה ככל הנראה קו-אבולוציה של אותם פרוטו-ריבוזומים ביחד עם החומר המגיב (REACTANT). אבולוציה הדדית זו יכולה היתה להוביל ליצירת המנגנון כפי שאנו מכירים כיום כלומר יונת הציעה מעבר רציף מעולם ה-RNA לעולם המודרני המאוקטב על ידי חלבונים ו-RNA , השערה הנבדקת כיום במעבדתה של יונת על ידי ניסויים ליצירת המכונה העתיקה, וצפיה על המסלול המתמשך של תהליך זה מהעולם הקדמוני של ה-RNA ועד לתרגום הגנטי של היום.

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

27 תגובות

  1. נקודת התורפה של דרוין איננה במעגליות אלא בסיכוי הסטטיסטי של היוצרות חלבון חדש בצורה המינימלית ביותר הדרושה לתפקודו הבסיסי.

  2. מיכאל, מקובל בהחלט ,זה היופי בתאורית האבולוציה , הפשטות והמינימליזם שבה, זה גם ביטויי מצוין לעקרון "תערו של אוקאם" , אם זה מסביר את הכל אז למה להעדיף הסבר מסובך יותר?

    למרות הצורך הברור מאליו לצמצם עד כמה שאפשר את הנחות היסוד ,החלום להסביר הכל רק בעזרת האקסיומות המינימליות של ההגיון המתמטי עצמו, נראה לי אבסורדי ולא אפשרי.

  3. אני מסכים עם רוטשילד שיונת לא המציאה את הפאזל אבל היא כנראה מצאה חלק מאד חשוב שלו. אזור קטן ושמור בריבוזום בעל מבנה ייחודי.
    השימור שלו בכל המינים מצביע על שני דברים:
    א. הוא חשוב מאד, אפילו הכרחי.
    ב. הוא נוצר מזמן, באב הקדום של כל התאים המכילים אותו.
    בייחד עם שתי פיסות הפאזל הנוספות המתוארות בהרצאתה שאף הן התגלו לאחרונה: הגילוי ש-RNA יכול לשכפל את עצמו וזה שניתן ליצור RNA מחומרי הבניין שהיו לפי ההשערה ב"מרק" הפרה ביוטי, השערת מוצא החיים מ-RNA הקרויה גם RNA world theory תפסה תאוצה מאד רצינית.
    כמובן שעד שלא תהיה מכונת זמן לא תהיה ככל הנראה דרך להוכיח את נכונותה אולם לפחות כעת מתקבל הרושם שהיא קבילה ואכן החיים כמו אשנו מכירים בכדור הארץ יכלו להיוצר בתנאים הנכונים מ-RNA.
    לגבי הטאוטולגיה, כמו שציינו למעלה קל להראות שהטיעון "איך אנחנו יודעים שמי שפה הוא המתאים ביותר? הרי אנו לא רואים את אלה שלא מתאימים!" הוא לא תקף. מספיק לשנות את התנאים ומהר מאד מי שלא מתאים נכחד ןמינים אחרים או מוטנטים של הקיימים ייתפסו את מקומם. קל מאד להדגים זאת בחיידקים, שמרים צמחים ואף מיני חיות.

  4. לא הבנתי מאבי מה היה טאבו לפני שנתיים. הרעיון ש-רנא המתחבר לחלבונים היה בראשית החיים הועלה לפני שנים רבות, בין השאר קודם על ידי לין מרגוליס, גם בספר שפורסם בעברית – מיקרוקוסמוס, הוצאת מגנס תשס.

  5. Nad:
    ברור שהאבולוציה אינה טאואולוגיה אבל רציתי להבהיר למה א.בן-נר התכוון.
    ברור, עם זאת, שמכל התיאוריות המדעיות – האבולוציה היא הקרובה ביותר למצב של טאוטולוגיה במובן זה שהיא מבוססת על משפט מתמטי שיש בו תנאים מאד ברורים שכולם מתקיימים בעולמנו וניתנים לבדיקה בקלות.
    למעשה משפט זה אומר שבכל מצב בו יהיו אלמנטים המסוגלים לשכפל את עצמם עם ווריאציות קטנות ותהיה תחרות שלהצלחה בה יהיה מתאם חיובי עם ממדי ההשתכפלות – תחול אבולוציה.
    אלמנטים משכפלים כאלה אכן קיימים בעולמנו, ובעלי חיים וגנים הם דוגמאות להם ולכן חייבת לחול בעולמנו אבולוציה.
    מתנגדי האבולוציה מטיחים בה פעמים רבות את טענת ה"טאוטולוגיות" שלה כדי לטעון שאינה אומרת כלום.
    למעשה המצב הוא בדיוק הפוך – אילו הייתה זו טאוטולוגיה שלמה היא הייתה חייבת להתקיים בכל תנאי.
    כל שאיפתו של המדע היא לנסח תיאוריות יותר ויותר "טאוטולוגיות" במובן זה שמספר ההנחות שיש לבדוק לפני שאפשר יהיה לגזור את כל השאר בכלים מתמטיים יהיה מינימלי.
    יש אפילו מדענים שמקווים שביום מן הימים יצליחו להוכיח שיקום חייב להיות כפי שהוא משיקולים מתמטיים טהורים (וזה כולל גם את זה שערכי הקבועים השונים – כמו מסת האלקטרון וכו' ייגזרו מהכרח מתמטי).
    אינני רואה את זה קורה אבל ברור שאם זה יתגשם תהייה זו התגשמות חלומותיו הוורודים ביותר של המדע ואז יהיה עוד יותר מצחיק לשמוע את הבריאתנים טוענים שהתאוריה הזאת לא אומרת כלום כי היא טאוטולוגיה.

  6. תיקון – מי שנכחד נכחד או בגלל שהוא -לא- התאים מספיק או בגלל שממש לא היה לו מזל

  7. מיכאל יכול להיות שאני טועה כאן אבל לפי איך שאני מבין את זה טענה טאוטולוגית היא טענה שהיא נכונה בכל מצב בגלל שהיא כוללת בתוכה את כל המצבים האפשריים , זהו בעצם אוסף טענות. הטענה – המתאימים שורדים אינה טאוטולגית בגלל שיש בהחלט מצבים שבהם המתאימים יותר נכחדים בגלל אקראיות ,כך שטענה טאוטולגית תהיה אולי – מי שנכחד נכחד או בגלל שהוא התאים מספיק או בגלל שממש לא היה לו מזל 🙂

  8. "להערכתה שרידת המתאימים והברירה הטבעית שיחקו תפקיד חשוב בעולם הפרה-ביוטי (כלומר בתקופה שקדמה להתפתחות החיים כפי שאנו מכירים אותם) אף כי התכונות הללו משויכות בעיקר לאבולוציה של המינים.
    ההערכה הזו, שרק לפני שנתיים היתה בגדר טאבו….."

    נדמה לי שיש כאן הגזמה לא קטנה.
    ההערכה הזו לא רק שלא הייתה טאבו אלא שהייתה האמונה הרווחת בקרב המדענים.
    יונת לא המציאה "פאזל" חדש אלא גילתה ככל הנראה חלק חשוב בפאזל הזה.

    נראה לי שהכתבה אינה מדגישה מספיק את מה שהוא על פי התרשמותי הנקודה המרכזית בהצעתה של יונת:
    "אילנה אגמון שאז עבדה בקבוצתה של יונת כי חלק מסוים של ה-RNA המרכיב את הריבוזום – 23S RNA, מכיל שני רכיבים כמעט זהים המסודרים בצורה סימטרית סביב ציר דמיוני של סיבוב של 180 מעלות שנשמר לאורך כל האבולוציה בקרב כל המינים ולכן הגענו למסקנה שבתוך הריבוזום המורכב של היום מתחבא אותו רכיב שהיה הקדם ריבוזום (או פרוטו-ריבוזום)."

    הכוונה – כמו שאני מבין אותה (ויכול להיות שכולם הבינו זאת אבל נראה לי ששווה להדגיש – למקרה שלא) היא שאותו חלק שמופיע פעמיים הוא בעצם דבר שהיה לו קיום עצמאי בשלב מוקדם יותר וזאת מכיוון שהסיכוי להתפתחות מבנה סימטרי ומורכב מאפס נמוכה בהרבה מן ההסתברות ששני עותקים של מבנה יחיד (ואסימטרי) ייצמדו זה לזה וייצרו מבנה סימטרי.

  9. חברים:
    נראה לי שאינכם מפרשים נכון את טענתו של א.בן-נר.
    כמו שאני קורא את דבריו הוא מאמץ את עיקרון האבולוציה בשתי ידיים.
    הוא משתמש אמנם בביטוי "טיעון עגלי" אבל מן התוכן ברור שהוא מתכוון לטאוטולוגיה והוא מבין שבניגוד לטענתם של כל מיני אנטי אבולוציוניסטים – הטאוטולוגיות של הטיעון דווקא מקנה לו עצמה ולא מפריכה אותו.
    אני חושב, עם זאת, שהיסטורית אין תיאורו של א.בן-נר נכון ודארווין כן נזקק למסע (ולזמן שהמסע ארך)כדי לגבש את המסקנה.

  10. מטבע הדברים, המאמר מיועד לקוראים שיש להם ידע ורקע קודם בנושא. לא ניתן לתת קורס שלם של "מבוא לביולוגיה מודרנית" במאמר קצר.

    אפילו עבור הדיוט כמוני, שלא סיים עשר שנות לימוד וניזון מפירורי מידע באינטרנט, המאמר מספיק כדי להבהיר שמדובר כאן במהפיכה ובפריצת דרך של ממש בדילמה ההיסטורית של "מוצא החיים", ומאפשרת מוצא משאלת "הביצה והתרנגולת" הקלאסית הכרוכה במודלים קלאסיים קודמים שהיו מקובלים בנושא (כדוגמת התיאוריה הידועה כ"השערת אופארין"). כל הכבוד לפרופסור יונת, ולכותב המאמר שתימצת את עבודתה במאמר כל כך קצר.

  11. אני מסכים עם נקודה , יש פה קשר של סיבה ותוצאה ולא טיעון מעגלי , ההתאמה קודמת ומובילה לשרידה
    אפשר אולי לחשוב על זה ככה – "כל התפוחים הבשלים נפלו מהעץ" האם הנפילה מהעץ היא הסיבה לבשלות התפוחים?

  12. א.בן נר.
    אתה קצת מערבב בין טיעון מעגלי, לטיעון אמיתי וברור מאליו.
    זה שנכונותו של טיעון ברורה מאליה, לא הופך אותה ללא נכון כמו שאתה חושב במוסווה.
    המתאים הוא מי שמתאים לסביבה בזמן נתון, ואיך אנו יודעים שיצור הוא מתאים, פשוט ורואים שהוא מסתגל לסביבה מבחינת התכונות שלו עצמו(לדוגמה יכולת הסוואה).
    וזה שיצור כזה שמסתגל לסביבה יישרוד ביתר שאת, זו טענה ברורה סבירה והגיונית ביותר, ואמיתית סטטיסטית.
    דרווין רק הצביע על עובדה ברורה זו ואמר שהחיים הביולוגיים עצמם מתנהגים כך. בניגוד למה שהיה מקובל לחשוב.

  13. סליחה על הבורות אבל אני לא מצליח להבין מה מעגלי בטיעון.מי שמתאים לסביבתו שורד. מי שלא מתאים (אגב מדובר ברצף ולא בשחור לבן) בסבירות גבוהה יותר לא שורד והדבר הוכח לא פעם וביתר שאת בהכחדות ההמוניות במקרים שבהם תנאי הסביבה השתנו בבת אחת והשטיח נשמט מתחת לרגליהם של מינים רבים. המעגל נשבר כאן. אין שום משמעות לטענתך שאנחנו לא יודעים שהשורדים הם באמת הראויים להיקרא מתאימים. אנחנו כן יודעים בעצם העובדה שהם כאן.

  14. איזה יופי לוגי תמון בתאוריית האבולוציה. לדעתי קיימת האפשרות כי דארווין הגאון כבר הגה וניסח את עקרונות תורת האבולוציה במוחו, עוד בטרם יצא למסעותיו חובקי עולם באיי גלפגוס. הרי העקרון הבסיסי של האבולוציה, "המתאימים שורדים" הנו עקרון לוגי מעגלי. לפיכך, אינו ניתן לסתירה. כי הרי, איך אנו יודעים כי "השורדים" הם באמת אלה הראויים להיקרא "המתאימים" ? התשובה היא כמובן : מה שמגדיר אותם כ"מתאימים" היא (ורק היא)….העובדה כי שרדו.
    בשביל להגיע למסקנה הלוגית הזאת, הבלתי ניתנת לסתירה, לא היה צריך דרווין הגאון לנסוע אל צידו השני של העולם. ואולם, דרווין בגאונותו
    כי רבה, הבין גם, כי התגלית המדעית-הרעיונית שאליה הגיע, בכח מחשבתו, היא "פצצה חברתית ודתית". הוא הבין כי לצורך הפצת הרעיון המהפכני שלו עליו לעטוף אותו "באריזה שיווקית". האריזה השיווקית היתה המסע לגלפגוס. הרי דרווין לא ראה, ואף לא ציפה לראות באיי גלפגוס, מינים המשתנים לנגד עיניו ומתאימים עצמם, בן יום ולילה, לתנאי חיים משתנים. דרווין "בנה" לדעתי, את תכנית השיווק של רעיון האבולוציה, על בורותם של ההמונים ובעיקר על בורותם של הפוליטיקאים וכהני הדת למיניהם. כן, אותה בורות שהובילה אותם אז (וגם היום)להתנגד נמרצות לרעיון האבולוציה. הוא הבין כי יהיה להם קל יותר "לבלוע" "מעשיות מופלאות מארצות רחוקות" מאשר לקבל את תגליתו כמסקנה לוגית-מדעית. ככל שאני הוגה בדבר יותר ויותר אני מתפעל יותר ויותר, לא רק מחוכמתו המדעית של דארווין אלא גם ולא פחות מתבונתו האנושית והפוליטית .

  15. חברי המגיבים, לעט לכם בביקורתכם הקשה. הרי לא מדובר כאן בתרגום או תקציר מאמר אלא, סיכום הרצאה, לכן הקושי בניסוח בהיר ותמציתי אם כי לדעתי הרעיון הבסיסי הכללי של הכתבה, דהיינו האבולוציה של ה-DNA ה-RNA והריבוזומים , הועבר והובהר.
    אל תצפו מכתבה בכתב עת פופולארי שתכנס לפרטי פרטים .

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן