יצירת חיים באופן מלאכותי – בתוך 3 עד 10 שנים

פרופ' דורון לנצט מהמחלקה לגנטיקה מולקולרית במכון ויצמן למדע: ישראל חייבת להתמקד בתחום, משום שיש לה יתרון יחסי בתחומים הנושקים אליו

בכל רחבי העולם עובדים עשרות מדענים המנסים ליצור חיים מאפס והם מתקרבים לכך. המומחים מצפים להכריז בתוך שלוש עד עשר שנים על התקדמות בתחום “חיים מלאכותיים במבחנה “. יש המכנים תחום זה גם כביולוגיה סינטתית – מטרת החוקרים הפועלים בו היא לבנות חיים ביוכימיים שייראו ויפעלו כמו חיידק פשוט. החוקרים המעורבים בתחום חשים כי יצירת יצור חי קרובה מאוד, זולה יחסית וקלה מפרויקטים מדעיים אחרים הנמצאים כיום בכותרות.

“זה הולך להיות תחום חשוב וכולם ידעו עליו” אומר מארק בדו, מנהל בחברת פרוטולייף בונציה, איטליה, אחד המשתתפים במירוץ. “אנחנו מדברים על טכנולוגיה שתוכל לשנות את העולם שלנו בדרך בסיסית ביותר – למעשה בדרכים שקשה אפילו לחזות”.
התא הסינתטי הראשון שיבנה מאותם מרכיבים שהגוף משתמש בהם (כגון דנ”א וחלבון) אולי לא יראה כמו משהו מרעיש למי שאינו מדען, בין השאר כי יהיה צורך במיקרוסקופ כדי להתבונן בו.אך “יצירה מלאכותית של קדם-תאים עשויה לשפוך אור על מקומנו ביקום” אומר בדו. “הדבר יסיר את אחת מנקודות המסתורין הבסיסיות אודות יצירת היקום ועל חלקנו בו.”
כמה מדענים מאמינים כי יצורים חיים מעשה ידי אדם יכולו לשמש פוטנציאל לפתרון מגוון בעיות, החל ממלחמה בסכרת ועד סילוק גזי חממה ופירוק פסולת רעילה.

בדו מתאר שלושה אתגרים בדרך ליצירת חיים סינטתיים:
• יצירת מכל, או קרום עבור התא, שימנע ממולקולות מזיקות לחדור פנימה, ויאפשר לטובות להכנס, וכן יאפשר לתא להתרבות.
• מערכת גנטית שתפקח על תפקוד התא, תאפשר לו להתחלק ותאפשר לו לעבור מוטציות בתגובה לשינויים סביבתיים
• חילוף חומרים שיאפשר קליטת חומרי גלם מן הסביבה כדוגמת מזון ולהפוך אותם לאנרגיה.

אחד המובילים בתחום, ג'ק שוסטק מבית הספר לרפואה של האורווארד צופה כי במהלך ששת החודשים הקרובים, יתחילו מדענים לדווח על עדויות לכך שהצעד הראשון – יצירת קרום לתא הסינתטי אינה בעיה כל כך גדולה כפי שחשבו, לצורך כך המדענים משתמשים בחומצות שומן – פרודות פשוטות יחסית. שוסטק גם אופטימי אודות הצעד הבא – שימוש בנוקליאוטידים – המרכיב החשוב של חומצות הגרעין (דנ”א ורנ”א), כדי לבנות מערכת גנטית מתפקדת. להערכתו, ברגע שייבנה המכל – קרום התא – אם המדענים יוסיפו לו חומצות גרעין ביחס המתאים, תוכל האבולוציה הדארווינית להופיע.
“איננו מתוחכמים מספיק כדי לתכנן דברים, אנחנו פשוט ניתן לאבולוציה לעשות את העבודה הקשה ואז נגלה מה קרה” אמר שוסטק.
בגיינסוויל, פלורידה, סטיב בנר (Benner), כימאי ביולוגי בקרן לאבולוציה מולוקולרית יישומית (Foundation for Applied Molecular Evolution) תוקף את הבעיה באמצעות חריגה מכוונת מן המסגרת של הגנטיקה הטבעית. מולקולות DNA נורמליות מכילות ארבעה בסיסים – אדנין, ציטוזין, גואנין ותימין (הידועים בקיצור כ-A,C,G,T) – מולקולות המהוות את האותיות של הקוד הגנטי כשהם באים בזוגות. בנר מנסה להוסיף שמונה בסיסים חדשים לאלפבית הגנטי.
בדו אומר כי ישנם אמנם חששות לגיטימיים מפני יצירת חיים מלאכותיים שיוכלו לצאת משליטה, אך לדבריו ישנן דרכים טובות להתכונן לכך, וייקח עוד זמן רב עד שסכנה מעין זו עלולה בכלל להתעורר.
“כאשר התאים הללו ייווצרו הם יהיו כל כך חלשים, ויהיה בכלל השג גדול לשמור עליהם בחיים שעה נוספת במעבדה” אמר. “לכן אין חשש שישאו בחובם סכנה – דבר זה לא יכול להתרחש אפילו בדמיון המפותח ביותר.

פרופ' דורון לנצט ממכון ויצמן למדע מוסיף: “חשוב שישראל תכנס לתחום הביולוגיה הסינתטית, המשתלב היטב במאמצים חדשניים כגון ננוביולוגיה, אבולוצית תרופות במבחנה, חקר ראשית החיים ועוד. קבוצת חוקרים במכון ויצמן הצטרפה לאחרונה למרכז האירופי לטכנולוגיות חיים (ECLT) בו שותף גם פרופ' בדו, וכך נבנה שיתוף פעולה פורה בתחום”.

פרנסיס קולינס, מראשי פרויקט הגנום האנושי סבור לעומת זאת כי אין סיכוי ליצרת חיים במעבדה מאפס בלי לרמות. בראיון לתוכנית נובה של רשת השידור הציבורית בארה”ב, בינואר 2007, הוא אומר כי הרעיון הוא סוג של הפשטת החיים למרכיב בסיסי ביותר – “הרעיון שניתן להרכיב משהו שניתן לקרוא לו חי מאבני בניין בסיסיים – כימיקלים – המורכבים בדרך מסוימת. הדבר מכניס אותנו לדילמה באשר לשאלה מהי ההגדרה של חיים בסוג כזה של ניסוי, למה נקרא הצלחה?”

“יצורים חיים נדרשים ליכולת שכפול עצמי – העתקת עצמם לעותקים רבים. הדבר יצטרך להיות יציב לאורך זמן ולשרוד ללא תוספת של חלבונים מורכבים אחרים או מולקולות גדולות אחרות שאינן זמינות לתא באופן רגיל, כשהן מרחבות סביבו באטמוספירה. יתכם שיהיה סוג מסוים של תווך שבו היצור יחיה, כמה סוכרים ומלחים אבל זה לא יהיה הוגן אם נוסיף לו ציטוכרום P450.

באותו נושא
החיים החלו מטיפת שומן (מכון ויצמן, שנת 2000)