סיקור מקיף

מדענים פיתחו תא חיידק מגנום סינתטי

בראש החוקרים שפיתחו את החיידק המלאכותי – קרייג ונטר, מראשי פרויקט הגנום האנושי בשנות התשעים. היישומים פיתוח אצות שיספגו את דו תחמוצת הפחמן, ייצור נפט ופחמימנים באופן מלאכותי בידי חיידקים ועוד

החיידק המסונתז M. mycoides JCVI-syn1 של מכון קרייג ונטר. צילום במיקרוסקופ אלקטרונים אוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו
החיידק המסונתז M. mycoides JCVI-syn1 של מכון קרייג ונטר. צילום במיקרוסקופ אלקטרונים אוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו

מדענים פיתחו את התא הראשון הנשלט בידי גנום סינתטי. כעת הם מקווים להשתמש להשתמש בשיטה זו כדי לחקור את המנגנון הבסיסי של החיים להנדס חיידקים שיתוכננו במיוחד כדי לפתור בעיות סביבתיות או אנרגיה.

המחקר התפרסם (20 במאי) באתר סיינס אקספרס של כתב העת סיינס. בראשות צוות המחקר עמד קרייג ונטר ממכון קרייג ונטר – שהתפרסם בשנות התשעים כאשר עמד בראש חברת סלרה – חברה פרטית שביצעה את ריצוף הגנום האנושי, כאשר הגנום שסרק היה שלו עצמו. הצוות כבר סינתז כימית גנום של חיידק והשתיל את הגנום בחיידק אחר. כעת, מדענים מנסים לשלב את שתי השיטות יחד, כדי ליצור את מה שהם מכנים תא "סינתטי", למרות שרק הגנום שלו הוא סינתטי.

"זהו התא הסינתטי הראשון שיוצר אי פעם, ואנו קוראים לזה סינתטי כי התאים נגזר לחלוטין מהכרומוזום הסינתטי, שנוצר מארבעה בקבוקים של כימיקלים על מסנתיז כימי, שהחל כמידע על המחשב" אמר ונטר.

שיטה זו תהפוך להיות כלי רב עוצמה שיאפשר לנו לעשות את כל מה שאנחנו רוצים שהביולוגיה תעשה. יש לנו מגוון גדול של יישומים אפשריים", הוסיף. לדוגמה, החוקרים מתכננים לעצוב אצות שיכולות ללכוד פחמן דו חמצני ולייצר פחמימנים חדשים שיוכלו ללהכנס לתהליךהזיקוק. הם גם עובדים על דרכים להאיץ את ייצור החיסונים. הכנת חומרים כימיים חדשים או מרכיבי מזון ולנקות מים הם עוד יתרונות אפשריים לשיטה, לדברי ונטר.

במחקר שפורסם בסיינס, סינתזו החוקרים ת הגנום של החיידק M. mycoides והוסיפו רצפי DNA המשמשים כסימני מים להבדלת הגנום המלאכותי מזה הטבעי. מכיוון שהמכונות היום יכולות לחבר יחדיו רק רצפים קטנים של אותיות DNA בכל זמן נתון, הכניסו החוקרים את הרצפים הקצרים לתוך שמרים ונעזרו באנזימים מתקני DNA של השמרים כדי לחבר את הרצועות יחדיו. לאחר מכן הם העבירו את הרצפים שהגיעו כבר לגודל בינוני לחיידקי E. COLI ובחזרה לשמרים. לאחר שלושה סיבובי הרכבה, ייצרו החוקרים גנום המכיל מיליון זוגות בסיסים.

לאחר מכן הזריקו המדענים את הגנום של חיידק ה- M. mycoides המלאכותי לתוך מין אחר של חיידקים Mycoplasm capricolum. הגנום החדש "בעטו למעלה: את התאים שאליהם הוכנס. אף כי 14 גנים הוסרו או נפגעו במהלך ההשתלה, הם עדיין נראו כמו חיידק M. mycoide רגיל שיצר רק חלבונים של M. mycoide. כך דיווחו המחברים.
"זהו שלב חשוב, הן מדעית והן פילוסופית. הוא משנה את הדרך שבה אנו מגדירים את החיים וכיצד הם פועלים" אמר ונטר.

באשר לסוגיות האתיות אודות סינותז ביולוגי, הסביר ונטר כי הצוות שלו ביקש הערכה ביואתית בסוף שנות התשעים והשתתף בדיונים רבים על הנושא. "אני סבור שזו הפעם הראשונה במדע שבה ההערכה הביואתית נעשתה לפני הניסויים. זה חלק מתהליך מתמשך שאנו מניעים, ומנסים להבטיח כי המדע יתקדם תוך שמירה על כללי האתיקה ושחשבנו על כל מה שאנחנו עושים ואנו גם צופים לכך השלכות עתידיות" אמר.

למידע נוסף באתר מכון קרייג ונטר

להודעה של החוקרים

33 תגובות

  1. אני יודע שקשה לך להעלות בדעתך גרימת דברים שלא באמצעות טלפתיה אבל כדאי שתדע שבעולם האמתי יש כאלה דברים (ודווקא טלפתיה אינה קיימת).
    למשל – אם מישהו יכה בפטיש על ראשך – הוא יגרום לך לכאב ראש (וזאת – ראה זה פלא! – מבלי להשתמש בטלפתיה כלל!).
    כשאתה מתחיל למכור כאן את שטויותיך אתה גורם לי להגיב עליהן כדי שאנשים לא יתבלבלו.
    אני מגיב עליהן עד לנקודה שבה ברור לי שכל קורא בר דעת הבין שדיברת שטויות ושכבר אין צורך בהמשך ההתכתשות.
    נראה לי שכרגע הגענו לנקודה זו בדיון הנוכחי.

  2. גרמתי לך? מה אני נראה לך טלפת?
    גם קטנוניות אופיינית לך, בדיוק כמו שצפיתי ממך.

  3. זה לא נקרא לחזות – זה נקרא לגרום.
    כמובן שצריך יותר משני נוירונים כדי להבין את ההבדל.

  4. רק בשביל שלא תתאמץ, אני לא באמת מאמין בתאוריה ה'תכנון התבוני'.

  5. רק תגידו לי עכשיו אם בכל התגובה 25 לא חזיתי מראש את התגובה 27!
    האמת היא שזה אופייני לך אדון רוטשלד.

  6. ההצלחה.. הזו נשמעת לי דומה בהשלכות המסוכנות שלה
    לפצצת האטום הראשונה אשר שיוצרה בארצות הברית
    ועכשיו מאיימת על שלום העולם כולל קיום ישראל

  7. מוזר, מתכנן תבוני שהצליח לייצור תא חי על כדור הארץ? נשמע הזוי.

  8. המקור הכי טוב,
    תראו מה קורה מהפירות והירקות הלא אורגניים,
    ומה קורה מכל הדגן הלא אורגני!,
    זה אוכל שהורג את יוצריו!
    כל ארה"ב הולכת לחטוף סרטן, ובכך יוצא, שדווקא המערב שהתהדר, במה שהוא מתהדר בעצמו הורגים אותו (משל למדינה שמרדה במלך ביותר; אמר המלך:אותם אני רוצה שלא תהרגו מהנשק שלי, אלא, מהנשק שלהם!. ובכך, מכתם כואבת ביותר!!!),
    הגיע הזמן להוריד פרופיל.,
    יש לי עוד לכתוב, אבל, אחר כך.

    אברהם אבינו

  9. אם ימחקו את כל התגובות שכתוב בהם המילה אלוהים
    ישארו התגובות שברובן הן לגופו של עיניין בלי הפלסף
    חסר התכלית.
    ובעצם גם התגובה הזאת תעלם

  10. מיכאל כשצריך לומר – אומרים

    תודה לך על התגובות המדעיות הנהירות.

    תודה גם יונתן.

  11. אני לא יודע מה איתכם אבל כפי שאני ראיתי את הדברים לפני שנים, חשבתי על יצירת גוף משופר פיזית ומנטלית ועוד אשר לתוכו תיכנס הנשמה המזמינה שתעבור מגוף ראשוני רגיל וכך למעשה יהיה אפשר להאריך חיים למאות שנים מבלי לחיות באותו גוף !!
    הבעיה שעולה מייד בצורת חיים כזאת היא קיומה של הנשמה ועל זה הכל ייפול או יקום, כי בלי נשמה אין מה לעשות…ומי הכי עסק בנשמות? אלה הדתות מכל העולם ואנשים העוסקים במיסטיקה !
    אבל מיסטיקה ודת לא עוזרות הרבה מעבר לרעיון של קיום הנשמה המנהלת את הגוף..לכן צריך לפני הכל לבנות ציוד לגילוי נשמות מתות וחיות , הקלטתי פעם בבית קברות אבל עם סלולרי וזה באמת לא רציני ומה שהכי הפריע זה תנועת כלי הרכב והרעש הרב (טרומפלדור) בסביבה וכאמור מכשיר בעל רגישות נמוכה , וכן חוסר מיקוד ..כי לפי הבנתי נשמה חייבת להכיל כמות מסויימת של זיכרון פיזי (מודעות עצמית) ולכן גלאי צריך להיות בעל רכיבים לגילוי זיכרון מיקרוסקופי, עם יכולת הגברה (של הגלאי כמובן) פי כמה מאות ויותר !
    השאלה איך מזהים זיכרון ממרחק? איזו פעילות מאפיינת זיכרון ביולוגי "חי" ?
    אז בזמנו חשבתי על בדיקת גוססים בהם הנשמה בתהליך יציאה ואפשר "לצוד" אותה ביציאה (בחיוך) אבל מעבר למחשבות שונות לא עשיתי כלום בנדון !

  12. נראה לי שיש כאן קפיצות בלתי מאוזנות לשני הכיוונים.
    האחת – אותה כבר הזכרתי – היא מיעוט חשיבות העובדה שהשתמשו בתא חי קיים.
    זה לא דבר של מה בכך.
    זו לא תוצאה של עצלות.
    למרות מחקר רב שנים עדיין אין יודעים לייצר תא חי באופן סינטטי, ואפילו לא באופן "סינטטי למחצה".
    יש הישגים בכיוון אבל היעד הסופי עדיין רחוק.
    הגזמה דומה אחרת היא התייחסות לנושא כאל הישג ביצירת "יצורים על פי הזמנה".
    פעילות זו דורשת הבנה מעמיקה של הקשר בין גנוטיפ לפנוטיפ.
    קשר זה רחוק מאד מפיצוח ולדעתי יישאר כזה עוד שנים רבות.
    בוודאי שנתקדם בו (וכבר התקדמנו רבות) אבל הדרך היא ארוכה מאד – אולי אינסופית.
    הפרויקט הנוכחי כמעט שלא קידם אותנו בהבנת קשר זה.
    למדנו ליצור סוגים מסוימים של "יצורים לפי הזמנה" כאשר פענחנו את תפקידיהם של גנים ביצורים חיים והעתקנו גנים אלה ליצורים אחרים.
    ההישג הנוכחי הוא יותר הישג פילוסופי ברמה של "הנה! אמרנו לכם שאין דבר מיסטי ב DNA והוא כולו כימיה!" אבל זה דבר שמדענים ידעו קודם. הוא היה נחוץ דווקא לקהל הרחב.
    הישג זה הושג בכך שהגנום יוצר כולו באופן סינטטי ולא לקחו כל חלק ממנו מתאים חיים אחרים.
    יכולתנו לייצר חיידקים מועילים (לתעשייה) או מזיקים (לטרור) לא קודמה על ידי פרויקט זה.
    החידוש של הפרויקט איננו בקביעת "מה אנחנו יודעים לייצר" אלא רק בהוספת דרך חדשה לייצור מה שכבר ידענו לייצר ממילא.

    ההגזמה בכיוון ההפוך באה לידי ביטוי בטענה שלא יוצר כאן גנום של תא חי.
    זה לא נכון.
    בפירוש נוצר כאן גנום של תא חי שפועל ומתרבה ככל התאים.
    נכון שמדובר בגנום פשוט יחסית אבל דווקא פשטותו של הגנום היא התקדמות ואין בה כדי לגמד את ההישג.
    הפשטות נדרשה מסיבות טכניות – פשוט כדי לגמור את מלאכת ההרכבה מהר יותר אבל גילוי הגנום המינימאלי המאפשר חיים הוא דווקא צעד (קטן מאד) בפענוח הקשר בין גנוטיפ לפנוטיפ.
    גם לא מדובר כאן בסתם גנום אקראי אלא בכזה שנוצר על ידי "פלגיאט" מתא חי אחר שאודותיו (מאחר שלא יוצר באופן סינטטי) לא היה איש טוען שאינו חי.

    התהליך כולו היה בגדול:
    לוקחים תא חי (של בקטריה).
    מצמצמים את ה DNA שלו עד למינימום על ידי הורדת חלקים שלו ובדיקה אם התוצאה עדיין חיה.
    מקבלים יצור שכל הורדת מקטע DNA שלו פוגעת ביכולתו לחיות – זו המשמעות של DNA מינימלי.
    מייצרים מחדש את הגנום שהתקבל בתהליכים אלה – אבל הפעם בכלים סינתטיים לחלוטין.
    לוקחים תא שהיה חי לפני שהגנום סולק מתוכו ומחדירים לתוכו את הגנום המלאכותי.
    רואים שהתוצאה שהתקבלה היא אכן תא חי – ולא סתם תא חי אלא כזה שמתפקד כמו זה שאת ה DNA שלו העתיקו ולא כמו זה שממנו לקחו את התא נטול ה DNA.

  13. הישג ענק וחשוב אבל לא סופי

    תגובה להדיוטות.
    אכן הצליחו ליצור DNA מתפקד ממקורות כימיים. זהו הישג מדהים וצעד ענק קדימה.
    אך מאחר השתמשו בתשתית ביולוגית קיימת (סוג של מיני חיידק) לא ניתן לטעון כי בוצע ממש מעבר מלאכותי מכימיה לביולוגיה. כלומר יצירת חיים מ-0
    עדיין זהו הישג ענק מאחר והצליחו למעשה לייצר סוג של חיידק כימי מלאכותי לחלוטין אשר מחליף ומעלים למעשה את התשתית הביולוגית שעליה הושתל.
    המשמעות המעשית של הישג זה היא שניתן בדרך זו ממש לתכנת חיים. כלומר לתכנן מראש מה יגדל מתאים ראשוניים.
    כנראה שזה עדיין רחוק מלקרות, אבל תיאורטית ניתן בדרך זו לתכנת לדוגמא אדם עם 4 רגליים… או עם שני מוחות ו 4 עיניים…

    מי שמעוניין לקבל פרספקטיבה נוספת להגדרת החיים וליצירת החיים יוכל לקרוא בספרי "זווית ראיה"
    http://www.steimatzky.co.il/Steimatzky/Pages/Product.aspx?ProductID=11784817

  14. אני דואג מהרגע שיצור (פשוט ככל שיהיה) כזה ישתחרר לטבע,
    בסופו של דבר, הרי הטכנולוגיה תתפשט, חברות גדולות מספיק
    ייצרו "מכונות ביולוגיות" שיתיימרו לפתור כל מיני בעיות – וההיסטוריה
    של הדבורים האפריקניות באמריקה וקרפדות הענק באוסטרליה
    (שלא לדבר על "פארק היורה"..) תחזור על עצמה – וזה עוד
    לפני השימושים שיכולים לעשות צבאות וטרוריסטים בטכנולוגיה
    הזאת.

  15. קצת פרופורציות, ומספיק עם ההתלהמויות.

    הגבול בין מכונה ביולוגית לבין יצור חי אינו חד. חיידק ממלא מאפיינים מסוימים של חיים, אבל אינו ממלא מאפיינים אחרים.

    מעבר לכך, עם כל החשיבות של ההישג המדעי, הרי מדובר ביצור של גנום מלאכותי מאוד פשוט, יחסית, – ולא של תא חי.

  16. לא כל הישג מדעי צריך להיות מכשיר לניגוח דתות.
    זה הפך ממשהו ארעי לקבוע והאתר הפך מאתר מדעי,
    לאתר התנגחות וזה כבר לא מצחיק אלא עצוב וטפשי.

    תנו לנו מדע והפסיקו להתנגח.
    אם תגלו מי עומד בצד השני של המתרס,
    ועונה לכם במלוא מרצו (ואני מתכוון לשני הצדדים),
    אתם תתאכזבו לגלות שכולנו כאן אוהבים מדע ולמרות
    זאת יש שחושבים כך ויש שחושבים אחרת וחשיבה מדעית
    אמורה להיות מצד אחת ביקורתית ומצד שני חופשית.

    זו מהות המדע וזו מהותה של הרוח החופשית.
    יום טוב לכולם.

  17. לשפוי האחרון- אתה צודק, אבל כמו בדת, גם במדע יש צדיקים שבאו לתרום מרצם לקידום המדע.

    לשאר- לומר שהממצא מפריך דבר קיומו של ישות אלוהית היא הפגנת בורות בכל הקשור לתאולוגיה. ישנן לא מעט פרשנויות בין פילוסופים בענייני דת בנוגע למהותו של הכל יכול, אחדים רואים אותו "בפרטים הקטנים", אחרים רואים אותו "כאן איתנו יושב במרומים" וגם יש כאלו (כמוני וכמו הרמבם)שרואים אותו(או מה שלא יהיה)מעבר ליכולת התפיסה שלנו(הצניעות, כפי שגרס איינשטיין), הרי אם הנמלה, שאם מולה יתיצב אדם היא לא תבחין בו ככזה, היא תחליט לעלות לו על הרגל, ועדיין לא תבחין שמדובר ברגל אדם, זה לא אומר שלא קיים אדם למרות שמבחינתה לא קיים. מבנה וחושיה מגבילים אותה למציאות מסויימת בה המרכז היא מלכת הקן. אנו מוגבלים ליכולת המופלאה להבין את הדברים במציאות שלנו בצורה יחסית, ולפיכך להבין שזאת המגבלה שלנו.

  18. תראו לבד איזה אנשים אתם,כלומר אם יבוא אלוהים ויסביר לכם כיצד ביצע נס כזה או אחר,מיד תגידו שאם זה כך,הוא בכלל איננו אלוהים אלא רק מתחזה….
    אבל אפשר להרגע,כל תעשיית המדע היום מבוססת על תוארים המנופקים לכל מי שעומד בכללי המשחק של פרסום מאמרים וכיו"ב מלחמה על תקציבי ענק למחקר המופרשים מסכומי כסף אדירים המניעים בדרך כלל את התעשיה הגלובלית של התרופות (תחשבו,לדבר כל כך פשוט כמו גוף האדם,יש מיליוני מחלות ועוד יותר תרופות),אז הנה עוד איזה הכרזה בומבסטית.כמו בפרסומות מסחריות,או להבדיל ב"כוכב נולד"-הנבואה מגשימה את עצמה והעונש על הטמטום הוא שנשארים בו. 

  19. מיכ*אל, נכון שאם נורא מדקדקים אז לא ממש יצרו חיים חדשים יש מאין אולם זה ממש כמעט. שים לב שתוך מספר דורות מועט לא נותר כלום מהתא המקורי ששימש רק כטמפלייט זמני וכל מה שהתאים החדשים הכילו מקורו בגנום הסינטטי ולמעשה התאים החדשים שונים מאד מתא ה"מעבר" הנ"ל.

    מבחינה מדעית אין כאן הישג גדול אולם כמו הכבשה דולי, הישג זה יירשם בדפי ההסטוריה בגלל ההשלכות הפילוסופיות שלו. הם מראים כאן שבשביל ליצור חיים כל מה שצריך זה מוליקולות וכימיה. ואין צורך בשום ניצוץ מסתורי או אלוהי.

  20. זה גם טוב לשימושים צבאיים בפיתוח נשקים ביולוגים אפקטיביים יותר…

  21. פוטנציאל כלכלי אדיר. כמו גם טכנולוגיה שבידיים לא נכונות יכולה להיות מאוד מסוכנת. הנדסה ביולוגית בכלל יכולה להיות מסוכנת אבל היא איתנו כבר כמה עשרות שנים (לא הרבה אבל גם לא מעט מאוד) ועדין לא ראינו פעילות טרור גדולה מהכוון הזה – אם בכלל. לא שידוע לי. כאן הדברים נלקחים לרמה נוספת מעלה כשניתן באמת לבחור וליצר כל חומר מתוך מעטפת של תא. את עיקר הפוטנציאל אני רואה בתור התחלה בתחום האנרגיה ובעתיד הרחוק מאוד אני רואה אנשים ירוקים שהם אנשים רגילים כמונו רק עם כלורופלסטים בתוך תאי העור.

  22. חברים:
    זה הישג יפה וחשוב אבל זו עדיין איננה יצירת חיים באופן מלא.
    רק את הגנום ייצרו כאן באופן סינטטי אבל את גוף התא לקחו מן המוכן.

  23. פרס נובל בטקס הבא או מה?

    מסתבר שלא צריך להיות אלוהים כדי ליצור חיים, חחחח 🙂

  24. *אבי- המילה "להשתמש" כפולה בפסקה הראשונה.

  25. סוף סוף!
    מי שעקב אחרי הדיונים עם הבריאתנים שמע ממני לא פעם על המיקופלזמה לבורטוריום.

    ראו למשל
    https://www.hayadan.org.il/worm-like-marine-animal-providing-2506082/#comment-61051

    https://www.hayadan.org.il/first-dna-molecule-made-almost-entirely-of-artificial-parts-2107082/#comment-66641

    https://www.hayadan.org.il/rna-the-immortal-molecule-1801092/#comment-163028

    https://www.hayadan.org.il/what-is-evolution-1002094/#comment-172196

    https://www.hayadan.org.il/we-owe-it-all-to-comets-1205095/#comment-216025

    https://www.hayadan.org.il/believers-estimates-of-gods-beliefs-are-more-egocentric-0612099/#comment-256683

    https://www.hayadan.org.il/the-importance-of-honoring-darwin-1202101/#comment-261618

    כמובן שהשלמת הפרוייקט לא תרגיע אותם כי דבר לא יעשה זאת.
    יצא לי כבר לשמוע מבריאתן ששוחחתי אתו את הטענה שהאבולוציה תיחשב בעיניו כמוכחת רק אם יצליחו לבנות תא חי יש מאין.
    אמרתי לו שלדעתי – כשזה יקרה – הוא יראה בזה דווקא אישוש לתכנון התבוני.

    אז נכון – עדיין לא יצרו כאן תא חי אלא רק גנום אבל העיקרון דומה.

  26. נו בקיצור מי עוד מטומטם לחשוב שיש איזה אלוהים כזה או אחר, יצירת חיים מחומר דומם היא סתירת לחי לכל הבריאתנים ורפי השכל למיניהם,ורצוי שיתחילו לשנן ש"יסוד היסודות ועמוד החוכמות לידע ולהבין שיש קרקע מוצקה לתורת האבולציה"

  27. אם הגנום יכול להשתלט על תא אמיתי ולגרום לו לייצר מה שאנחנו רוצים, אז למעשה זה דומה באופן מסויים לתא גזע המתמיין לפי קידוד… רק שכאן התא משנה תאים קיימים אבל התוצאה היא אותה תוצאה !
    מה ימנע למשל מתא סינטטי מלהפוך תאים "בסיסיים" (בטח ימציאו כאלה כדי להשתמש בהם כחומר עבודה) לתאי שריר או תאי כליות ובעתיד לאורגניזם שלם כמו כבד וכו !
    עכשיו כשאני מסתכל על בליזובסקי בתמונה הקטנה עולה המחשבה על שיער סינטטי חחחחח האמת גם אני צריך כמו רוב הגברים !

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן