התנינ-גולת הראשון: המדען שהפך תרנגולת לתנין במעבדה

מאז ימיו של אריסטו ניסו בני-האדם להבין את תוכנית היצירה וההתהוות של העובר

לפני אלפיים שנים ויותר, הפילוסוף היווני אריסטו פתח בניסוי חדשני ויוצא-דופן. הוא שבר ביצת תרנגולת ביום הראשון לאחר שהוטלה, וסרק את תוכנה בחיפוש אחר עובר. הוא לא מצא דבר, מלבד רצועה דקה ובשרנית, שלא נראתה דומה כלל לאפרוח. אריסטו חזר על הפרוצדורה עם ביצה אחרת, הפעם בת יומיים, ולאחר מכן על ביצה בת שלושה ימים, ארבעה ימים וכן הלאה. בשיטה זו הצליח אריסטו להתחקות אחר התהוות האפרוח בתוך הביצה, ותיעד כיצד רצועת התאים הדקה השתנתה באיטיות ובאופן מופלא לציפור מושלמת לגמרי. את הביצה האחרונה שנותרה, ביום ה- 21, אריסטו כבר לא היה צריך לשבור. האפרוח בקע מתוכה בכוחות עצמו.

מאז ימיו של אריסטו ניסו בני-האדם להבין את תוכנית היצירה וההתהוות של העובר. “דומה הדבר לגוש ברזל אשר הופך למעבורת החלל.” אמר מירוסלאב הולוב לפני עשרים שנים. ואכן, תוך שבועות ספורים מצליח תא יחיד – הביצית המופרית – להפוך לאפרוח מושלם, ממקור ועד פלומה.

כבני-אדם, אנו מחויבים תמיד לשאול ולתהות: מה אם היינו יכולים לשחק עם תוכנית הבריאה? אם היינו מבינים את שפת התכנות של הגוף, הגורמת לעובר להפוך לאפרוח או לאדם, אלו יצירי-כלאיים היינו יכולים להביא לעולם? בשנה האחרונה התקבלה תשובה ראשונית עם יצירתו במעבדה של ה- ‘תנינגולת’ – אפרוח בעל חרטום הדומה לזה של תנין – וזאת באמצעים פשוטים ביותר: פיסת ג’לטין קטנה הספוגה בחומר הנקרא ‘גורם גדילה’.

גורמי הגדילה הינם החומרים המנחים את יצירת איברי העובר. תאי העובר יוצרים גורמי גדילה שונים, ואלו מתפשטים בכל רחבי הגוף ונקלטים על-ידי תאים אחרים. בדרך זו משמשים גורמי הגדילה כסוג של מילים ומשפטים בשפת התכנות של העובר המתפתח. תאים אשר מקבלים גורם גדילה מסוג BMP-2, למשל, יודעים שעליהם להשתנות וליצור במקום רקמת עצם. תאים המקבלים גורם גדילה הקרוי חומצה רטינואית, יודעים שעליהם להשתנות וליצור רקמה עצבית או רקמת שריר, כתלות בכמות החומצה הרטינואית שהם חשים מסביבם. אם נחשוב על כל גורם גדילה בודד כעל מילה יחידה, הרי ששילוב של מספר גורמי גדילה בתוך הגוף יוצר משפטים שלמים ומכווין כל תא ותא ליצירת הרקמה הנכונה במקום הנכון.

גורמי הגדילה משחקים חלק קריטי בקביעת צורתו הסופית של הגוף. הם קובעים, בין היתר, האם פניו של עובר האפרוח יעוצבו לצורה של פה מאורך כזה של תנין, או לצורת מקור תרנגולת. בעובר התנין מפתחות הפנים שתי עצמות נפרדות שהופכות לפה מאורך, כתוצאה מפעילותם של שני גורמי גדילה קריטיים המכונים ‘סוניק קיפוד’ ו- ‘גורם גדילה פיברובלסטי 8’. גורמי גדילה אלו מופיעים בצידי הפנים של עובר התנין, וגורמים לעצמות להתפתח בנפרד.

תבנית ההתפתחות אצל האפרוח שונה בעליל. גם אצלו פועלים אותם גורמי גדילה, אך הם באים לידי ביטוי גם בצידי הפנים וגם במרכז הפנים. כתוצאה מהשפעתם על התאים שבאזור, מתאחות שתי העצמות המקוריות והופכות לעצם אחת יציבה – הלוא היא הבסיס למקור הציפורים.

כאן נשאלת השאלה: מה היה קורה אילו היינו יכולים לשלוט על גורמי הגדילה ולהביא לכך שיתבטאו רק במקומות בהם היינו רוצים? האם היינו יכולים לפסל את עובר האפרוח כפלסטלינה ביד היוצר? לעצב צורות חיים חדשות וייחודיות? האתגר לשחק את האלוהים הוא כזה שקשה לעמוד בפניו, אך לא מדובר כאן בתשוקה הפרומתאית בלבד. ילדים רבים סובלים מפגמים מולדים בפנים ובגוף, שנגרמו כתוצאה מפיזור שגוי של גורמי גדילה בזמן הגדילה העוברית. אם נבין כיצד לשלוט בגורמים אלו באופן יעיל ובטוח יותר, אנו עשויים להצליח לרפא את אותם ילדים עוד בשלב שבו הם מתהווים בתוך הרחם.

הביולוג ארהט אבזאנוב החליט להרים את הכפפה ולשחק את אלוהי האפרוחים. הוא פיתח ג’ל המכיל חומרים שמשתקים את גורמי הגדילה. חומרים אלו נצמדים לגורמי גדילה ספציפיים ומונעים מהם להשפיע על הגוף. הוא חצב חור קטן בקליפתן של ביצי אפרוחים, והשתיל את הג’ל באזור מרכז הפנים של העובר המתהווה. גורמי הגדילה במרכז הפנים הפכו להיות משותקים – והאפרוחים פיתחו פה מוארך המזכיר את זה של תנין ומורכב משתי עצמות נפרדות, במקום מקור שלם. תוצאות מחקרו הוצגו בחודש האחרון בפגישה במעבדות ג’קסון במיין.

מרתיע? מפחיד? זה לא חייב להיות כך. אבזאנוב רק סובב אחורנית את מחוגי האבולוציה. הציפורים התפתחו מתוך זוחלים דמויי-תנינים, וגורמי הגדילה שעיצבו את פניהם של הדינוזאורים הם אותם גורמי גדילה המעצבים כיום את פניהן של הציפורים. ההבדל הוא בעיקר במיקום של גורמי הגדילה באזור הפנים.

המשמעות היא שאבזאנוב לא עשה יותר (או פחות) מלבטל חלק מהצעדים שהאבולוציה והברירה הטבעית הטילו על הציפורים. והוא גם לא הראשון או האחרון. מדענים אחרים עמלים היום על פענוח המנגנונים שאחראים להארכת הזנב בעובר התרנגולת, או לגדילת שיניים במקום מקור חלק. ההצלחה עדיין חלקית, אך מתקיים מאמץ של ממש לשחזר את האבולוציה שעברו התרנגולות במיליוני השנים האחרונות, ולהחזירן במעבדה למצב של מנירפטורה – דינוזאורים קטנים שהיו אבותיהן הקדומים של הציפורים החיות בימינו.

ומה לגבי הרגולציה וחוקי האתיקה? אלו אינם מונעים את ניסוייו של אבזאנוב, אך הם אוסרים עליו להניח לאפרוחים המעוצבים-מחדש להגיח מתוך הביצים. בדומה לאריסטו, גם אבזאנוב נאלץ לשבור את הביצים בימים שלפני בקיעת האפרוחים, ולראות עד כמה הצליחה מלאכת ידיו.

בדומה לכל טכנולוגיה בעלת פוטנציאל, גם זו יכולה להפחיד מצד אחד – אך לרומם את הרוח והדעת מהצד השני. אם נצליח לקבל לידינו את השליטה במושכות של גוף העובר, ונצליח לפענח את כל צפונותיהם של גורמי הגדילה, הרי שיהיה בידינו כלי רב-עוצמה ליצור בעלי-חיים שיוכלו לשרת את האדם טוב יותר. בטווח הקצר אנו עשויים לבחור לעצב עגלים שריריים במיוחד הניחנים בשפע של בשר, או פרות עם עשרה עטינים ויותר. בחזונות המרחיקים לכת ביותר ניתן לחלום על יצירה מודעת של בעלי-ברית חייתיים הניחנים במוחות גדולים יותר ומסוגלים לפתח אינטיליגנציה בסיסית.

הטכנולוגיה תוכל לשמש גם לריפוי עוברים אנושיים עוד בתוך הרחם. לא ייוולדו עוד ילדים בעלי שפה שסועה המתקשים בדיבור. ציקלופים – אותם מקרים עובריים נדירים בהם שתי העיניים מתאחות לעין אחת במרכז הפנים כתוצאה משיבוש בפעילות גורמי הגדילה – יתוקנו בשלבים הראשונים להתפתחותם. טכנולוגיה זו תוכל גם לסייע לחלק מתופעות הגמדות, בהן עצמות הגפיים אינן מתארכות… ניחשתם נכון – שוב בגלל הפרעה בגורמי הגדילה.

לא ניתן להכחיש שמדובר כאן בכוח רב-עוצמה, אותו ניתן להטות למטרות שונות. גם אנשי המדע והמוסר מתחילים להבין עד כמה יכול מדע הביולוגיה לשנות את צביון האדם והעולם כולו בעשורים הקרובים. האיחוד האירופי פותח בשנה הקרובה בפרויקט מחקר רחב-מימדים שינסה לקבוע את גבולות המחקר והאתיקה בתחום הביולוגיה הסינתטית, וייתכן כי בפרויקט ישתתף גם המרכז הבינתחומי לניתוח ותחזית טכנולוגית באוניברסיטת תל-אביב (שיש לי הכבוד והזכות לחקור תחת כנפיו) וייצג את עמדותיה של מדינת ישראל, על אנשי הדת והמוסר שבה. ביחד, כחלק מפרויקט בו ישתתפו מדינות רבות מרחבי העולם, אנו עשויים להחליט כיצד יראו החיים בדור הבא.

לו רק תהיה בידינו החוכמה לקבל את ההחלטות הנכונות.

לידיעה בנושא בניו סיינטיסט