קרייג ונטר, שהיה ממובילי פרויקט הגנום האנושי המתחרה, פיתח שיטות ריצוף מהירות, יצר את החיידק הסינתטי הראשון והשפיע עמוקות על הגנומיקה והביולוגיה המלאכותית.
מאת ד"ר גל חיימוביץ, מכון דוידסון, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
“אני מחשיב פרישה כשוות ערך למוות. יש לי מכון מחקר משלי וצוות מדהים. אני מעוניין להמשיך, עד שיאזלו לנו הרעיונות הטובים.” כך אמר ונטר (Venter) שנפטר השנה, בראיון לכתב העת Nature בשנת 2023. ורעיונות טובים לא חסרו לו. הרעיונות האלה הובילו בין השאר לריב מתוקשר עם זוכה פרס נובל, לשימוע בקונגרס, לתחרות בין החברה שהקים לבין ממשלת ארצות הברית ולפריצות דרך ששינו את מדע הביולוגיה.
רצפים ראשוניים
ג’והן קרייג ונטר (Venter) נולד במדינה יוטה בארצות הברית בשנת 1946, אך משפחתו עברה לקליפורניה כשהיה ילד. הוא היה תלמיד ממוצע ולאחר שסיים את התיכון, התגייס לצי האמריקאי שם שירת כפרמדיק וטיפל בחיילים שנפצעו במהלך מלחמת וייטנאם. לאחר המלחמה החל את לימודיו האקדמיים, וסיים דוקטורט ב-1975 באוניברסיטת קליפורניה שבסן-דייגו (UCSD), במעבדתו של נתן קפלן, ביוכימאי שחקר פעילות אנזימים הקשורים למחלת הסרטן. הוא הצטרף כפרופסור לאוניברסיטת באפלו שבמדינת ניו יורק, שם הוא חקר את פעילות הקולטן של האדרנלין. ב1984 הוא הצטרף למכונים הלאומיים לבריאות, ה-NIH, שם חקר נוירוטרנסמיטרים במוח, ועסק בריצוף ושיבוט גנים הקשורים לפעילות המוח.
ב-1991 פיתח ונטר שיטת ריצוף גנטי חדשנית המייצרת מקטעי DNA קצרים המכונים EST (ראשי תיבות של Expressed Sequence Tags). שיטה זו מאפשרת ללמוד על קיומם של גנים חדשים בלי ידע קודם על רצף ה-DNA. יצירת ה-EST הביאה לקיצור דרך משמעותי בגילוי של גנים חדשים, שכן על בסיס מקטעי ה-EST הקצרים ניתן בקלות לפענח את הרצף המלא של הגן ממנו נוצר ה-EST. התכנון היה לייצר עשרות של רצפי EST ביום, שיוכלו לשמש חוקרים בכל העולם למציאת גנים חדשים.
אולם בדיון בקונגרס על מימון פרוייקטים של ה-NIH, קמה מהומה כשוונטר, שדיבר על השיטה החדשה והפרוייקט למפות את הגנים הפעילים במוח, העיר כבדרך אגב שה-NIH מתכוון להוציא פטנטים על אלפי מקטעי ה-EST, בקצב של כאלף פטנטים בחודש. בשל טענות לפגיעה בתעשיית הביוטכנולוגיה, שלא תוכל להשתמש במקטעי ה-EST למחקר ופיתוח ביו-רפואיים בגלל פטנטים ממשלתיים, הפטנטים נזנחו.
מלחמות הגנום
שיטת ריצוף ה-DNA באמצעות ESTs הובילה גם לשינויים בפרויקט הגנום האנושי, שהוקם ב-1990 במימון ממשלתי של שלושה מיליארד דולר לתקופה של 15 שנים, לצורך מיפוי הרצף הגנטי של כלל הגנום האנושי. מנהלו הראשון של הפרויקט היה ג’יימס ווטסון (Watson), זוכה פרס נובל על פענוח מבנה ה-DNA. ווטסון האמין בדרך של ריצוף שיטתי חלק אחרי חלק לאורך הגנום, ולא בשיטה של ונטר שמגלה מקטעים אקראיים לאורך ה-DNA ללא ידע מוקדם. הוא גם היה בין המתנגדים למדיניות הפטנטים שהובילה מנהלת ה-NIH, ברנדין הילי, וגם התנגד לרעיונות של ונטר להקים מרכזי מחקר קטנים שיקדמו את הפרוייקט מהר יותר. ב-1992, על רקע חילוקי הדעות הללו, התפטר ווטסון מפרויקט הגנום.
באותה שנה, ונטר עזב את ה-NIH והקים מכון מחקר גנומי משלו, על מנת לשכלל שיטת ריצוף גנטי מהירה יותר, הנקראת shotgun sequencing (ריצוף שוטגאן). בשיטה זו מרצפים מקטעי DNA קטנים אקראיים. לאחר מכן מוצאים איזורים חופפים בין המקטעים וכך “מחברים” אותם יחד לרצף שלם. בשנת 1995, ונטר וצוותו פרסמו את ההישג הראשון שלהם – הריצוף המלא הראשון של הגנום של יצור חי. היה זה גנום באורך 1.8 מיליון אותיות של החיידק המופילוס אינפלואנזה, חיידק הגורם לדלקת קרום המוח בתינוקות. במהלך שנות ה-90 המאוחרות הוא פרסם את הרצפים של טפילים גורמי מחלות כגון טפיל המלריה, שהגנום שלהם ארוך הרבה יותר.
בשנת 1998 פרסם ונטר מאמר בכתב העת Science, בו תיאר כיצד ניתן לרצף את הגנום האנושי בשיטה החדשה בפחות מעשירית מהעלות של פרוייקט הגנום האנושי, ובזמן קצר יותר. באותה שנה ונטר הקים חברה חדשה בשם סלרה (Celera), במטרה לסיים את ריצוף הגנום האנושי לפני פרוייקט הגנום האנושי של ה-NIH. התחרות היתה עזה, והגיעה עד לבית הלבן, שם הנשיא ביל קלינטון השיג “הפסקת אש” בין הצדדים. לבסוף, הטיוטה הראשונה של הגנום האנושי פורסמה בשנת 2001, במאמר אחד של פרוייקט הגנום האנושי ומאמר שני של סלרה שפורסם למחרת.
חיים מלאכותיים
עם שוך הקרבות על הגנום האנושי, ונטר פנה לדרך חדשה. הוא הקים מכון מחקר חדש על שמו (J. Craig Venter institute, JCVI). אחד הפרוייקטים של המכון היה איסוף דגימות מהאוקיינוסים כדי לגלות את כל המיקרואורגניזמים שחיים שם. המטרה היתה לא רק לגלות חיידקים לא מוכרים, אלא ללמוד מהם על חלבונים ומסלולים מטבוליים חדשים שיוכלו לשמש למחקר ופיתוח רפואי ותעשייתי. ונטר השתמש ביאכטה הפרטית שלו כדי לשוט בין ארבע יבשות בין 2004 ל-2006, ולאסוף דגימות ממקומות שונים בים. האורגניזמים זוהו בדגימות על סמך ריצוף גנטי. בדרך זו ונטר גילה כאלף מיקרואורגניזמים חדשים, כולל כאלה שמסוגלים לפרק פלסטיק ולהשתמש בו לצרכיהם. כל המידע פורסם באופן פתוח עבור הקהילה המדעית.
החזון של ונטר היה להשתמש במידע על מנת ליצור חיידקים מלאכותיים שמסוגלים לבצע “עבודות” שונות עבור בני האדם, כגון פירוק פלסטיק או ייצור דלק לא מזהם. פריצת הדרך הראשונה שלו ושל מכון המחקר שלו בתחום הביולוגיה המלאכותית היתה היצירה של החיידק המלאכותי הראשון. למעשה, הם ייצרו בצורה כימית את הגנום המלא של החיידק, ואז השתילו את הגנום המלאכותי בתוך תא חיידק שה-DNA שלו הוצא ממנו. פריצת הדרך הזו הובילה חוקרים לייצור חיידקים מלאכותיים שאינם קיימים בטבע, כגון חיידקים שמשתמשים רק בחלק מהקוד הגנטי, כאשר החלק הלא משומש ינוצל על ידי המדענים ליצור חומרים חדשים. ונטר עצמו ניסה להבין מהו מספר הגנים המינימלי הדרוש לחיים, והשתמש בשיטות אותן פיתח על מנת ליצור חיידקים עם מספר הולך ופוחת של גנים עד למינימום ההכרחי.
בשנים האחרונות ונטר החל להתמקד שוב בגנטיקה האנושית, ובייחוד בזקנה ובמחלות המתלוות אליה. ב-29 באפריל 2026 הלך לעולמו בסן דייגו, קליפורניה.
ונטר היה מדען בעל חזון ורעיונות מקוריים שהוא קידם ללא פחד מכישלון. המחקר שלו הרים את המחקר הגנומי והביולוגיה המלאכותית לגבהים חדשים, ועל כך הוא ייזכר לעד. נוסף על כך, ונטר היה גם האדם הראשון שהרצף הגנטי האישי שלו פורסם במלואו עבור הקהילה המדעית. ונטר לא רק היה גנטיקאי, הוא עתה חלק מהמאגר המדעי עצמו. מי יודע, אולי בעתיד מדענית בעלת חזון ושיעור קומה כמוהו תשתמש במידע הגנטי של ונטר כדי ליצור את השיבוט האנושי המלאכותי הראשון.
FAQ קצר:
מי היה קרייג ונטר?
קרייג ונטר היה גנטיקאי אמריקני מחלוצי הגנומיקה והביולוגיה המלאכותית, ומי שהוביל את חברת סלרה במרוץ לריצוף הגנום האנושי.
מה הייתה תרומתו לפרויקט הגנום האנושי?
ונטר קידם שימוש בשיטות ריצוף מהירות, ובהן ריצוף שוטגאן, והוביל את חברת סלרה שהתחרתה בפרויקט הממשלתי לריצוף הגנום האנושי.
מהו ריצוף שוטגאן?
זו שיטה שבה מרצפים מקטעי DNA קצרים ואקראיים, ולאחר מכן מחברים אותם לרצף שלם באמצעות אזורים חופפים.
מה הייתה פריצת הדרך שלו בביולוגיה מלאכותית?
מכון המחקר של ונטר יצר את החיידק הסינתטי הראשון, באמצעות ייצור כימי של גנום מלא והשתלתו בתא חיידקי.
מדוע ונטר נחשב לדמות שנויה במחלוקת?
לצד תרומתו המדעית הגדולה, ונטר עורר ויכוחים סביב פטנטים על רצפים גנטיים, מסחור ידע והמרוץ מול פרויקט הגנום האנושי הציבורי.
עוד בנושא באתר הידען:
