חתן פרס נובל שזיהה את הרוורס-טרנסקריפטאז, ניסח את “סיווג בולטימור” והניח יסודות לווירולוגיה מודרנית, ל-PCR ולתרופות אנטי-נגיפיות
מאת יהונתן ברקהיים, אתר מכון דוידסון, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
רבים מהמדענים הגדולים בהיסטוריה ייזכרו לעד בזכות שבירת פרדיגמות: קופרניקוס ייזכר כמי ששם את השמש במרכז, והעמיד את כדור הארץ במקומו הצנוע; דרווין – כמי שפיתח את רעיון האבולוציה של מינים באמצעות ברירה טבעית; הכומר גרגור מנדל הציע חוקי תורשה שסתרו את הביולוגיה שהייתה ידועה בשעתו. אליהם אפשר להוסיף את איינשטיין, נילס בוהר, מארי קירי, אלן טיורינג ואחרים. מדען נוסף כזה התהלך בינינו עד לפני שבועות אחדים, הביולוג היהודי-אמריקאי דיוויד בולטימור (Baltimore) שהפריך את התפיסה המקובלת בביולוגיה, מי שטלטל את עולם הווירולוגיה, ביותר ממובן אחד – ומדעי החיים לא היו יכולים לחזור לאחור מרגע שפורסמו תגליותיו. בולטימור, חתן פרס נובל ברפואה לשנת 1975, הלך לעולמו בגיל 87 במסצ’וסטס.
בולטימור נולד ב-7 במרץ 1938 במנהטן, בנם של גרטרוד, פסיכולוגית, וריצ’רד, עובד בתעשיית הביגוד. אביו גדל בבית מסורתי, וכך, על אף שאמו הייתה אתאיסטית מושבעת, הוא נהג לפקוד את בית הכנסת עד בר המצווה שלו. בצעירותו עבר עם משפחתו לגרייט נק, בפרוורי העיר ניו יורק, שם עשה את לימודיו התיכוניים. העניין המוקדם שלו בביולוגיה הביא אותו לבלות את אחת מחופשות הקיץ במעבדות ג’קסון, מכון פרטי במדינת מיין. שם גם הכיר תיכוניסט יהודי נלהב בשם הווארד טמין (Temin), ודרכיהם של השניים עוד יצטלבו ובגדול.
את התואר הראשון בביולוגיה עשה בולטימור במכללת סווארת’מור (Swarthmore), לא המוסד הכי נחשב או מוכר באותה עת, אבל כזה שהיה ועודנו בית חם לסטודנטים יהודים, לפחות לפי חלק מהדעות. אלא שהמכללה הפרטית הזו הוציאה מבין שורותיה חמישה חתני פרס נובל לאורך השנים, ואחד מהם יהיה בולטימור עצמו. הוא השלים את לימודיו ב-1960, אז גם הכיר שני חוקרים צעירים ונמרצים במכון הטכנולוגי של מסצ’וסטס (MIT), גם הם כמובן יהודים – סלבדור לוריא (Luria) וסיירוס לוינטל (Levinthal).
הכיר חוקרים צעירים ונמרצים במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס. דייויד בולטימור (ימין), סלבדור לוריא (שמאל) וננסי הופקינס, ב-MIT ב-1973 | מקור: U.S National Library of Medicine, Courtesy of the Massachusetts Institute of Technology. Museum
התקדמות לאחור
בדומה לחברי סגל צעירים כיום, לוריא ולוינטל קיבלו על עצמם את משימת ה”סקאוטינג”: איתור סטודנטים מצטיינים ובעלי פוטנציאל מחקרי שיוכלו להירשם בבוא היום ללימודי תואר שני ושלישי במוסד היוקרתי. הם זיהו בבולטימור את מושא חיפושיהם, והזמינו אותו ל-MIT. ואכן, עד מהרה הוא מצא עצמו סטודנט לדוקטורט, אבל דווקא לא ב-MIT, אלא במעבדה של פרופ’ ריצ’רד פרנקלין (Franklin) באוניברסיטת רוקפלר. המחקר שלו שם עסק בנגיפים בבעלי חיים.
ב-1965 הצטרף בהמלצת עמיתו, רנאטו דולבקו (Dulbecco) לסגל מכון סאלק (Salk) בסן דייגו, אשר הוקם שנים אחדות קודם לכן ע”י יונה סאלק, מפתח החיסון לפוליו. שנים אחדות לאחר מכן נישא לאליס הואנג (Huang), וירולוגית ילידת סין שעבדה אף היא במכון סאלק. נולדה להם בת אחת.
בשנותיו הראשונות כחוקר עצמאי עסק בולטימור בחקר נגיפים קונבנציונליים למדי, ביניהם פוליו. בשלב מסוים הוא החל לגלות עניין בנגיפים המעורבים ביצירתן של מחלות סרטניות, בעיקר בעופות. אלה מכונים כיום “אונקו-וירוסים”. בולטימור, יחד עם חברו מנוער הווארד טמין, הבינו כי לפניהם ניצב סוג אחר של נגיפים, שונה לגמרי מהנגיפים המוכרים. כל הנגיפים שהיו ידועים אז השתכפלו בדרך שהייתה מוכרת אז (ולעיתים מכונה בטעות “הדוגמה המרכזית של הביולוגיה המולקולרית“), ולפיה בעולם החי – ובכלל זה גם אצל נגיפים, על אף שאינם חיים פשוטם כמשמעם – מולקולות RNA שליח מיוצרות כעותק של ה-DNA בגרעין התא. לאחר מכן, ה-RNA השליח משמש הוראות לבניית חלבונים. אלא שכל הראיות שהגיעו מנגיפי העופות הראו את הכיוון ההפוך, דבר שלא התקבל על הדעת: מולקולות DNA נוצרו על פי תבנית שהוכתבה ב-RNA. לתהליך המפתיע הזה הם קראו “תעתוק לאחור”.
בולטימור וטמין, במקביל לצוות בראשותו של רנאטו דולבקו, הגיעו למסקנה כי תהליך התעתוק לאחור נשלט על ידי אנזים שהם כינו “רוורס טרנסקריפאז” (Reverse Transcriptase).
גילה נגיפים שיוצרים DNA על פי תבנית RNA. דיוויד בולטימור | צילום: NIH, via Wikimedia Commons
עולמות חדשים
גילוי האנזים והתהליך כולו לא רק שהכו בתדהמה את קהילת הגנטיקאים והביולוגים המולקולריים, הוא גם דרש שינוי פרדיגמה. בולטימור עמס על כתפיו גם את המשימה הזו, וחילק את כל עולם הנגיפים לשש מחלקות (שבהמשך היו לשבע), כל אחת מהן נבדלת בגנום שלה ובתהליכי השכפול המושלים בה. החלוקה הזו נקראת עד היום “סיווג בולטימור” (Baltimore Classification), והנגיפים שבולטימור וטמין חקרו קיבלו את השם “רטרו-וירוסים“. במרוצת השנים הומצאו על בסיס הרוורס-טרנסקריפטאז תרופות למחלות נגיפיות, שמתבססות על עיכוב השכפול הנגיפי באמצעות חסימת פעולתו של האנזים הזה. מעבר לכך, התגלה לו יישום במכשיר ה-PCR, שכן הוא מאפשר את המרתו של RNA נגיפי ל-DNA, שבתורו משוכפל שוב ושוב עד לקבלת רמה שמאפשרת זיהוי וכימות של הנגיפים בדגימה המקורית.
מרגע שפרסם בולטימור את הגילויים, הוא עלה על המסלול המהיר לקבלת פרס נובל. אכן, באוקטובר 1975 הכריזה ועדת הפרס כי הפרס יוענק לו במשותף עם טמין ודולבקו. בולטימור היה ה”בנימין שבחבורה”, שכן קיבל את הפרס בגיל 37 בלבד – הגיל שבו חוקרים רבים בימינו רק מתחילים את הקריירה העצמאית. מעט קט לאחר לחיצת היד עם מלך שוודיה, ניגש בולטימור לאתגר המחקרי הבא. מלבד האונקו-וירוסים, נגיפים מחוללי סרטן שרבים מהם נמנים עם קבוצת הרטרו-וירוסים, חבר נוסף בקבוצה הוא נגיף ה-HIV, הגורם למחלת האיידס. המחלה עמדה במרכז השיח הציבורי והמחקרי בשנות ה-80, ובולטימור הפך לאחת מהדמויות הבולטות בחקר הנגיף, מחזור חייו והתגובות החיסוניות לו.
במקביל, ב-1982 נקרא בולטימור לדגל ע”י הפילנתרופ ג’ק וייטהד (Whitehead), שחלם על הקמת מכון מחקר עצמאי במחקר ביו-רפואי בסיסי. בולטימור אכן היה האיש הנכון למשימה: תוך זמן קצר המכון הוקם ליד MIT ועד היום הוא מקושר אליו מנהלית, אך לא פיננסית. במכון, שבמרוצת השנים שמו הלך לפניו, חברים כיום 19 חברי סגל בלבד. כמה חוקרים ישראלים השתלמו בו לאורך השנים.
ב-1982 נקרא בולטימור לדגל ע"י הפילנתרופ ג'ק וייטהד. מכון וייטהד | צילום: Madcoverboy, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons
פרשה עגומה
לצד ההצלחה הכבירה שאפיינה את שנותיו אלה, העיבה על הקריירה שלו פרשה עגומה שנגמרה בקול ענות חלושה. השנה היא 1986 כאשר קולגה של בולטימור, תרזה אימנישי-קארי (Imanishi-Kari) שעבדה במעבדה אחרת ב-MIT, הואשמה האשמה חמורה ביותר. אחת מעמיתות הפוסט-דוקטורט של תרזה אימנישי-קארי טענה כי פרסום שלה – שנכתב עם בולטימור ופורסם בכתב העת Cell – מבוסס על נתונים שאימנישי-קארי בדתה. המתלוננת טענה שיש כשלים חמורים במאמר, שפירט כיצד מערכת החיסון מסדרת מחדש את הגנים שלה כדי לייצר נוגדנים לחומרים חדשים מבחינתה. בפרט, לגרסתה לא היה ניתן לשחזר את התוצאות במעבדה, עניין שנחשב להפרת אמונים מדעית ממדרגה ראשונה.
בולטימור נעמד על רגליו האחוריות ולא הסכים להסתייג מהעבודה. הפוסט-דוקטורנטית החליטה בשל כך לחזור בה מהתלונה, אבל זה כבר היה מאוחר מדי. הקרן הלאומית האמריקאית למדע (NSF) שמימנה את אותו מחקר, החליטה להתערב ולבדוק את הסוגיה לעומק. הבדיקה הפכה לחקירה של הקונגרס בראשותו של חבר הקונגרס ג’ון דינגל (Dingell), שועל קרבות ותיק שאף עירב את השירות החשאי – וזה כבר ניגש לבצע זיהוי פלילי במחברות של אימנישי-קארי, לא פחות ולא יותר.
כשש שנים לאחר פרוץ הפרשה, הדו”ח של השירות החשאי דלף לתקשורת ועלתה ממנו אשמה ברורה לגבי פברוק הנתונים של אימנישי-קארי. בולטימור לא ידע את נפשו על כך, התנצל והתחרט, ואף ויתר על משרה רמה שנשא בה באותה עת – נשיא אוניברסיטת רוקפלר – וחזר ל-MIT. ב-1994 נמצאה אימנישי-קארי אשמה ב-19 סעיפים של הונאה מדעית, והושת עליה עונש כבד של מניעת מענקי מחקר במשך עשור קדימה.
אלא ששנתיים לאחר מכן, חלה התפתחות מפתיעה. אימנישי-קארי ערערה על ההחלטה, וצוות שהתכנס במחלקה הפדרלית לבריאות ושירותי אנוש החליט לזכות אותה באופן מהדהד מכל האישומים. היא חזרה לפעילות מחקרית באוניברסיטת טאפטס (Tufts). הפרשה כולה, שנקראה בטעות “פרשת בולטימור“, העיבה על הקריירה שלו, אבל לא עצרה אותה.
פרש ב-2006 מתפקידו כנשיא קל-טק. דיוויד בלטימור (שני מימין) ואנשי מעבדת ההנעה הסילונית (JPL) | צילום: JPL, via Wikimedia Commons
במערב יש חדש
שנה אחרי שהפרשה ירדה מהכותרות, מונה בולטימור לנשיא המכון הטכנולוגי של קליפורניה, קל-טק (Caltech). בקל-טק הקים בולטימור מעבדה נוספת, שהתמקדה בשני אפיקים מחקריים עיקריים: הבנת ההתפתחות והתפקוד של מערכת החיסון ביונקים וחקר התהליכים הנדרשים במטרה להפוך את מערכת החיסון ליעילה יותר בהתנגדות לסרטן. אפיק המחקר השני התבסס על היכרות קרובה עם מולקולה בשם “מיקרו-RNA“, מולקולה קטנה מאוד שמכילה רצף קצר של אבני בניין, ואשר בשונה מ-RNA שליח היא אינה מקודדת ייצור של חלבון מסוים, אלא מהווה מעין כפתור ויסות או בקר, שבכוחו להחליט איזו כמות של חלבון תיוצר מכל גֵן. כך, הסתבר שבולטימור וה-RNA לא נפרדו מעולם.
במהלך התקופה בקלטק, שהייתה נינוחה בהרבה, העניק לו נשיא ארצות הברית, ביל קלינטון, את המדליה הלאומית למדע. ב-2006 פרש מתפקידו, אך המעבדה המשיכה לפעול עד 2019. בשנותיו האחרונות חלה בולטימור בסרטן, וב-6 בספטמבר 2025 הלך לעולמו. חבריו סיפרו עליו שמלבד דמותו המדעית, הוא היה איש תרבות ושיח, שנהנה מיין ומאוכל טוב, איש העולם הגדול. במותו, כבה אחד המאורות הגדולים של הביולוגיה המולקולרית.
עוד בנושא באתר הידען:
