הוראות החיים, מסתבר, הן רשימה מסקרנת ומורכבת של חלקים רבים.
כאשר המדענים סיימו את ריצוף הגנום האנושי, העולם ציפה לפתרון כל המחלות בעקבותיו. שש שנים לאחר השלמתו, הציפיות מקבלות תפנית הרבה יותר מציאותית. גנטיקה היא פשוט לא עד כדי כך מועילה בחיזוי מי יחלה ולמה. הוראות החיים, מסתבר, הן רשימה מסקרנת ומורכבת של חלקים רבים.
במאמר שפורסם השבוע במגזין היוקרתי Nature, דנו החוקרים בגישות שונות למציאת התורשתיות החסרה של הגנום, עם דגש על מחלות מורכבות. כן, מסתבר שזה הרבה הרבה יותר מסובך ממה שהסבירו לנו בכיתה ט'.
תזכורת: החומר התורשתי, הדנ”א, מורכב כסולם הבנוי מארבע סוגי מולקולות שניתנו להם השמות A,C,G,T. האופן בו האותיות מסודרות קובע את אופן תרגום הקוד הגנטי, המוביל ליצירת חלבונים. החלבונים בתורם בונים את הגוף. קיימים הבדלים בסדר האותיות בין בני אדם, זו הסיבה למה אנחנו לא נראים בדיוק אותו דבר, למה לחלק שיער בהיר ולאחרים כהה, וגם למה חלק מאיתנו חולים ואחרים לא.
השיטה בה השתמשו עד כה למציאת הבדלים גנטיים המסבירים הופעת מחלה כזו או אחרת, היתה השוואת רצפי אותיות כאלה מאלפי אנשים, חולים ובריאים, בתקווה למצוא הבדל משמעותי. אבל השיטה הזו לא הובילה לתוצאות רבות. נכון, יש מחלות שכן ניתן להסביר, כמו אנמיה חרמשית, אבל את רובן אי אפשר.
למשל, באחד המחקרים האחרונים שנעשו במטרה למצוא בסיס גנטי לסכיזופרניה, מצאו, אחרי סקירה של 50,000 אנשים, 10,000 הבדלים, שכל אחד מהם מגדיל את הסיכוי למחלה רק ב0.2%, וכולם ביחד מסבירים רק 30% מהסיכוי לפתח את המחלה. שאר 70 האחוזים נובעים מגורמים אחרים, סביבתיים.
מה הכוונה ב”תורשתיות חסרה”, מה חסר שם? שונות גנטית עשויה להוביל לעליה בסיכון למחלה פי 2-3 ואפילו פי 30, אבל בפועל כשמסתכלים על האנשים החולים ובני משפחותיהם מוצאים עליה של 50% בלבד בסיכון לפתח את המחלה. המספרים קצת מבלבלים? הנה דוגמא מעט פשוטה יותר: נניח שמצאו עבור אדם עם שונות גנטית מסויימת סיכוי כפול לפתח מחלה, אך הסיכון התורשתי הוא של אחד למאה, למעשה קישרנו רק 2 אחוז מהתורשתיות לגנטיקה. הפער הזה הוא התורשתיות החסרה, כלומר יש עוד משהו חוץ מהרצף של הדנ”א שמשחק תפקיד. הפער משתנה, בחלק מהמחלות יש תאור של כחצי מהתורשתיות הגנטית. אך זה החריג, ברוב המחלות הקישור הוא של כחמישה אחוזים בלבד.
יש מחשבות רבות על הקשר בין הדנ”א לסביבה, אם אתה לא חשוף למגוון גורמים סביבתיים, יתכן ולעולם לא תפתח מחלה מסוימת. לעומת זאת, עם חשיפה סביבתית רעה מספקת אתה עשוי לחלות במחלה ללא קשר לגנטיקה שלך (סרטן העור למשל).
הועלו מספר סיבות היכולות להסביר חלק מהתורשתיות החסרה. בניהן, הבדלים במספר העותקים של כל גן, או האופן בו הגנים מופעלים (אפיגנטיקה) על ידי מתילציות. גנים מופעלים במקומות שונים בגוף באופן שונה, גנים הקשורים לראייה אין להם שימוש ברגליים למשל, אך כמות ההפעלה של גן בעיניים המשתנה בין מינים יכולה להשפיע על יכולות ראייה שונות. גם האופן הפיזי בו הגנים מפוזרים בגנום (נגיד על אותו כרומוזום או על כרומוזומים שונים, קרוב אחד לשני או רחוק מבחינת הקיפול התלת מימדי של הגנום). התשובה לחידה היא כנראה, כל התשובות נכונות.
אז הגנומיקה לא שווה כלום יותר? בטח שווה, זה פשוט הרבה יותר מסובך ממה שחשבו עד כה. התקווה היתה כי לאחר שנזהה היכן כל דבר נמצא, ויהיה לנו הרצף המדויק, ואת כל השונויות שיכולות להיות בגן, זה יסביר את הכל. תקוות לחוד ומציאות לחוד.
מאחר ועדיין לא ניתן להסביר חלק ניכר מהנטיות התורשתיות בין אנשים, נראה כי המידע אותו ניתן לקבל מחברות הגנומיקה הפרטיות אינו שימושי במיוחד ביכולתו לחזות התפתחות מחלות מסוימות בעתיד. יש כנראה עוד גורמים רבים אחרים המעלים את הסיכון למחלות רבות, ואת אלה ניתן להסביר טוב יותר מאשר את הגנטיקה. למשל הקשר בין תזונה לקויה והתקפי לב. הגנומיקה, בינתיים, היא בעיקר כלי מחקרי בלי יותר מידי השלכות מעשיות.
הכלים לפיצוח חידת התורשתיות קיימים, עלות הריצוף יורדת והוא נעשה אמין יותר, אך אופן הפענוח הוא שנעשה קשה. הטכנולוגיות לפענוח ממשיכות להתפתח ויהיו דרישות טכנולוגיות שיתגלו בעתיד. קשה מאוד לתת תחזית זמן. מסתבר שהפער בין המדע והמדע הבדיוני, לפחות בתחום הגנטיקה, גדול משהיה נדמה תחילה. בשנים הקרובות יתגלו עוד שונויות רבות, ואת חלק מהן נוכל אף להסביר, אך את רובן לא. בגדול, כדאי לחשוב על הגנומיקה כעל סדרה של רמזים, במקום לחפש בה תשובות מוחלטות.
9 תגובות
אז כמו בבדיחה על המלח שאומר לקברניט שהם הטביעו צוללת, אז הקברניט שואל את המלח האם הוא בטוח ? האם ראה בועות, כתמי שמן או שברים ? כשהמלח אומר שלא, הקברניט פוטר אותו בבוז. אז המלח אומר בסדר אבל מה נעשה עם כל השבויים ?
אז גם כאן מה עושים עם המחלות אחרי שבן האדם התקלקל וחלה? בגלל שלא מצאנו את זה בגנים אז נפתור את זה כדבר שאין לו פתרון ?
הרי קשה יותר יהיה לשלוח את אותו חולה נפש או חולה סכרת לחיות חיים שלמים מחדש בתקווה שהפעם הסביבה לא תביא להתבטאות המחלה הגנטית.
אור
לילה טוב
דבריך מתקבלים על הדעת ,אבל מחיבים שיפור בהתבוננות שלנו על ההתפתחות.אפילו אם נניח שהעלות של אחזקת דנ”א עודף אינה גבוהה[הנחה שקשה לי לקבל-כל הגדלת מערכת מגדילה את הסיכוי לטעויות וכשל]הרי שלהגדרה האבסרקטית שאתה נתתה “חוסר תועלת לאורגניזם אך עדיין בעל תועלת לעצמו” יש לתת פרשנות של עלות/תועלת.התוצאה היא שנהיה חייבים לפרש כאילו המנגנון משמר לעצמו אופציות עתידיות על חשבון יעילות. קשה לקבל הנחות כאלו כי הם דורשים הכרה בפרמטר של ,שאיפה’ או ,מודעות’ או ,רצון’. במקום אלו אני מניח בפשטות שיש לאותם מקטעים תפקיד בהליכי הבקרה לפחות. סביר גם שיש להם חלק בהליכי התניה. כוונתי באיזה תנאים[גם תזמון וגם משוב סביבתי] יבוא הגן הספציפי לידי ביטוי.
יואל,
חשוב לזכור כי ה”מטרה” של הטבע אינו ליצור אורגניזמים מועילים לעצמם, אלא גנים שמועילים לעצמם להתרבות ולשרוד. הסיבה שרעיון ה”ג’אנק דנ”א” תפש היא שאותו דנ”א עשוי להיות חסר תועלת לאורגניזם, אך הוא עדיין בעל תועלת לעצמו – וזה מה שקובע את הישרדותו. היות שהעלות לאורגניזם בהחזקת דנ”א מיותר אינננה גבוהה, הוא יכול להחזיק דנ”א טפילי שלא מועיל לו בשום דבר ועדיין לשרוד – דנ”א שתופש טרמפ על דנ”א שמועיל לאורגניזם.
תרועות הפסטיוול של פיענוח הגנום האנושי התעלמו מנקודה משמעותית ביותר. החלקים של הדנ”א שלא זוהו כגנים,והם מהווים מרבית המסה/אותיות ,הוגדרו למצער כמיותרים והיו שהזדרזו להעניק להם את התואר ג’נק דנ”א. יש מן היומרה בייחוס טעויות כה גסות לטבע. עכשיו כשנרגעים נוכל אולי לבדוק את תפקידיו של אות ג’אנק’ שכנראה משמש כבקרה וגם כמפקד על ביטוי של גנים במצבים מסוימים.
הכותרת מטעה ופופוליסטית. ברור שהפרוייקט הוא הצלחה כי מופו עד היום אלפי גנומים של וירוסים, חיידקים, ואיאוקריוטים, המידע שנאסף לא יסולא בפז והשלכותיו על המחקר עצומות. כל הטכנולוגיות המתקדמות של chip on chip, microarrays ואחרות המהוות היום אבן פינה במחקר לא היו מתאפשרות ללא הריצוף של גנומים. לכן אי אפשר לבוא ולהגיד כמו שנרמז בכותרת שהפרוייקט נכשל.
נכון, כמו שמצויין במאמר עצמו מסתבר שהמורכבות עצומה וישנן השפעות אפיגנטיות שקשה לנבא מתוך הרצף עצמו אולם גם המחקר של תופעות אלה לא מתאפשר ללא הריצוף המלא של הגנומים.
עדיין לא לגמרי הבנתי, האם רצף הגנום אשר מיפו בפרוייקט הזה הוא רצף גנטי של אדם אחד ספציפי? כלומר לקחו גנים מתוך תא עור לדוגמה של אדם מסויים, קראו את כל האותיות בגנום אחת אחת ורשמו אותן ברשימה מסודרת?
או שקראו רצף גנטי שהוא איזשהו ממוצע גנטי מגנים שנלקחו ממאות אלפי אנשים?
תודה.
כתבה מאוזנת.
אז מסתבר שהגניטיקה חוזה מחלות באחוזים בודדים. סביר שגם הסביבה והתזונה לא יסבירו מחלות באחוזים משמעותיים.
יתכן שבעתיד החיזוי ישתפר במידה מסוימת, ע"י שימוש במודלים המשלבים את מיגוון הגורמים הבאים בחשבון, ויעשו זאת ביתר הצלחה במחלות שאינן מחלות נפש.
אבל עדיין החיזוי יהיה ברמת הסתברות לא גבוהה, וישאר פער בלתי מוסבר לעומת המציאות הקונקרטית של האדם הבודד. מחלה זה גם ענין של מקרה/גורל/תיקון – תלוי בהשקפה של המתבונן.
אבל לפי מהלך הדברים המסתמן, אפשר לפחות לקוות שיכולות הריפוי שתציע הרפואה, וההנדסה הגנטית בפרט – תהיינה ברמות הרבה יותר גבוהות, בעתיד הלא כל כך רחוק.
בבאנו לחקור את ה"תרומה" הגנטית להתפתחות מחלות נפש (ויתכן שגם מצבים נוספים) יש לקחת בחשבון לא רק את השונות הגנטית עצמה התורמת למחלה. אלה גם את השפעת הביטוי של שונות גנטית אצל אדם אחר על האדם הנחקר. כך למשל לאם שחלתה בסכיזופרניה הודות לאותה נטיה גנטית ימעלה את האפשרותדרך ההשפעה הסביבתית שלה על ילדיה את הסיכוי שאחד מהם יחלה גם כן בסכיזופרניה. גם עם האותו רכיב גנטי לא עבר אליהם בתורשה.
המשחק של תורשה-סביבה במצבים אילו הוא עדין יותר ויש להתאים את הניתוחים הסטטיסטים והמחקרים בהתאם.