פרוייקט הגנום – הצלחה או כשלון?

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.