נמטודות טפיליות מניבות תובנות חדשות על האבולוציה של תופעת הטפילות

פוענח הקוד הגנטי המלא של נמטודה טפילית, המניב תובנות חדשות לגבי האבולוציה של תופעת הטפילות. הגנום של אותן נמטודות גדול במידה מפתיעה מהרגיל, וכולל גנים המשמשים לפירוק חומרים מזיקים בסביבת המחיה שלהן

‏הנמטודות הן תולעים עגולות זעירות שאורכן אינו עולה בדרך-כלל על מילימטר אחד, אך למרות גודלן הן מאכלסות את המערכה העשירה ביותר בממלכת בעלי-החיים. ניתן למצוא את התולעים בכל היבשות בכדור-הארץ, ובכל המערכות האקולוגיות למיניהן. למרות שרובן אינן מזיקות לסביבה, חלקן 'בחרו' בדרך-חיים טפילית, והן מהוות סכנה לאדם, לבעלי-החיים ולצמחים. בקרב קבוצת הנמטודות התפתחו לפחות שבע צורות שונות של טפילות בנפרד זו מזו.

ב- 1998 זכתה הנמטודה קיינורהבדיטיס אלגנס (Caenorhabditis elegans) בתהילת עולם, כאשר זכתה במעמד החיה הרב-תאית הראשונה שהקוד הגנטי שלה פוענח במלואו. עשר שנים לאחר מכן, בימינו אלה, הצליחו מדענים ממכון מקס פלאנק לביולוגיה התפתחותית בגרמניה בשיתוף פעולה עם חוקרים מאוניברסיטת וושינגטון, לחשוף את הגנום של מין נמטודה אחר בשם פריסטיונכוס פאסיפיקוס (Pristionchus pacificus). נמטודות ממין זה מצאו לעצמן נישת קיום יחודית: הן חיות ביחד עם חיפושיות ומשתמשות בהן כמארחות ניידות המסוגלות לספק להן מזון ומחסה. לאחר שהחיפושיות מתות, התולעים ניזונות מהחיידקים ומהפטריות שמתפתחים על שריון החיפושיות.

כאשר התולעים עוברות מהאדמה אל החיפושיות, סביבת המחיה שלהן משתנה באופן דרמטי. התולעים נאלצות להגן על עצמן מרעלים שונים בגוף המארח, למשל. חוקרים שונים סברו מזה זמן רב, כי מן הראוי לחקור את הדרך בה הן מתגוננות, שכן ניתן לראות בתולעים 'שלב מעבר' בדרך לטפילות מלאה.

ריצוף הגנום של פ. פסיפיקוס אימת עתה את אותה סברה. הקוד הגנטי של אותן תולעים מורכב מ- 170 מליון בסיסים בערך ומכיל למעלה מ- 23,500 גנים המקודדים לחלבונים. מדובר בעליה משמעותית של מספר הגנים לעומת מינים אחרים של תולעים החיים בסביבה שאינה משתנה. ל- C. elegans, למשל, הניזונה מחומר מרקיב באדמה, יש רק 20,000 גנים המקודדים לחלבונים. גם התולעים הטפיליות, כגון הברוג'יה מאלאיי (Brugia malayi), אינן מתקרבות לכמות הגנים הקיימת בפסיפיקוס.

מדוע זקוקה הפריסטיונכוס למספר כה גדול של גנים? “העליה בפריסטיונכוס מיוחסת בחלקה לשכפולי גנים,” הסביר ראלף סומר, הכותב האחראי על המחקר. “אלו כוללים מספר גנים שיכולים לסייע בפירוק חומרים מזיקים ובהישרדות במערכת הסביבתית המורכבת של החיפושית.”

שלא במפתיע, הפריסטיונכוס מתהדרת במספר גנים שאינם קיימים בקיינורהבדיטיס אלגנס. ההפתעה האמיתית מגיעה מן העובדה שגנים דומים התגלו בטפילי צמחים, וביניהם גנים המקודדים לצלולאזות – אנזימים המסוגלים לפרק את דופן התא הנוקשה של צמחים ומיקרו-אורגניזמים שונים. ממצאים אלו עוררו עניין מיוחד בקרב החוקרים, אך הם משוכנעים כי זהו רק קצה הקרחון.

“השאלות המרגשות באמת עדיין לא כאן,” אמר סומר. “על-ידי השימוש במידע הריצוף [של הקוד הגנטי], נוכל לבחון כיצד הפריסטיונכוס הסתגלה לסביבת המחיה היחודית שלה. אין ספק שנקבל מכך תובנות חדשות אודות האבולוציה של הטפילות.”

המחקר התפרסם ב- 21 לספטמבר, בכתב העת המדעי היוקרתי Nature Genetics, תחת הכותרת: The Pristionchus .pacificus genome provides a unique perspective on nematode lifestyle and parasitism

לידיעה באתר מכון מקס פלנק