חוקרים ישראלים צפו לראשונה ברבייה “שיתופית” של יצורים חד-תאיים
האמבה “המיילדת” נדחקת בין ה”אם” ל”בת” ודוחפת אותן בכיוונים מנוגדים טכניקות ההתרבות בטבע הן שונות ומגוונות, אך כולן ניתנות לחלוקה בסיסית בין רבייה מינית ורבייה א-מינית. ברבייה המינית נוטלים חלק שני שותפים המסייעים זה לזה.
מימין-האמבה האם, משמאל-האמבה הבת, ובאמצע-האמבה המיילדת
מאת מרית סלוין, ה”ארץ”
חלוקה “שיתופית” של אמבה.
האמבה “המיילדת” נדחקת בין ה”אם” ל”בת” ודוחפת אותן בכיוונים מנוגדים טכניקות ההתרבות בטבע הן שונות ומגוונות, אך כולן ניתנות לחלוקה בסיסית בין רבייה מינית רבייה א-מינית. ברבייה המינית נוטלים חלק שני שותפים המסייעים זה לזה. דבר מעין זה, כך חשבו עד כה, לא קורה ברבייה א-מינית. אבל צוות מחקר רב תחומי ממכון ויצמן, שחקר את התרבותן של אמבות (הנעשית בצורה א-מינית, באמצעות חלוקת התא), צפה לראשונה בסיוע הדדי בתהליך הרבייה בעולמם המיקרוסקופי של היצורים החד-תאיים האלה. תגליתם מתפרסמת היום בכתב העת “.”Nature
האמבות מתרבות כך: האמבה מכפילה את המטען הגנטי שלה, יוצרת שני גרעינים, מתחילה להתנפח ובמרכזה מתהדקים “מותניים” צרים. תהליך זה נמשך עד שנוצרים למעשה שני תאים כמעט נפרדים, המחוברים ביניהם במעבר צר מאוד. בשלב הגורלי הזה של טרם-היפרדות ייתכנו כמה תרחישים. באחד, שני התאים-ה”אם” וה”בת”-מותחים את האזור המחבר ביניהם עד שהוא ניתק; באחר ה”אם” וה”בת” מותחות ומותחות את אזור החיבור, אבל לא מצליחות להינתק זו מזו וחוזרות לתצורת התא הבודד, המכיל עתה שני גרעינים. עד כה סברו מדענים שאלה שני התרחישים היחידים האפשריים, אך החוקרים ממכון ויצמן מראים, כי קיים תרחיש שלישי, שבו מעורבת אמבה שלישית הממלאת תפקיד של “מיילדת”.
את המחקר התחיל פרופ' אלישע מוזס מהמחלקה לפיסיקה של מערכות מורכבות. מוזס מתעניין בהיבטים הפיסיקליים של תהליך חלוקת התא. “כפיסיקאי סיקרן אותי לדעת איך תא מצליח לייצר מבנה של מולקולות-מנוע שמסוגל להתכווץ עד שהמקטע המחבר את שני התאים נחתך”, אומר מוזס. מוזס סיפר על מחקרו לפרופ' דוד מירלמן, דיקאן הפקולטה לביוכימיה במכון, שחוקר בין היתר את תכונותיהן של אמבות. מירלמן הציע למוזס לבצע את המחקר על האמבות, המתרבות בקצב מהיר יותר מרוב התאים. מירלמן הביא את האמבות שלו למעבדתו של מוזס, המצוידת במערכות מתקדמות לצפייה, תיעוד ומדידה של תהליכים פיסיקליים המתחוללים בתא הבודד. צוות המחקר, שכלל גם את תלמידי המחקר פזית ליברוס, דודו בירון ודרור שגיא, החל לתעד את האמבות המתחלקות.
“הדבר הראשון שרצינו לראות היה איך התאים מתחלקים. חשבנו שאולי נוכל לקבל רמזים מאופן החלוקה וממדידות פיסיקליות על המנוע שמכווץ את החיבור בין שני התאים”, אומר בירון. הצוות החל לתעד את האמבות
המתחלקות, ואז התברר, להפתעת כולם, שבמקרים לא מעטים, כאשר האמבה ה”אם” מנסה להינתק מהאמבה ה”בת”, באה לעזרתן אמבה שלישית הנדחקת ביניהן, “דורסת” את “חבל הטבור” ודוחפת את שתי האמבות בכיוונים מנוגדים עד שהחוט שביניהן ניתק וכל אחת פונה לדרכה. “הסטודנטים אמרו לי: 'בוא תסתכל איך האמבות באות לעזור האחת לשנייה'”, מספר מוזס “היה קשה לי להאמין שדבר כזה יכול לקרות, אבל הסטודנטים התעקשו. התערבנו והפסדתי בהתערבות”.
“לפני שנים הדעה היתה כי כל יצור חד-תאי חי באופן עצמאי לחלוטין”,אומר מירלמן. “היום ברור יותר ויותר שחד-תאיים מנהלים דו-שיח עם חד-תאיים בסביבתם. הם חשים שיש עוד תאים לידם באמצעות מסרים כימיים שהם שולחים. לכל אחד יש קולטן וגם חומר כימי שהוא שולח, וכך הם מתקשרים. חשבנו שזו גם הדרך שבה קוראת האמבה המתחלקת לעזרה”. כדי לבחון את ההשערה החדירו החוקרים צינורית מיקרוסקופית אל התמיסה שבה חיו האמבות. הם קירבו את הצינורית אל אזור ההפרדה בין זוג אמבות המצויות בעיצומו של תהליך ההתחלקות, ושאבו מעט מהתמיסה שבאזור. בשלב הבא הזליפו מעט מהתמיסה הזאת בנקודה מסוימת בצלוחית שבה חיו אמבות שלא היו עסוקות בהתחלקות. התוצאה: האמבות נמשכו במהירות אל אזור ההזלפה. כאשר הזיזו את צינורית ההזלפה, האמבות החלו “לרדוף” אחריה.
“תקשורת כימית בין יצורים לצורך רבייה ידועה בטבע”, אומר מירלמן. “חרקים מפרישים פרומונים ובעזרתם מוצאים את בן הזוג. נראה כי השאיפה להתרבות מעוררת מנגנונים כאלה גם אצל יצורים פרימיטיוויים”. החוקרים סבורים שהחומר שבאמצעותו האמבות המתחלקות מאותתות וקוראות לעזרה הוא חומר ייחודי המורכב משילוב של מקטע חלבון, מקטע שומן וסוכר. חומר זה, הקרוי ,LPG נמצא על קרום התא של האמבות. כאשר אמבה מנסה להתחלק, הקרום באזור החלוקה נמתח ומתכווץ. המאמצים האלה גורמים ככל הנראה לשחרור חלק מה-LPG מקרום התא אל תמיסת המזון שבה חיות האמבות. כתוצאה מכך עולה ריכוזו בקרבת אזור ה”מותניים הצרים” הזקוק לסיוע. אמבות בסביבה חשות בחומר, נמשכות אל האזור ומסייעות לחברותיהן לסיים את תהליך החלוקה. את ההשערה הזאת יבחן צוות המחקר בקרוב.
