זכרון לדורות, לפחות בעכברים

מחקר: עכברים מורישים זכרונות לצאצאים בלי שינוי ב-DNA

כל התכונות שלנו הן ירושה מהורינו, באמצעות ה-DNA שקיבלנו מהם. ואולם, מחקר אמריקני חדש מחזק את ההשערה כי יש גם מסלול תורשתי מקביל. במסלול הזה ה-DNA אינו משתנה, אבל חומר שנצמד אליו משפיע על ביטוי הגנים. השפעות כאלה מכונות “אפיגנטיות” (epigenetic) – כלומר “על-תורשתיות”, והחוקרים סבורים כי הן עשויות להיות קשורות לשורה ארוכה של מחלות נפש והפרעות אחרות אצל בני אדם. בינתיים, הם הוכיחו את קיומה של תורשה כזו בתנאים מסויימים, אצל עכברים.

ריח של כאב

החוקרים, מאוניברסיטת אמורי באטלנטה, נתנו לעכברים מכות חשמל קלות ברגליהם, ולימדו אותם לקשר בין הכאב הזה לריח של אצטופנון (acetophenone), המזכיר ניחוח פריחה של עצי דובדבן או שקד. לאחר שנוצר הקישור, התכווצו העכברים בפחד בעת החשיפה לריח לבדו, גם בלי הכאב שנלווה אליו. החוקרים גילו – למרבה ההפתעה – כי גם בדור הבא הגיבו העכברים בצורה דומה לריח האצטופנון, אף על פי שלא הכירו אותו קודם, ואף על פי שההתניה נוצרה הרבה לפני שהם נולדו. גם בדור השלישי נשמרה התגובה, ונכדיהם של העכברים שעברו את ההתניה המקורית עדיין הגיבו בפחד לריח שסביהם למדו לקשר עם כאב. התופעה התקיימה הן בעכברים שנולדו באופן רגיל, הן בכאלה שנוצרו בהפריית מבחנה מן הזרע של הזכרים שעברו את ההתניה, והתגובה היתה חזקה בהרבה מאשר אצל עכברי ביקורת, שלא נוצרה אצלם ההתניה. ריחות אחרים, מלבד אצטופנון, לא עוררו אצל העכברים שום תגובה מיוחדת. רוב הניסויים נעשו בזכרים, אם כי כמה ניסויים העלו כי גם יצירת התניה אצל נקבה מעבירה את זכרון הפחד לצאצאיה.

גמישות מוחית

בנסיון לפענח את המנגנון המאפשר תורשה כזו, בחנו החוקרים את מוחותיהם של העכברים. במאמר בכתב העת Nature Neuroscience, הם מדווחים כי המוח של העכברים שעברו את ההתניה, נמצאו הרבה יותר תאי עצב המייצרים את הקולטן לאצטופנון. גם המבנים המעבדים את המידע מתאי העצב האלה ומעבירים אותו לאזורים אחרים במוח, היו גדולים יותר מאשר אצל עכברים מקבוצת הביקורת (שלא נוצרה אצלם ההתניה) וצאצאיהם. החוקרים השוו את רצף ה-DNA של הגן האחראי לקולטן המגיב לריח האצטופנון, אך לא מצאו שום הבדל גנטי בין העכברים שעברו את ההתניה לעכברי הביקורת. לפיכך, הם סבורים כי ההבדלים נעוצים במידת הקישור של קבוצות מתיל ל-DNA של העכברים. מתיל (CH3) הוא חומר הנקשר ל-DNA ומשפיע על ביטוי הגנים. מי שהובילו את פענוח המנגנון הזה ואופן השפעתו, היו החוקרים הישראלים חיים סידר ואהרן רזין, שבשנים האחרונות הוזכרו כמועמדים לפרס נובל על המחקרים האלה. החוקרים האמריקנים אומרים כי אצל העכברים שהפכו רגישים לריח, יש פחות אתרי מתילציה ב-DNA. במקרה הזה, המתיל משתק את ביטוי הגן, ואם נקשר פחות מתיל ל-DNA, נוצרות כמויות גדולות יותר של הקולטן, גם בעת ההתפתחות של העכבר. זה משפיע על צמיחתם של תאי המוח, התחברותם לתאים אחרים והתפתחותה של הרקמה כולה.

מחלוקות מדעיות

ממצאי המחקר מעוררים מחלוקת בין מדענים, בעיקר משום שהחוקרים לא הציגו לפי שעה ראיות ישירות לנכונותה של השערת המתילציה. לדבריהם, תגלית כה מהפכנית מבחינת הבנתנו את מנגנון התורשה, מחייבת הוכחה שאינה מותירה מקום לספק. לעומת זה, התומכים במחקר אומים כי מדובר בניסויים משכנעים ומקיפים, ובממצאים המדוייקים ביותר בדבר תורשה אפי-גנטית. גם בדבר השלכות המחקר יש מחלוקות נוקבות בין המדענים. חוקרים רבים סבורים כי המנגנון הזה עשוי לספק הסבר לנטייה משפחתית למחלות מסויימות, שעד כה לא נמצא להן בסיס גנטי. לדבריהם, הממצאים עשויים גם להסביר הופעת מחלות או ליקויים שונים אצל ילדים שאמותיהם היו במתח נפשי בזמן ההריון, או במצוקה גופנית כמו רעב. לעומתם, המתנגדים טוענים כי עדיין מוקדם להשליך מניסוי בעכברים ובשיטה הזו על המתרחש אצל בני אדם במצבים מורכבים הרבה יותר. בסופו של דבר ודאי ניווכח איזה צד צודק יותר, אבל עד אז, כולם תמימי דעים כי הממצאים מרתקים, וכי דרוש עוד מחקר להסברתם.

מאמר המחקר ב-Nature Neuroscience