מדענים פיתחו שיטה לייצור תא חי * ניסיון ליצור במעבדה צורת חיים חדשה

שאיפה לברוא אורגניזם חצי-מלאכותי בעל תכונות חדשות * חוקר גנום וזוכה פרס נובל יבנו אורגניזם המכיל רק את הגנים הבסיסיים ביותר כדי לחיות. הממשל העניק להם 3 מיליון דולר

M. genitalium: בקטריה בעלת מספר הגנים הקטן ביותר

מדען שסייע בפיצוח הגנום האנושי וזוכה בפרס נובל הודיעו הערב (חמישי, 21/11/2002) על תוכנית ליצירת חיים חדשים במעבדה, באמצעות טכניקה שתעורר שאלות אתיות קשות ולצדן חשש ליצירת נשק ביולוגי חדש. המדענים קרייג ונטר והמילטון סמית מקווים לייצר אורגניזם חד-תאי, שיישא את המספר המינימלי האפשרי של גנים שמאפשר לקיים חיים. החוקרים קיבלו מענק בסך 3 מיליון דולר ממשרד האנרגיה האמריקאי.

אם הניסוי יצליח, התא המיקרוסקופי יזין את עצמו ויתחיל להתחלק, וייצור אוכלוסיית תאים שלא נראתה כמותה מעולם. הניסוי מתבסס על ניסוי קודם שנערך לפני כשלוש שנים, שבו הוצאו מבקטריה בשם מיופלסמה ג'ניטליום כל הגנים שאינם נחוצים לה כדי לחיות. לבקטריה נותרו בסופו של התהליך 256 גנים בלבד. תיאורטית ניתן לשחזר את רצף הגנים הזה בצורה מלאכותית, ולהכניסו לתא אחר שיוצר גם הוא בצורה מלאכותית.

מטרת הניסוי היא ליצור מודל ממוחשב של הביולוגיה של האורגניזם החדש. מאחר וכל האורגניזמים מבוססים על אותה כימיה, הדבר עשוי לשפוך אור חדש על כל תחום הביולוגיה. “אנו תוהים אם נצליח למצוא הגדרה מולקלורית של החיים”, אמר ונטר לעיתון “ואשינגטון פוסט”.

העיתון מדווח כי שני המדענים מודעים לכך שהפרויקט עשוי להוות בסיס ליצירת נשק ביולוגי חדש וכי עליהם להיות מאוד סלקטיוויים בעת פרסום פרטי הניסוי. בדרך כלל מדענים אינם מכריזים מראש על ניסוייהם, אבל, לדברי ונטר, הוא מרגיש שיש להביא את ניסוי זה לידיעת מקבלי ההחלטות בוואשינגטון, מאחר שהוא עלול להניח בסיס ליצירת כלי נשק ביולוגיים, שעשויים להגיע לידיים לא נכונות.

המדענים הוסיפו, שהתאים לא יוכלו לפגוע בבני אדם וכי הם ימותו ברגע שייצאו מתוך הסביבה המוגנת של המעבדה. לדברי השניים, הם ימחקו את הגן אשר מעניק לבקטריה מיופלסמה ג'ניטליום את היכולת להידבק לתאי אנוש. בסופו של דבר, אמרו, יהיה זה יצור חי שיכול להתקיים רק במבחנה, בתנאים אידיאליים מבחינתו.

סמית זכה בפרס נובל ב-1978 בתחום הפיסיולוגיה והרפואה. ונטר זכה לפרסום לאחר שתמך בגילוי שיטה חדשה שמזרזת את זיהוי הגנים.

22.11.2002
מאת: תמרה טראובמן

קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/newlife2.html

שני מדענים אמריקאים, מהמובילים בחקר הגנום, הודיעו אתמול כי הם מנסים ליצור צורת חיים חדשה בצלוחית מעבדה. לדבריהם, בפרויקט שעליו החלו לעבוד באחרונה טמון פוטנציאל להשגת ידע נוסף על המנגנונים הבסיסיים המניעים את החיים, אך הוא גם מעלה שאלות מוסריות.
החוקרים שואפים ליצור אורגניזם שיהיה עשוי מתא בודד, חלקו טבעי וחלקו מעשה ידי אדם, ויכיל את מספר הגנים המינימלי הדרוש לקיום חיים. במקרה שהניסוי יצליח, ילקט התא תזונה מסביבתו, יתרבה וייצור אוכלוסיית תאים חדשה – שלדברי המדענים “אינה דומה לשום דבר שהיה מוכר לנו עד כה”.

בראש הפרויקט עומדים פרופ' המילטון סמית, חתן פרס נובל ברפואה ומומחה לגנטיקה מולקולרית, וד”ר קרייג ונטר, לשעבר נשיא חברת הגנומיקה האמריקאית “סלרה”. החברה התחרתה בפרויקט הציבורי לפענוח גנום האדם, ופירסמה לפני כשנתיים טיוטה של תכולת הגנום האנושי. כיום מעורב ונטר בכמה מיזמים חדשים, בהם “המכון לחלופות ביולוגיות לאנרגיה for Biological Energy(” Alternatives(- “Institute הגוף שבו ייערך הפרויקט החדש.

באחרונה העניק משרד האנרגיה של ארה”ב שלושה מיליון דולר לטובת הפרויקט, לתקופה של שלוש שנים; עם זאת, בהודעה שפירסם המכון, העריך ונטר כי המחקר עשוי להימשך זמן רב יותר. הפרויקט יתחיל כמשימה מדעית, אך בסופו של דבר עשויים להתגלות לממצאיו גם יישומים מעשיים. לדברי ונטר, ברצונו ליצור אורגניזם מינימליסטי ואז לנסות להוסיף לו תכונות שונות: למשל, להעניק לו יכולת לפרק גז דו-תחמוצת הפחמן הנפלט ממפעלים או להפיק מימן שישמש לדלקים. ביולי דיווחו מדענים על יצירת נגיף פוליו מלאכותי, שבדומה לנגיפים אחרים זקוק למארח כדי להישרד. לעומת זאת, התא של ונטר ועמיתיו יוכל לחיות באופן עצמאי.

היכולת ליצור באופן מלאכותי תא חי על כל מרכיביו אינה קרובה לכדי מימוש. ואולם, לקראת סוף שנות ה-,90 נקט פרופ' קלייד הטצ'ינסון מאוניברסיטת צפון קרוליינה גישה חלופית להשגת מטרה דומה. הוא לקח את אחד החיידקים הפשוטים ביותר – מיקופלסמה גניטליום – וניסה לזהות את מספר הגנים המינימלי הנחוץ לו כדי להישאר בחיים. ב-1999 דיווח, כי לקיומו של החיידק מספיקים רק 265 מ-517 הגנים שלו, וכי ניתן לראות באוסף הגנים הזה את מערך הגנים המינימלי הדרוש לקיום חיים.

המדענים מתכוונים ליצור באופן מלאכותי את 265 הגנים ולהרכיב מהם כרומוזום. לאחר מכן יוחדר הכרומוזום לתא טבעי שרוקן מתוכנו הגנטי. הגנים המלאכותיים אמורים להשתלב בגרעין התא. לדברי ונטר, המבחן האמיתי שיקבע אם התא אכן חי, יהיה אם התא ישכפל את עצמו ויתרבה באופן טבעי.

לדברי ונטר, התוכנית לטווח הקרוב היא “להבין כל היבט שניתן להעלות על הדעת של הביולוגיה של האורגניזם – מבצע שהמדע מעולם לא התקרב להשגתו”. הואיל וכל התאים החיים מבוססים על אותו מבנה כימי ודומים זה לזה באופן ניכר, הדבר עשוי לספק מידע חדש על הביולוגיה של היצורים החיים. “אנו תוהים אם נוכל לנסח הגדרה כימית לחיים”, אמר ונטר. “המטרה היא להבין באופן יסודי את המרכיבים של רוב התאים הבסיסיים הקיימים”.

“זה עוד שלב בהשלכות של הנדסה גנטית, שבמידה מסוימת היה צפוי”, אמרה פרופ' חרמונה שורק, מומחית לביולוגיה מולקולרית מהאוניברסיטה העברית בתגובה למחקר. “בהתחלה יצרו גן סינתטי, אחר כך חלבון סינתטי. בהמשך יצרו כרומוזומים של שמרים עם חלקים שנלקחו מבני אדם. השלב האחרון שנשאר הוא לסנתז מידע גנומי שיכול לשכפל את עצמו. זה מאוד שאפתני”.

ברוב המקרים מדענים אינם נוהגים לדווח מראש על ניסוייהם, אלא מחכים עד לקבלת התוצאות. ואולם ונטר וצוותו החליטו לנהוג אחרת. “הרגשתי שצריך להביא זאת לידיעת הציבור ולאפשר דיון ציבורי”, הוא אמר.

הידיעה על המחקר המתוכנן הציתה מחדש ויכוח שהחל בארה”ב לאחר אירועי 11 בספטמבר. החרדה שאחזה בציבור האמריקאי הובילה כמה מדענים ופוליטיקאים לקרוא להטלת מגבלות על פרסומים מדעיים. זאת, מחשש שהמידע יסייע למדינות עוינות לארה”ב לפתח נשק ביולוגי חדש ורב עוצמה.

ונטר וסמית אמרו שיסלקו גנים המאפשרים לתא המלאכותי להידבק לתאים אנושיים, וכי היצור שיתקבל, אם אכן יתקבל, יהיה יצור עדין המסוגל לחיות רק בסביבה המזינה והחמימה של צלוחית המעבדה. לפני שהחלו במחקר, מינו סמית וונטר צוות מומחים שידון בהיבטים המוסריים של הניסוי. הצוות – שהורכב מביו-אתיקאים, חוקרים, רב וכומר – הגיע למסקנה כי אין מניעה לבצע את המחקר. עם זאת, מהדיון בסוגיה עולות שאלות פילוסופיות ומוסריות. אחת השאלות שיעלו היא, אם יתברר שאורגניזם מעשה אדם מסוגל לשרוד ולהתרבות רק בטווח מצומצם של תנאי מעבדה, אם באמת ניתן להחשיבו כ”חיים”. שאלה אחרת, העולה גם בניסויים אחרים בהנדסה גנטית, היא אם למדענים יש זכות מוסרית ליצור אורגניזם חדש.

לידיעה בנושא זה בבי.בי.סי

קורס עולם החיידקים של האוניברסיטה הפתוחה – דף קישורים