מחקר חדש מפריך הטענה בדבר מעבר ישיר של גנים מחיידקים לבני אדם

ראשי פרויקט הגנום הטילו בפברואר פצצה כשטענו שגנים מסוגלים לקפוץ מחיידקים ישירות לבני אדם. מחקר חדש מפריך את טענתם

מאת ינאי עופרן

גנים לא יכולים לקפוץ, קובעים שני מחקרים שפורסמו בשבועות האחרונים, ונראה שהקביעה הזאת הופכת את אחת הסנסציות הגנטיות הגדולות של החודשים האחרונים לברווז מדעי. עם פרסום הטיוטה של פרויקט גנום האדם בחודש פברואר הטילו ראשי הפרויקט כמה פצצות, ששינו מוסכמות יסוד בביולוגיה. בין ההפתעות בלטה תופעת הגנים הקופצים, או כפי שכינו אותה המדענים – “העברה אופקית של גנים”.

ההיגיון האבולוציוני קובע שרוב הגנים בכל יצור הם העתקי הגנים של אבותיו. כך למשל %98 מהגנום האנושי זהים לגנום של גורילה ורק %2 של גנים חדשים עושים את ההבדל.

אפשר למצוא באדם גם גנים שנמצאים באבות קדומים יותר. גנים רבים שמשמשים אותנו בנאמנות נוצרו כבר בשחר האבולוציה ואפשר למצוא אותם אפילו בגנום של חיידקים. החיידקים העבירו אותם לצאצאיהם חסרי החוליות, ואלה העבירו אותם לצאצאיהם בעלי החוליות הקדומים, שהעבירו אותם ליונקים, ומשם, דרך הקופים, אלינו.

אבל מדעני פרויקט הגנום קבעו בפברואר כי לפי ניתוח ראשוני של הטיוטה הראשונה של הגנום, בין 113 ל-223 גנים חדרו לתוך גנום האדם שלא באמצעות תורשה. הגנים האלה נמצאים גם בחיידקים, אבל לא ביצורים שנמצאים על הנתיב האבולוציוני המקשר בינינו לבין החיידקים. אצל חסרי חוליות, למשל, לא הצליחו החוקרים למצוא את הגנים האלה.

איך, אם כן, הגיעו אלינו הגנים האלה? החוקרים הציעו הסבר פרובוקטיווי. גנים, הם שיערו, מסוגלים לקפוץ מחיידקים ליונקים.

כבר שנים ידוע שחיידקים מסוגלים לשאול גנים זה מזה. חיידק היודע למשל להתגבר על אנטיביוטיקה מסוימת בעזרת גן ייחודי עשוי להעביר אותו לא רק לצאצאיו אלא גם לכל השכונה. שכניו, ואפילו הם חיידקים ממין אחר, יכולים לפעמים לקחת ממנו את הגן ובעזרתו לרכוש עמידות לאנטיביוטיקה.

המדענים סברו שהעברה כזאת יכולה להתרחש גם בין חיידקים לבני אדם. הבעיה היא שהמנגנון המאפשר קפיצת גנים בין שני חיידקים הוא פשוט למדי. במקרים רבים די בכך שפיסת ד-נ-א, הנושאת את הגן, תחדור לחיידק כדי שהחיידק ייעשה עמיד ויוריש את העמידות לכל צאצאיו.

בבני אדם זה מסובך יותר. כדי שאדם ירכוש גן מסוים, הגן צריך להיות מוחדר לתא הזרע או הביצית שמהם מתפתח האדם. אבל גם אם חיידק מצליח לחדור לשחלה או לאשכים, ולהעביר פיסת ד-נ-א לזרע או לביצית, עדיין צריכה להתרחש סדרה ארוכה של תהליכים מורכבים כדי שפיסת הד-נ-א הזאת תשולב בתוך הגנום. ואפילו אם תצליח הפיסה לחדור לגנום, הסיכוי שהיא תוכר על ידי התא כגן הוא אפסי. לכן רבים מהביולוגים התקשו להאמין שתהליך כזה אכן מתרחש. עם זאת, איך אפשר אחרת להסביר את העובדה שיש גנים הנמצאים בחיידקים ובבני אדם, אבל לא בחוליות אחרות בדרך?

כצפוי, התיאוריה חוללה סערה. המתנגדים להנדסה גנטית מיהרו להתריע. הם הביעו חשש שמזון מהונדס גנטית עלול לעודד את הגנים הקופצים. היום תאכל משמש מהונדס גנטית, ומחר ייוולד לך צאצא פגום, שהגן קוטל

המזיקים שהוחדר למשמש קפץ לתוך הגנום שלו.

גם ארגונים נוצריים מיהרו לקפוץ על העגלה וראו בממצא החדש הפרכה סופית של התיאוריות האבולוציוניות. הם הכריזו שפרויקט הגנום חשף את האבולוציה במערומיה.

אבל מחקר שפורסם בראשית החודש בכתב העת “”Science הראה שהניתוח הראשוני של טיוטת הגנום היה ראשוני מדי. סטיוון סלצברג מהמכון למחקר גנומי ברוקוויל שבמרילנד ביצע ניתוח יסודי יותר של הנתונים. עם צוות חוקרים, בדק סלצברג את הגנום של עוד בעלי חיים. חלק גדול מהגנים שנחשדו כקופצים אותרו על ידי צוותו של סלצברג גם ביצורים הנמצאים על הנתיב בינינו לבין החיידקים.

ייתכן איפוא שהגנים הקופצים עברו בתורשה רגילה מהחיידקים עד שהגיעו אלינו. אבל גם סלצברג ושותפיו הודו שרק עבודה בלשית נוקדנית, שתשרטט את עץ המשפחה של כל גן ותראה איך הוא עבר מאב לבן, וממין קדום למין מאוחר, מהחיידקים ועד אלינו, תכריע את הוויכוח.

עבודה כזאת פורסמה השבוע בכתב העת “.”Nature צוות חוקרים בראשות מייקל סטנהופ מחברת ביואינפורמטיקס אסף מרחבי האינטרנט את כל המידע הקיים על גנים של יצורים שונים. מתוך הגנים שסומנו על ידי ראשי פרויקט הגנום כגנים שקפצו מחיידקים אל גנום האדם, בחר הצוות קבוצה של כמה עשרות גנים. השוואות מדוקדקות של הגנים האלה עם כל הגנים המוכרים למדע, בסיוע שיטות מתמטיות מתוחכמות, סיפקו תשובה ברורה. אפשר לשרטט עץ משפחה מפורט המראה איך הגנים האלה עברו מהחיידקים ועד אלינו בדרך הישנה והבנאלית – הורשה מהורה לצאצא.

למאמר של סטנהופ התגנבו נימות כמעט נוזפניות, על חוסר היסודיות של הניתוח שהניע את ראשי פרויקט הגנום להצהיר על חשיפת הגנים הקופצים. בשלב זה נראה שמי שקפצו בסיפור הזה אינם הגנים.

אתר הידען היה עד סוף 2002 חלק מפורטל IOL מקבוצת הארץ