תגלית חדשה: הצמח ארבידופסיס משתמש בעותק גיבוי גנטי כדי לתקן גן פגום. יתכן שקיים מנגנון דומה אצל בני האדם * יש הטוענים כי הזן מאיים לנפץ את עקרונות הגנטיקה
צילום: אוניברסיטת פדרו
גנטיקאים מאוניברסיטת פרדו שבארה”ב, טוענים שגילו צמחים, שאף כי הם בעלי גן פגום שירשו משני “הוריהם”, מחזיקים בגרסה מתוקנת של הגן – שכאילו נשמרה מדורות קדומים יותר. תגלית מעוררת השתאות זו, מעלה השערה שלחלק מהאורגניזמים יש עותק גיבוי סודי של הגנום שלהם, שעוקף את מנגנון התורשה הרגיל. אם השערה זו תאושש, היא תסתור – בצורה חסרת תקדים – את חוקי התורשה, כפי שנוסחו על ידי גרגור מנדל במאה ה-19.
ממצא מפתיע נוסף הוא שעותק הגיבוי אינו עשוי מדנ”א, אלא מחומר קרוב אליו – רנ”א. חוקר אבולוציה גרמני, שחיבר מאמר ביקורת על המחקר, טוען שישנם סימנים המצביעים על האפשרות שמנגנון דומה קיים גם אצל בני אדם.
התגלית האחרונה גם מעוררת שאלות מעניינות מתחום הביולוגיה: אחת מהן היא אם הממצא מתיישב עם תורת האבולוציה, שלפיה האורגניזם משתנה באמצעות מוטציות – ולא מתוקן על ידי מערכת גיבוי גנטית. “זו נראית כתגלית מדהימה”, אמר הד”ר אליוט מאירוביץ’ מ”המכון הטכנולוגי של קליפורניה”. הד”ר דייוויד הייג, ביולוג אבולוציוני מאוניברסיטת הרווארד, טוען כי “אלה באמת תוצאות מוזרות ובלתי צפויות”. לדבריו, לממצא תהיה חשיבות רבה אם יתברר שמדובר בתופעה שהיא חוק טבע.
התגלית, המתוארת בכתב העת “Nature” על ידי כותבי המאמר – הד”ר רוברט פרוט, הד”ר סוזן לואל ועמיתיהם באוניברסיטת פרדו – נמצאה רק במין אחד של צמחים שנקרא ארבידופסיס – צמח דומה לחרדל המשמש כצמח המעבדה הסטנדרטי במחקר גנטי של צמחים. ואולם, במאמר ביקורת על המחקר, שחיבר הד”ר דטלף וייגל מ”מכון מקס-פלאנק לאבולוציה ביולוגית” בטיבינגן שבגרמניה, נטען שישנם סימנים המצביעים על האפשרות שמנגנון דומה קיים גם אצל בני אדם.
הממצאים נתגלו במסגרת פרויקט מחקרי שהחל לפני שלוש שנים, ונועד לבדוק את פעולת הגנים שאחראיים להיווצרות שכבת העור החיצונית של הצמח. במסגרת הפרויקט, נחקרו צמחים בעלי מוטציה גנטית שגורמת להידבקות עלי הכותרת של הצמח אלו לאלו. לפי חוקי הגנטיקה, מכיוון ששני העותקים של המאגר הגנטי של הצמח עברו מוטציה, לא היה סיכוי שיהיו לו “צאצאים” נורמלים. למרות זאת, כ-10% מהצאצאים התפתחו בצורה נורמלית (כשעלי הכותרת שלהם מופרדים).
“זו השערה הכי פחות מטורפת”
ישנן השערות על כמה אירועים נדירים שהיו עשויים להתרחש ולהסביר את התופעה, אבל אף אחד מהם לא קשור בשינוי יחידות הדנ”א של הגן. ואולם, כשהחוקרים ניתחו את הגן שעבר מוטציה, הם גילו שהוא אכן השתנה, ויחידות הדנ”א של הצמח שעברו מוטציה חזרו שוב למצבן הנורמלי. “זה היה רגע של הלם מוחלט”, סיפר הד”ר פרוט.
קיימים כמה מנגנונים מוכרים, שמסוגלים לתקן גן שעבר מוטציה, אך כולם זקוקים לעותק תקין של הגן שיוכל לשמש כתבנית לתיקון. הצוות של אוניברסיטת פרדו סקר את כל הגנום של צמח הארבידופסיס בחיפוש אחר עותק סודי שני של הגן, המכונה “חמום מוח” (Hothead), ולא מצאו דבר. הד”ר פרוט ועמיתיו טוענים שחייב להיות עותק מתוקן, אך מכיוון שהוא איננו מופיע בצורת דנ”א, הוא ככל הנראה עשוי מרנ”א – חומר כימי קרוב לדנ”א.
לרנ”א תפקידים רבים בתפקוד התא והוא החומר הגנטי שממנו עשויים חלק מהווירוסים. ואולם, הוא נחשב לחומר פחות יציב מהדנ”א, ולכן הניחו שאיננו מתאים לשמירת הצופן הגנטי של אורגניזמים גבוהים. הד”ר פרוט מאמין ברעיון שיש עותק גיבוי עשוי רנ”א לכל הגנום ולא רק לגן הספציפי הזה, ושייתכן שהעותק נכנס לפעולה כשהצמח מצוי במצוקה – כמו במקרה שבו אחד הגנים שלו עבר מוטציה. הוא ועמיתיו הסבירו שייתכן שעותק גיבוי הרנ”א קיים, גם אם לא נתגלה עד היום, פשוט כי לא היתה שום סיבה לחפש אותו עד עכשיו.
מאמרים שמציגים רעיונות מדעיים חדשניים, נבדקים בדרך כלל במשך חודשים או שנים על ידי כתבי העת המדעיים המכובדים. ואולם, במקרה הזה “Nature” קיבל את המאמר תוך שישה שבועות בלבד. עורך לנושאי ביולוגיה ב-Nature, הד”ר כריסטופר סורידג’, אמר שהרעיון עלה לדיון בכנסים מדעיים כבר זמן מה, ועורר התנגדות רבה של חוקרים שטענו שהוא בלתי אפשרי ושחייב להיות הסבר אחר. ואולם, כותבי המאמר בדקו את כל האפשרויות והפריכו אותן, הסביר סורידג’. ואשר לרעיון גיבוי הרנ”א של הגנום, אמר סורידג’: “זו עשויה להיות השערה, אבל באופן כללי זו ההשערה הכי פחות מטורפת”.
הערת עורך אתר הידען
עורך אתר הידען מוסיף: הצמחים הם בדרך כלל יותר סלחנים למוטציות מאשר בעלי חיים, וזו גם הסיבה למגוון הגדול יותר שלהם לעומת בעלי החיים, ולכן יתכן שאולי התגלית סותרת את חוקי הגנטיקה, אם כי אין משמעות הדבר שהיא סותרת את תורת האבולוציה של דארווין, על אף שיבואו כאלה שיטענו כי מדובר בתורשה ‘למרקיסטית’. יש לציין כי דארווין הבחין בשונות בין צאצאים של אותו מין ואמר כי זה המקור ליצירת מינים חדשים אך לא עמד על עומקם של חוקי התורשה שנתגלו בערך באותו זמן בידי גרגור מנדל, אך בשל נסיבות הסטוריות, לא נודע עליהם ברחבי העולם המדעי של אותה תקופה (ראו גישור לקטע מהספר הנזיר בגן).
הטבע כנראה יותר מגוון מאשר נהוג לחשוב, ובסופו של דבר גם מקרים קיצוניים משתלבים במדע שמגיע בסופו של דבר לסטטוס קוו שגם אם הם סותרים בהתחלה נמצאת דרך לשלב אותם ורק במקרים קיצוניים מוחלפת תורה שלמה.
אתר הידען היה באותה תקופה חלק מפורטל IOL מקבוצת הארץ
