סיקור מקיף

קפיצת מדרגה בדרך ליצור החיידק הסינתטי הראשון

על מנת לייצר ולהרכיב את הכרומוזום הסינתטי הראשון בעולם, החוקרים דאגו ראשית כל לבדוק שהם יודעים את רצף הבסיסים המלא של הכרומוזום החיידקי אותו רצו לשכפל. לאחר מכן, החוקרים עיצבו מקטעים של דנ”א שיוצר בשיטות כימיות

למעלה: דוקטור דניאל גיבסון, יוצרו של הכרומוזום הסינתטי הראשון. למטה,הכרומוזום הסינתטי הראשון, באורך של 580,000~ בסיסים.
למעלה: דוקטור דניאל גיבסון, יוצרו של הכרומוזום הסינתטי הראשון. למטה,הכרומוזום הסינתטי הראשון, באורך של 580,000~ בסיסים.

אחד מהשיעורים שהותירו בי את הרושם החזק ביותר בלימודי הביולוגיה באקדמיה היה השיעור הראשון בהנדסה גנטית. הפרופסור נכנס לכתה, עלה על הבמה, ושאל את כולנו, “למה אתם רוצים לעסוק בהנדסה גנטית?”

השאלה אמנם הפתיעה אותנו, אבל ניסינו לענות במגוון של תשובות : זה טוב לאנושות. אפשר לפתור עם זה בעיות סביבתיות. אפשר לרפא מחלות גנטיות עם הנדסה גנטית.

כשסיימנו, הוא הסתכל עלינו ואמר, “כולכם טועים. הסיבה שאנחנו עוסקים בהנדסה גנטית היא התשוקה הפרומתאית – להיות כאלוהים וליצור ברואים כרצוננו. זו הסיבה האמיתית להנדסה הגנטית – וכל היתר הן רק פועל יוצא.”

איני יודע אם הוא צדק או טעה, אך אין ספק שהמחקר שמתקיים עתה במכון קרייג-ונטור מבוסס במידה רבה על התשוקה הפרומתאית. צוות של 17 חוקרים במכון יצר גנום שלם של החיידק מיקופלסמה ג'ניטליום, באורך של 582,970 בסיסים. העבודה שהתפרסמה ב- Science מתארת את השלמת השלב השני מתוך שלושה צעדים עיקריים בדרך להשגת מטרתו של הצוות – לייצר חיידק סינתטי לגמרי. עבור צוות המחקר הזה, התשוקה הפרומתאית היא דבר שעומד להגיע להגשמה מלאה.

החוקרים הצליחו במשימה הטכנית המרשימה על-ידי יצור כימי של גדילי דנ”א במעבדה ופיתוח שיטות חדשות להרכבה ושכפול של מקטעי הדנ”א. לאחר מספר שנים של מחר שהוקדשו לשכלול השיטות הכימיות להרכבת הדנ”א, אנשי הקבוצה מצאו כי הם יכולים להשתמש בתהליך הרקומבינציה ההומולוגית (תהליך בו משתמשים תאים כדי לתקן נזק בכרומוזומים) שמתחולל בתוך תאי השמר סאכארומיצס סרוויסיה. בעזרת תהליך זה הרכיבו החוקרים את הכרומוזום החיידקי המלא מתוך מספר תת-יחידות גדולות.

אנחנו כבר רגילים לפריצות-דרך…

על אף שההתקדמות מרגשת, נראה כי קבוצת המחקר של המכון כבר רגילה לפריצות דרך מרעישות. התגלית הגדולה הקודמת של הקבוצה נחשפה לפני פחות משנה, כאשר החוקרים הצליחו להנדס תהליך של “השתלת גנום”. בעזרת השיטה שפיתחו הם יכלו להשתיל כרומוזום ממין אחד של חיידק בתוך חיידק אחר. בדרך זו הם הפכו את החיידק מיקופלסמה קפריקולום לחיידק אחר בשם מיקופלסמה מיקואידס, ע”י החלפת הגנום של הראשון בשני.

השתלת גנום שלם היתה הצעד הראשון שהוכיח כי ניתן לחשוב במונחים של גנומים סינתטיים שלמים, ושניתן להחדיר כרומוזומים לתוך תאים חיים ולהפעיל אותם. ההודעה היום אודות הסינתזה המוצלחת של הגנום השלם מסמנת את הצעד השני בתהליך, שיוביל בסופו של דבר להשתלת גנום סינתטי לחלוטין לתוך תא חי והפעלתו.

איך מרכיבים גנום?

הדנ”א בנוי מארבעה סוגי בסיסים – אדנין, גואנין, ציטוזין ותימין. למרות שקיימות שיטות כימיות לחבר את הבסיסים אחד לשני, הטכנולוגיה לא אפשרה עד היום לייצר כרומוזומים שלמים, המורכבים ממאות אלפי בסיסים. ככל שגדילי הדנ”א נהיים ארוכים יותר, הם גם נשברים יותר בקלות, ולפיכך קשה יותר לעבוד איתם. עד למחקר הנוכחי, מקטע הדנ”א הגדול ביותר שסונתז במעבדה הכיל רק 32,000 זוגות בסיסים. זאת לעומת הכרומוזום החיידקי המכיל בערך 580,000 זוגות בסיסים.

על מנת לייצר ולהרכיב את הכרומוזום הסינתטי הראשון בעולם, החוקרים דאגו ראשית כל לבדוק שהם יודעים את רצף הבסיסים המלא של הכרומוזום החיידקי אותו רצו לשכפל. לאחר מכן, החוקרים עיצבו מקטעים של דנ”א שיוצר בשיטות כימיות, על מנת לבנות 101 “קסטות”, שכל אחת מהן הכילה בין 5000 ל- 7000 זוגות בסיסים של דנ”א. על מנת להבדיל בין הגנום הסינתטי לגנום המקורי, החוקרים החדירו סימנים מזהים לגנום המלאכותי. סימנים אלו הם מקטעים קצרים שהוחדרו לגנום, או שהחליפו מקטעים קיימים, ושאינם קיימים באופן טבעי באותו כרומוזום.

מנקודה זו, החוקרים השתמשו בתהליך יצור בעל חמישה שלבים, שבסופו אוחו הקסטות ויצרו מבנים גדולים יותר ויותר, עד שלבסוף אוחדו גם מבנים אלו ליצירת הגנום המלא. בשלב הראשון, כל ארבע קסטות חוברו ליצירת 25 תת-מבנים, שאורכו של כל אחד מהם בסביבות ה- 24,000 זוגות בסיסים. המקטעים הוחדרו לתוך חיידקי E. coli, שהיוו מעין 'בית גידול' בזעיר אנפין למקטעי הדנ”א הארוכים, ושיכפלו כמות הולכת וגדלה שלהם. בזכות השכפול החיידקי, יכלו החוקרים להמשיך לשלב הבא כשבידיהם כמויות גדולות מאד של מקטעי ה- 24,000 בסיסים. החוקרים חזרו על שלב האיחוי של המקטעים עד שהגיעו לארבעה מקטעים עם 144,000 בסיסים. מקטעים אלו כבר היו גדולים מדי מכדי שה- E. coli יוכלו לשכפל אותם.

על מנת לפתור את הבעיה, החוקרים ניסו להשתמש בתאי שמרים כבתי-גידול של המקטעים העצומים. הם גילו שהשמרים יכולים להתמודד עם מולקולות הדנ”א העצומות ואפילו לחבר אותן ביחד בעזרת תהליך הרקומבינציה ההומולוגית. החוקרים ניצלו את יכולתם של השמרים כדי לחבר את הקסטות האחרונות והגדולות ביותר, באורך של 144,000 בסיסים, לכרומוזום עצום בגודלו המורכב מ- 580,000 זוגות בסיסים. בסוף התהליך נבדק הכרומוזום הסינתטי על מנת לוודא שהוא זהה לרצף הבסיסים הקיים בכרומוזום המקורי.

לכרומוזום הסינתטי של החיידק האמור יש משקל מולקולרי של 360,110 קילו-דלטון. אם היו מעלים את רצף הבסיסים שלו על הכתב, כשכל בסיס הוא אות בפונט בגודל 10, הרי שהיה נוצר ספר באורך של 147 דפים.

“זוהי התקדמות מרגשת עבור הקבוצה שלנו ושדה המחקר,” אומר דן גיבסון, הכותב הראשי של המאמר. “אנו ממשיכים לעבוד לקראת המטרה הסופית : להחדיר כרומוזום סינתטי לתוך תא, ולגרום לו ליצור את האורגניזם הסינתטי הראשון.”

למה זה טוב?

למה בעצם אנחנו צריכים חיידקים מלאכותיים?

חיידקים סינתטיים מבוססים על הגנום הסינתטי שאנו מחדירים לתוכם. כיום ניתן לכל היותר להחדיר פלסמיד – קטע קצר של דנ”א – לתוך חיידק, ובמקרה הטוב ביותר לשלב אותו בתוך הגנום שלו. יצירה של גנום סינתטי מתחילתו עד סופו תאפשר לנו ליצור חיידקים שיהיו עם כל שילוב תכונות שנרצה. הם יוכלו להיות קטנים או גדולים, בעלי יכולת לעבור דרך כלי דם כדי לרפא תאים, או לחיות באגני מים מזוהמים ולטהר אותם. חיידקים מהונדסים לגמרי כאלה יוכלו להינשא על זרמי הרוח ולפרק גזי חממה מסוכנים לחמצן ולמים.

בעתיד הרחוק, יתכן שחיידקים כאלה ישמשו כבתי-גידול למחשבי דנ”א מתוחכמים, שיוכלו לאגור כמויות זכרון עצומות ואף להשתמש בהן כדי לערוך חישובים בעלי סיבוכיות גבוהה במיוחד. חיידקים כאלה יוכלו לחיות אפילו בגוף האדם ולשמש כרופאים זעירים, המשתמשים במחשבי הדנ”א שהגנום שלהם מייצר ומתפעל כדי לנתח ולטפל במחלות שצצות בגוף.

התשוקה הפרומתאית אולי מדרבנת אותנו הלאה, אך אין ספק שהתוצאות שלה מדברות בשביל עצמן. כל עוד ניזהר במשעול שבו אנו צועדים, ולא נחטא בחטא ההיבריס, נוכל לרתום את התשוקה הפרומתאית – את הגחמה האלוהית – לקידום האדם.

המקור באתר מכון קרייג ונטר

באותו נושא באתר הידען

פרופ' דורון לנצט – יצירת חיים במעבדה בתוך העשור הקרוב

מדענים יצרו חיידק מלאכותי

20 תגובות

  1. תנועה שרוצה לקדם רעיון מעין דתי היא כת, ולא רק העניין הכספי הוא הגורם.
    שנית – אילו היה מדובר ברעיון חדש, היית צודק. הבעיה היא שמדובר ברעיון ישן – שיש משהו מעלינו, ולא חשוב אם קוראים לו אלוהים, חייזר או כל דבר אחר. אין לי מושג למה חייזרים ירצו להתעסק דווקא בנושאי ביוטכנולוגיה יותר מאשר להתעניין בדברים אחרים בכדור הארץ. למה להם להעדיף את האדם על פני מין אחר המסכן פחות את כדור הארץ ואפשר עוד לשאול הרבה שאלות.
    בקיצור הרעיון של כוח עליון הוא הבעייתי ולא העטיפה החדשנית שאתם עוטפים אותו.
    נ.ב מי מממן את המפגשים שלכם?

  2. אני מבין את הקושי בלהיפתח לרעיונות חדשים
    אני מזכיר לכם תקופות חשוכות
    שהעלו למוקד את מי שטען שכדור הארץ עגול
    או חס וחלילה מסתובב סביב השמש

    בכל מיקרה אני עדיין מזמין אתכם למפגש בשבת
    ומקווה שיש לכם מן הסקרנות להכיר חשיבה מזווית אחר.

    רוני
    התנועה ולא ה"כת" הראלית

    (בניגוד ל"כת" הערך הראשון אצלינו הוא לנהוג לפי המצפון האישי,ואין אף גורם שיכול להורות לנו לבצע משהו המנוגד למצפוננו לא מנהיג ,לא ראל, ואף לא האלוהים. התנועה הראלית הינה עמותה ללא כוונות רווח
    אין הכנסות וכולם כולל ראל מתנדבים למטרת העברת מסר
    מיוחד למען האנושות כולה.

  3. לרוני
    האם ידעתה שהיפוך המילה GOD זה DOG האם יש לזה משמעות?
    בימקום לקשקש בכל מיני שטויות הייתי מציאה לך להראות לנו חתיכת טכנולוגיה חיזרית או לפחות להביא את אחד החברים החיזרים שלך לתחנת טלביזיה ושכל האנושות תיראה אותו.
    הסיפורים שלך לא יותר טובים מסיפורי הנס כריסטיאן אנדרסן או מהאחים גרים

  4. התקדמות מסוכנת מאוד…
    אני בטוח לא הראשון שמעלה את האפשרות של יצירת נשק ביולוגי כבקשתך … אפשרי יהיה ליצור נשק ביולוגי כזה שאי אפשר יהיה לצפות את הפעולה שלו ואת ההתפשטות שלו ובסופו של דבר אי אפשר יהיה לעצור אותו

  5. רוני,

    תודה לך על פיסת האנתרופולוגיה שהבאת כאן. אין לי צל של ספק כי כת הראלים יכולה להיות מושא מצויין למחקר סוציולוגי ופסיכולוגי מרתק.

    כדבריך, אכן אין לסמוך על מנהיגים של מדינות, אלא רק על מנהיגי כתות שדוחפים נשים לפרוצדורות רפואיות מסוכנות וחסרות בקרה.

  6. רוני:
    ה"פרה הקדושה" היחידה שלי היא האמת והראלים אכן שוחטים אותה.
    לא אבוא לטקס הקרבתה.
    גם לא צפיתי שתתייחס ברצינות לדברי (ואכן עמדת בציפיותי)

  7. למיכאל ור.ח שלום

    א- מיכאל בהקשר למשפט "אדוני אחד ושמו אחד"
    שאינו נכון תחבירית שכן המילה אדוני הינה
    מילת רבים ובעברית פרושה אדונים שלי.
    במקור רשום "יהוה אחד ושמו אחד", שכן יהוה
    הינו נשיא הפלנטה של קבוצת האלוהים.
    אלוהים שווה ערך למושג צה"ל משטרה וכו
    שהינם גוף המבטא קבוצת חייליפ או שוטרים
    כיוון שאני מבין שהראלים שוחטים פרות קדושות
    אני מזמין אותך כאורח כבוד למפגש הבא שלנו שיתקיים בתל אביב בשבת הקרובה ב11:30 בבוקר

    2-בתשובה לר.ח מעניין למה אלוהים בחר להפגש עם
    אדם מגמגם בשם משה כדי להעביר את מסריו
    וכך לגבי יתר הנביאים וניציגי הדתות

    התשובה בקצרה הינה אי אמון בכל אותם מנהיגים
    והבחירה במנהיג זה או אחר תתפרש כבחירה בצד
    המטרה להעביר את המסרים לכל העולם מתוך כבוד
    לאדם לבחור בעצמו ולעצמו את הדרך .
    ולא ע"י הפעלת מרות של מנהיג זה או אחר,
    שלבטח מוקף במדינות העוינות את דרכו ותרבותו.

    שמי רוני 050-7307294

  8. מעניין גם למה אותם אלוהים צריכים להיפגש עם איזה תמהוני בלוע הר געש? מה אי אפשר עם נשיאי ארה"ב האיחוד הארופי ונציגי האו"ם בפריים טיים ב-CNN?

  9. הלהג חסר השחר של כת הראלים כלל לפני מספר שנים גם את הטענה שהם עצמם שכפלו אדם ושאדם זה (ילדה) נמצאת בישראל.
    באתר שלהם ניתן היה גם לקרוא על הטבח הנורא של 5000 חפים מפשע שערכה ישראל בג’נין.
    בקיצור – הם והמציאות אינם חברים כל כך טובים.
    אין הרבה טעם להתווכח עם מי שמן הביטוי “ויאמר אלוהים יהי אור” לוקח רק את הסיומת של אלוהים כביטוי לרבים ומתעלם מן ה”ויאמר” שנאמר ביחיד (ומכל מצוות הדת כולל “אדוני אחד ושמו אחד” שעל פי מה שאתם קוראים למעלה הונחלה לנו על ידי הראלים שגם טרחו, כדי לחנכנו, לשתול בקרבנו דתות העוינות זו את זו עד כדי צוויי השמדה הדדית)

  10. מדענים מפלנטה אחרת יצרו את כל סוגיי החיים על כדור הארץ בעזרת טכנולוגיה מבוססת די.אן.איי .

    עקבות ליצירת מופת אפית זו אנו מוצאים בכל הכתבים הדתיים. אליהם התכוונו משה ,ישו, בודהה ומוחמד. עכשיו זה הזמן לקבל את פניהם..

    מה קרה?

    ב- 13 בדצמבר 1973, פגש עיתונאי צרפתי בשם קלוד ווריון במבקר מפלנטה אחרת, בתוך לועו של הר געש כבוי בדרום צרפת. הוא הפקיד בידו מסר המיועד לכלל האנושות וביקש ממנו להקים שגרירות לקבלת פני אותם האנשים בשובם לכדור הארץ.

    גובהו של אותו מבקר היה כ- 1.22 מ’ שערו שחור ארוך, עיניו בעלות צורת שקד, עורו לבן נוטה לזית ומבטו הקרין הרמוניה והומור. לאחרונה, תיאר אותו ראל באומרו בפשטות “אם אדם זה היה הולך ברחוב ביפן, הוא לא היה בולט כלל.” במילים אחרות, הם נראים כמונו ואנו נראים כמוהם, למעשה, אנו נוצרנו “בצלמם כדמותם” כמתואר בבראשית פרק א פסוק 26.

    הוא סיפר לראל כי:

    “אנחנו הם אלו שבראו את כל צורות החיים על כדור הארץ. ”
    “טעיתם כאשר חשבתם אותנו לאלים,”
    “אנו המקור של הדתות הגדולות שלכם. ”
    “כעת, כאשר אתם בשלים דייכם כדי להבין זאת, אנו מעוניינים ליצור איתכם קשר באופן רשמי באמצעות שגרירות.”

    המסרים

    המסרים שהוכתבו, הסבירו שהחיים עלי אדמות אינם תוצאה של אבולוציה אקראית ולא מעשה ידיו של “אל” על-טבעי. זוהי בריאה בכוונה תחילה, תוך שימוש בטכניקות של הנדסה גנטית על ידי אנשים מתקדמים מבחינה מדעית אשר בראו בני אדם “בצלמם כדמותם” – ממש כך. מה שניתן לכנות בריאה מדעית. אזכורים והתייחסויות למדענים אלה ולעבודתם וכמו כן לסמלם, סמל האינסוף, ניתן למצוא בטקסטים עתיקים של תרבויות רבות. כך למשל בספר בראשית, בתיאור התנכי של הבריאה, המילה “אלוהים” תורגמה בטעות למילת היחיד “God”, אלא שהמילה אלוהים היא בלשון רבים ופירושה בעברית עתיקה “אלו שבאו מהשמים.” וביחיד “אלוה” (הידוע גם בשם אללה). תרבויות רבות ברחבי העולם זוכרות אלים אלו אשר באו מהשמים, בינהן: תרבויות פרימיטיביות מאפריקה (הדוגונים, הטאווה ועוד), מאמריקה, אסיה, אוסטרליה ואירופה.

    על אף שהאלוהים הניחו לאנושות שבראו להתפתח בכוחות עצמה, הם, שמרו על קשר אתנו באמצעות הנביאים ביניהם: משה, ישוע, מוחמד ובודהה, כולם נבחרו מראש ואף הוכשרו על ידם. תפקידם של נביאים אלו היה לחנך בהדרגה את האנושות על ידי מסרים שהם קבלו והעבירו הלאה. כל מסר הותאם לתרבות המקומית ולרמת ההבנה של אנשי התקופה. תפקידם היה גם להשאיר עדויות כתובות כך שבבוא הזמן נוכל להכיר באלוהים כבוראינו ולהבין שהם בני אדם כמונו. כל זה כאשר נגיע לרמה מדעית הנדרשת כדי להבין. לישוע, אשר אביו היה אלוה, ניתנה המשימה החשובה להפיץ מסרים אלו ברחבי העולם, כהכנה לתקופה המכריעה, בה יש לנו את הזכות לחיות כיום: התקופה שנחזתה מראש, תקופת הגילוי.

    והחשוב מכל, קיראו את הספר “האמת על האלוהים” הספר אשר יחולל מהפכה במחשבתכם, ישנה את חייכם, ואשר כבר משנה את העולם.

  11. דן,

    אני אפנה אותך לברנש בשם ‘דה-גריי’, שטוען כי צריך לתכנן מפת דרכים לעיכוב ההזדקנות, וכבר המציא מפה ראשונית כזו.
    אם הייתי צריך ללכת לפי המפה שלו, הרי שהייתי מעריך שאנחנו יכולים להגיע לפתרונות ראשוניים של הבעיות שהוא מציג שם תוך עשרים עד שלושים שנה.
    ובכל זאת, הנבואה ניתנה לשוטים. בת’כלס, הכל יכול לקרות.

    http://en.wikipedia.org/wiki/Aubrey_de_Grey

    יום טוב,

    רועי.

  12. בעניין תשוקה פרומתאית,
    למישהו יש הערכה מה הסיכוי להוסיף לעצמי עוד 200-300 שנים?
    (וכן, אני יודע מה יהיה גורלו של כ"א אם טכנולוגיה כזו תהיה זמינה).

  13. משהוא ראה את הסרט אני אגדה ??? זה בדיוק זה רק שהרבה דברים בדרך יכולים להתפספס 🙂

  14. הקפיצה מסינטזת DNA המהווה דבר פשוט יחסית אפילו כאשר מדובר בכרומוזום שלם לעטיפתו בממברנה הכוללת את כל החלבונים החיוניים, סוכרים ושומנים מלאכותיים היא עצומה והיא הבעיה האמיתית לדעתי. מעניין אם הם יוכלו לבצע זאת.
    נקודה נוספת למוטיבציה לבנות תא מלאכותי היא שאלת קיום הנפש. האם תא חי הוא מכונה או שיש עוד משהו מעבר שהופך אותו מדומם לחי.

  15. אנשים שמספרים לנו שהם יודעים מה הן התשוקות החבויות שלנו הם כנראה שרלטנים ולא מדענים.

  16. שלום רון,

    הרשה לי לספר לך סיפור שונה.
    זה הסיפור על כוכב-לכת קטן שהולך ומתמלא באנשים. תוך מספר עשרות שנים, כבר לא יהיו בו מספיק משאבים להאכיל את כולם, ואנשים יתחילו למות מרעב, מזיהום אוויר ומים ומחוסר מקום.

    וזה הסיפור על בני-אדם חכמים, שחשבו על כל זה מראש. וכדי למנוע את המצב הזה, הם פיתחו חיידקים שמסוגלים לנקות את זיהום האוויר, ליצור מזון ולהפוך רעלים למים ולפחמן. הפיתוחים האלו נתנו לאנושות להמשיך לחיות ברמה טכנולוגית גבוהה עוד כמה עשרות שנים – בדיוק מספיק זמן כדי להגיע לכוכב מאדים, ולפזר בו חיידקים שתוכננו להפוך אותו לכוכב דמוי-ארץ בתקופה קצרה להחריד של עשרות שנים.

    כל אחד – והסיפור שלו.

  17. "וכך האדם השמיד את עצמו", כך סיפר המורה הזקן לתלמידיו הצעירים על כוכב הלכת פרוקסימה שבמערכת הכוכבים קנטאורי.
    האדם הטיפש במשחקיו המלומדים, ברא בטעות, מין חיידק מלאכותי קטלני מאין כמוהו שלא הייתה שום אפשרות להתחסן מפניו.
    חיידק זה קטל ללא כל התנגדות רצינית, תוך פרק זמן קצר את כל אוכלוסיית האדם על כוכב הלכת-ארץ.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

אתר זה עושה שימוש באקיזמט למניעת הודעות זבל. לחצו כאן כדי ללמוד איך נתוני התגובה שלכם מעובדים.