“פרויקט גנום האדם נמצא בבלגן מוחלט. אנחנו אפילו לא קרובים לבסיס”

פרופ' סידני ברנר, שקיבל שלשום באוניברסיטת תל אביב את פרס “דן דוד”, לא מתרשם מהבטחות המדענים ש”הגנים יפתרו את כל הבעיות והמחלות”. אבל הישגיו כאחד מאבות המחקר של גנום האדם הם ייחודיים, וחקר התפתחות התאים שביצע בתולעת לא שוחזר עד כה בשום אורגניזם אחר

תצלום: אריאל שליט: פרופ' ברנר. “אם גנום האדם הוא 'ספר האנושות', אז דג הכדור הוא 'מקראה מתומצתת'”

כאשר פרופ' סידני ברנר, מהביולוגים המולקולריים המובילים בחצי המאה האחרונה ומי שפיתח כמה שיטות חיוניות ששימשו בפרויקט גנום האדם, נשאל השבוע על הגנום המפוענח שפורסם בחגיגיות רבה, הוא אומר: “הגנום הזה נמצא בבלגן מוחלט. אנשים אומרים שעכשיו יש לנו את הבסיס. ובכן, אנחנו אפילו לא קרובים לבסיס. עבדתי הרבה עם גנום האדם, חלק גדול עדיין לא הורכב כמו שצריך.

הכרומוזומים היחידים שממש סיימנו את פענוחם הם כרומוזומים 21 ו-,22 והם שני הכרומוזומים הקטנים ביותר”.

שלשום היה ברנר בין מקבלי פרס “דן דוד” באוניברסיטת תל אביב, על “פריצות דרך האוצרות הבטחה גדולה לעתיד” (הוא קיבל 900 אלף דולר עם שני חוקרים נוספים, סכום דומה לזה שמקבלים הזוכים בפרס נובל). ואולם ברנר דווקא ספקן. “כל ההבטחות שהגנים יפתרו את כל הבעיות והמחלות”, הוא אומר, “עדיין לא ברור שמשהו מזה יקרה. אבל מדענים הם כמו פוליטיקאים, הם צריכים להבטיח הבטחות”.

ברנר מילא תפקיד ראשי ב”תור הזהב” של הביולוגיה המולקולרית, בשנות החמישים והשישים, כאשר נחשפו מסתורי הקוד הגנטי וייצור החלבונים. האיש, שהיה מאבות הביולוגיה המולקולרית המודרנית, הוא גם אחד ממעצבי “העידן הפוסט-גנומי” הנוכחי, העידן שלאחר ההכרזה על פענוח הגנום, שבו מכונות משמשות לפענוח מהיר של הגנום השלם של יצורים שונים, מהחיידקים ועד האדם.

מסע החיפוש המדעי שלו שזור ברעיונות חדשניים, חלקם מוצלחים, חלקם פחות. כישרון נוסף של ברנר הוא יכולתו לרתק ולהדביק את מאזיניו בהתלהבותו. בגיל 75 הוא עדיין לא פרש מעיסוקיו המדעיים ועדיין עוסק במחקר. באחרונה הוא החל לעבוד עם חברת ביוטכנולוגיה מקליפורניה על שיטות חדשות לזיהוי סרטן לפי שינויים קטנים במבנה הד-נ-א.

במקביל הוא גם מנסה להבין כיצד אנו וכ-100 טריליון התאים המרכיבים את גופנו מתפתחים מתא בודד, ביצית מופרית. הוא גם רוצה לדלות מתוך הגנום רמזים על העבר הרחוק. במהלך האבולוציה השאירו את חותמם בגנום יצורים שונים, שהתפתחו אחר כך ליצורים אחרים. “בגנום קבורים הרבה מאובנים, יש שם מאובנים של דינוזאורים, של עכברים, של כל מיני חיות”, הוא אומר, “הרמזים נמצאים שם, אנחנו פשוט צריכים לחשוב מהי הדרך הטובה ביותר להוציא אותם”.

ברנר נולד ב-1927 בעיר קטנה ליד יוהנסבורג, דרום אפריקה, הרחק ממרכזי המחקר המובילים בעולם. הוריו היגרו לשם מלטוויה ומליטא. אחיו, גיאו-כימאי, מתגורר בירושלים.

הוא מתבטא במשפטים מנוסחים היטב, שתכופות מסתיימים בבדיחה, ובמבטא ייחודי, תוצאה של נעוריו בדרום אפריקה ושנות עבודתו הרבות באנגליה.

בעולם המדעי היבשושי זוהי לכשעצמה תכונה ראויה להוקרה. חתן פרס נובל פרנסיס קריק, שיחד עם ג'יימס ווטסון גילה בשנות החמישים את מבנה הסליל הכפול של הד-נ-א, אמר פעם על ברנר: “סידני הוא ייחודי, הן בחוש ההומור האופייני שלו, הניכר ברבות מתובנותיו, והן בחשיבות של תגליותיו. פשוט אין אף אחד אחר כמוהו”.

מסע הפענוח של הגנום השלם של אורגניזם – כלל ההוראות הגנטיות הנמצאות בכל תא – החל בסדרת מחקרים של ברנר על תולעת קטנה ועגלגלה, המוכרת בשם סי-אלגנס. התולעת נחקרת היום במעבדות בכל העולם כ”אורגניזם מודל” – יצור פשוט מהאדם, שחקירתו מניבה תובנות על כלל הביולוגיה של החיים.

בדצמבר 1998 התפרסם הגנום של הסי-אלגנס, וכך נהפכה התולעת לאורגניזם הרב-תאי הראשון שכל הגנום שלו פוענח. הסי-אלגנס התבררה כרלוונטית במידה מפתיעה לבני האדם, ומסייעת לפרש את גנום האדם.

פירוש גנום האדם הוא המשימה שבה מתמקדים עכשיו החוקרים, והיא תימשך עוד עשרות רבות של שנים. המטרה היא להבין מהו כל אחד מהגנים, ומהם יחסי הגומלין ביניהם. “אנשים נורא מתלהבים ואוהבים להשוות את פרויקט גנום האדם לנחיתה על הירח”, אומר ברנר. “זה בדיוק אותו הדבר. לשים אדם על הירח זה החלק הקל, השאלה היא איך מחזירים אותו”.

ברנר למד תחילה רפואה באוניברסיטה, אך ביולוגיה היתה תשוקתו האמיתית. ואולם דרום אפריקה היתה באותו זמן מקום מנותק מהעשייה המדעית העולמית. ב-1952 הוא עבר לאוקספורד. שנה לאחר מכן, בביקור בקיימברידג', הוא פגש בווטסון וקריק, שאך גילו את מבנה הד-נ-א.

בספרו “”The Eighth Day of Creation כותב הביולוג הורס ג'דסון כי “קריק אהב את חריפותו (של ברנר) וב-1956 החזיר אותו לאנגליה, לג'וב במעבדה בקיימברידג' של המועצה הבריטית למחקר רפואי”, שממנה פרש ברנר לפני כשנתיים. יחד עם קריק, ממשיך ג'דסון, הוא הוכיח שכל שלוש יחידות של ד-נ-א מכתיבות סוג של חומצת אמינו – אבן הבניין של החלבונים.

ב-,1960 יחד עם אחרים, הוא הוכיח את קיומו של “ר-נ-א שליח”, התעתיק הנושא את המסר הגנטי מהד-נ-א לאתר ייצור החלבונים של התא. ההתפתחות הביולוגית והבנת המוח היו שתי השאלות הבוערות שעיניינו את ברנר בשנות עבודתו כחוקר בקיימברידג'. ב-1964 הוא החליט לחקור אותן באמצעות חקירת תולעת הסי-אלנגס. מדענים עבדו אז, זה עשרות שנים, על אורגניזם-מודל אחר, זבוב הפירות. “אבל הזבוב מורכב מדי”, אומר ברנר, “למטרותי הייתי צריך משהו הרבה יותר פשוט; אורגניזם עם מערכת עצבים כה פשוטה, שאוכל לחשב את התנהגותה לפי הכרת הקשרים בין תאי העצב”.

הרעיון הזה היה דווקא בין הרעיונות הפחות מוצלחים של ברנר. לאחר 14 שנה, הוא ועמיתיו אמנם בנו דיאגרמה של מוח התולעת, אך 5,000 הקשרים התבררו כמערכת יותר מדי מורכבת לצורך עשיית ניתוחים וניבויים נוספים.

ואולם העבודה על התולעת נשאה פירות אחרים. יחד עם שני סטודנטים שלו, פרופ' ג'ון סלסטון, שזכה יחד עמו בפרס “דן דוד”, וד”ר רוברט הורביץ, הם שירטטו מפה המתארת את שושלות המוצא של כל אחד מ-959 תאי התולעת – מסלול היווצרותם מהביצית המופרית ועד הפיכתם לתא בוגר. הישג חלוצי זה לא הושג עד כה עם אף אורגניזם אחר. סלסטון החל לפענח את גנום התולעת, והפרויקט הניסויי הזה נתן למדענים ביטחון שהם יכולים לשחזרו עם אורגניזם גדול יותר, אפילו כמו האדם.

“בשלב מסוים נמאס לי שבכל מקום קוראים לי 'האבא של התולעת'”, אומר ברנר, “ופניתי לבעיות כלליות בחקר הגנום”. אחת השאלות המעסיקות אותו כעת היא איזה סוג מכשיר הוא התא. “ישנם שני סוגי מכונות”, הוא אומר.

“אחת, כמו מחשבים, יכולה לחשב תשובה לבעיה; האחרת היא מערכת של טבלאות, עם כל התשובות כתובות בהן. לאיזה סוג משתייך התא? התאים הם מכונות של טבלאות, לא תוכנות. אז מי עושה את עבודת החישוב לתשובות שבטבלאות? האבולוציה מחשבת אותן. היא מוצאת את התשובה ומאחסנת בגנים שלנו. אני מדמיין את הגנום כמו ספרייה שבה אוחסנו ספרים עם נתונים חשובים שיוצרו באמצעות תהליך האבולוציה; זהו תהליך לא אלגנטי, אך הוא עובד”.

הרעיונות של ברנר לא תמיד מתקבלים מיד בהתלהבות. כך למשל קרה ליוזמה שלו לפענח את הגנום של דג הכדור. לדג הזה כמעט שאין את כל “ד-נ-א זבל”, המהווה כ-%98 מהגנום שלנו. ד-נ-א זבל (Junk DNA) הוא ד-נ-א שנמצא בין הגנים, ללא מטרה ברורה, ומקשה על חוקרים לאתר את הגנים האחראים על התפקודים שאותם הם מבקשים לחקור. ברנר סבור שפענוח הגנום של הדג יאפשר למצוא מהר יותר את כל הגנים שלו, ולהשתמש בהם כבסיס השוואתי לגנום האדם. “אם על גנום האדם אמרו שזהו 'ספר האנושות', אז הגנום של הדג הוא 'מקראה מתומצתת'”, אומר ברנר. אך לדבריו, “במשך שנים זה היה כמעט פרויקט פרטי שלי. הוא אף פעם לא זכה למעמד של 'גנום רשמי'”. מובילי פרויקט הגנום האמריקאים הצטרפו רק באחרונה, עם תקציב צנוע, ועיקר עבודת הפענוח, שחלקה כבר התפרסם, ממומן על ידי ממשלת סינגפור.

פרויקט גנום האדם, אומר ברנר, החל כיוזמה ציבורית בינלאומית. “עם הזמן היוזמה הפכה לפרויקט, וכמו בכל פרויקט היה צריך מפעל. אז בנו מפעלים לפענוח גנום” – אולמות מלאים במכונות שעבדו יום וליל על פענוח רצפי ה-דנ-א. “ואז הם נגררו לתחרות נגד החברה האמריקאית 'סלרה' (שעסקה במקביל בפענוח הגנום, ת”ט). בהתחלה היו הרבה משתתפים בפרויקט, יפאנים, אירופים, אמריקאים. אבל היה צריך להאיץ את הקצב, וכך הם הפסיקו לתת מימון לקבוצות הקטנות. בסופו של דבר, רק שלוש מעבדות אמריקאיות ואחת בריטית נותרו בפרויקט”. עם זאת, פרויקט הגנום עדיין מוצג כפרויקט בינלאומי.

בשנת ,2000 בטקס בבית הלבן בהשתתפות הנשיא ביל קלינטון, ד”ר פרנסיס קולניס, ראש פרויקט הגנום בארה”ב, וד”ר קרייג ונטר, נשיא “סלרה” בזמנו, הכריזו שתי הקבוצות המתחרות על תיקו, ועל “השלמת פענוח טיוטה של גנום האדם”. במסיבת העיתונאים, ששודרה בכל העולם, אמר הנשיא קלינטון: “היום אנחנו יודעים את השפה שבה השתמש אלוהים כדי לברוא את האדם”. “שמעתי אותו אומר את זה”, אומר ברנר, “וחשבתי לעצמי: איזה משפט טיפשי. בשביל מה אנחנו צריכים את הגנום? כבר היום יש לנו את התנ”ך, השפה שבה האדם השתמש כדי לברוא את אלוהים”.