חברי קבוצת מחקר מהפקולטה לחקלאות באוניברסיטה העברית, בראשות פרופ' דני זמיר. הצליחו לבודד את אחד הגנים הקובעים את מידת המתיקות של העגבניה
מאת מרית סלוין
מנדל, שניסח ב-1866 את חוקי התורשה, התייחס לתכונות שבדק באפונה, כמו גובה, צבע הפרחים, צורת הזרע ועוד. כל התכונות שבדק הן תכונות פשוטות המוכתבות על ידי גן אחד. אלא שרוב התכונות האנושיות (משקל הגוף, אינטליגנציה, נטייה לחלות במחלות מסוימות) ותכונות של בעלי חיים וצמחים (כמות היבול, גודל הפרי, מידת המתיקות) הן תכונות מורכבות המוכתבות על ידי גנים רבים שנמצאים ביחסי גומלין זה עם זה, ומושפעות גם מגורמים חיצוניים כמו תנאי סביבה.
כבר יותר ממאה שנה מנסים גנטיקאים לאתר את המרכיבים הגנטיים של התכונות המורכבות – איך הגנים השונים המרכיבים כל תכונה פועלים יחד וכיצד, בסופו של דבר, נקבעת ההתבטאות החיצונית של תכונה מסוימת. עד כה הדרך היחידה ללמוד על כך היתה תיאור סטטיסטי של השונות שהתקבלה באוכלוסיית הצאצאים, אך זו לא הובילה לתוצאות חד משמעיות בשל מורכבות התכונות שנבדקו. כך למשל, אצל שני בני אדם בעלי אותו משקל יכול להימצא הרכב שונה של גנים המשתתפים בקביעת משקל הגוף; ומצד שני, פרטים בעלי אותו הרכב גנטי, למשל תאומים זהים, יכולים להיות שונים זה מזה אם הם גדלים בתנאים שונים. עד כה לא נמצאה כל דרך לאתר את הגנים המעורבים בהתבטאות תכונות מורכבות.
הראשונים שהצליחו לבודד גן האחראי על תכונות מורכבות הם חברי קבוצת מחקר מהפקולטה לחקלאות באוניברסיטה העברית, בראשות פרופ' דני זמיר. הקבוצה הצליחה לבודד את אחד הגנים הקובעים את מידת המתיקות של העגבניה. עבודתם התפרסמה לפני כחודשיים בכתב העת “Academy of Sciences Proceedings of the National”. לפני שבוע התפרסמה עבודה נוספת בכתב העת “Science”: קבוצת מחקר מאוניברסיטת קורנל שבמדינת ניו יורק הצליחה לבודד את אחד הגנים האחראים על גודל הפרי בעגבניה.
לפני 500 שנה הביא קולומבוס את עגבניית הבר מדרום אמריקה לאירופה. הפירות של עגבניית הבר הם קטנים ומכילים הרבה סוכר, אך אינם ראויים למאכל. במשך השנים תירבתו את זן הבר וטיפחו את הזנים בעלי הפרי הגדול. טיפוח העגבניה יצר אמנם זנים המותאמים לחקלאות המודרנית, אך התכונות שטופחו באו במקומן של תכונות אחרות, כמו מתיקות או עמידות למחלות, שאותן אפשר למצוא רק בזני הבר.
זמיר התחיל את המחקר לפני 15 שנים. הוא בדק אלפי צמחי עגבניות, ומתוכם בודד את הזנים שמספקים את המידע הקשור בתכונת המתיקות. צוות המחקר, שכלל את איל פרידמן וצילי פלבן, יצר זני עגבניות זהים זה לזה, מלבד מקטע קטן בכרומוזום, שהוחלף במקטע המקביל במין הבר. כאשר גידלו את הזנים האלה אחד לצד השני בתנאי סביבה זהים, כל הבדל ביניהם נבע מהמקטע שהוחלף שמקורו בזן הבר. מתוך הזנים החדשים שיצרו, מצאו 25 מקטעים בכרומוזומים השונים, המשפיעים על אחוז הסוכר בעגבניה. “החלטנו להתמקד במקטע בכרומוזום 9, משום שהוא מעלה את אחוז הסוכר בפרי ב-%20 ביחס לזן זהה שאינו מכיל את אותו הגן. בודדנו את המקטע הזה, שיבטנו אותו והצלחנו לאתר בו את הגן המעלה את אחוז הסוכר”, אומר זמיר. “עכשיו, כשיש בידינו הגן, אפשר להעביר אותו לצמחי עגבניה בדרך של הכלאות ולקבל זנים הרבה יותר מתוקים”.
זמיר וקבוצתו סללו את הדרך לבידוד גנים נוספים בצמחים השולטים על תכונות מורכבות נוספות, כמו עמידות למחלות ולתנאי עקה. שיטות העבודה שפיתחו יכולות לשמש בלימוד התכונות המורכבות גם בבעלי חיים. במאמר נלווה שפורסם בשבוע שעבר בכתב העת “Science” נכתב: “חשיפת סודותיהן של התכונות המורכבות הוא ככל הנראה האתגר הגדול ביותר של הגנטיקאים במאה ה-21. אפילו לאחר שהגנום מופה ותפקידם של מרבית הגנים ייחשף, עדיין אין ידע מספיק על השונות הגדולה של הגנים שקובעים מדוע אדם אחד מועד לחלות יותר מאשר רעהו, או למה זן אחד של עגבניות נותן יבול גדול יותר מזן אחר. זיהוי גנים נוספים המשתתפים בביטוי התכונות המורכבות יקדם אותנו להבנות אלה”.
{הופיע בעיתון הארץ, 19/7/2000}
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~292415174~~~27&SiteName=hayadan
