עשה זאת בעצמך: שמרים / דייוויד ביילו

גרסה מלאכותית של היצור הזעיר שעושה לחם

במארס 2014, הכריזו סטודנטים לתואר ראשון, שהשתתפו בקורס “בנה לך גנום” באוניברסיטת ג’ונס הופקינס, שעלה בידם לבנות מאפס כרומוזום של שמרים – ולעשות היסטוריה. זאת הפעם הראשונה שמישהו סינתז כרומזום של אורגניזם מורכב, ציון דרך בתחום הביולוגיה הסינתטית. מדובר גם בהישג מרשים לגישה המכונה “ביולוגיה בשיטת עשה זאת בעצמך” (DIY biology).

היעד היה כרומוזום 3, האחראי על רבייה מינית של שמרים ומכיל 316,617 צמדים של בסיסי דנ”א: A – אדנין, G – גואנין, C – ציטוזין, T – תימין. אבל הסטודנטים קיצרו את הדרך ובנו רק קטעים הנחשבים חיוניים או נטולי חזרות. הכרומוזום שהתקבל הכיל אפוא רק 272,871 צמדי בסיסים. במאמר בכתב העת סיינס דיווחו חברי הצוות שהשמרים בעלי הגנים החדשים לא נפלו בגודלם ובקצב צמיחתם משמרים רגילים.

“הם בריאים ושלמים,” אומר הביולוג ג’ף בואק מאוניברסיטת ניו-יורק, שעזר להוביל את המחקר במסגרת פרויקט Synthetic Yeast 2.0, מיזם להרכבת גנום סינתטי של שמרים שיאפשר למדענים לשלוט בו כמעט לגמרי. בואק ואחרים מתכוונים לגדל בשנים הקרובות כמה אלפי דורות מן היבול הראשוני הזה, ולבחון את האבולוציה שלהם לאורך זמן. הדבר יאפשר למדענים ללמוד סוגיות שונות בביולוגיה, החל מתפקידו של דנ”א “זבל” וכלה בשאלה מהו המינימום המוחלט של קוד גנטי הנחוץ להישרדות. “אין סוף לשאלות,” אומר בואק.

העבודה עד כה כוללת רק 3% מגנום שמרים סינתטי שלם (המכיל 16 כרומוזומים), מלאכה שתושלם רק בעוד שנים רבות. אם היא תושלם, השמרים הסינתטיים יתפסו אולי את המקום השני ברשימת האורגניזמים שכל הגנום שלהם מלאכותי; ב-2010 הרכיבו במכון ג’יי קרייג ונטר גנום של חיידק.

זה יכול גם להוביל לשינוי פורץ דרך בַּדוּ-קיום רב-הדורות של בני האדם עם Saccharomyces cerevisiae, השמרים שבעזרתם עושים לחם ויין. שמרים מייצרים היום חלבונים אנושיים לצרכים רפואיים, דלקים ביולוגיים, ומוצרים ייחודיים אחרים. היכולת לכוונן במדויק את ההרכב הגנטי של הפטריה המיקרוסקופית הזאת תאפשר, לדברי בואק, לייצר בירה טובה יותר או כימיקלים ידידותיים יותר לסביבה. ואחרי השמרים? “זבוב הדרוזופילה? תולעת? עדיין איננו יודעים מה הלאה.”

עוד בנושא באתר הידען:

• הגנום הסינתטי
• קרייג ונטר בין זוכי פרס דן דוד על חקר הגנום

הכתבה התפרסמה באישור סיינטיפיק אמריקן ישראל