פרופ' ג'ורג' צ'רץ' מנסה לשבט ממותה צמרית שנלכדה בקרח הסיבירי לפני 52 אלף שנה
היא הייתה גדולה, שעירה ומלאה בכל המקומות הלא-נכונים. היא הרעידה את האדמה בכל צעד. אנשים סגדו לה, דיברו בשבחה, פחדו ממנה. אבל לה לא היה אכפת ממה שאמרו עליה. קראו לה יקינף, והיא חייתה את החיים הטובים של ממותות צמריריות בסיביר, לפני 52,000 שנים.
ואז היא מתה, וגופתה נלכדה בקרח ונשמרה במצב מושלם עד היום. ועכשיו, בזכות מחקר חדש ומלהיב, היא יכולה לספר לנו על המבנה הגנטי של ממותות צמריריות ועל הרכב הכרומוזומים שלהן. ואולי, עם קצת מזל, גם לחזור לחיים בסופו של דבר.
אבל נתחיל בהתחלה.
להחזיר את הממותות
הוא מתנשא לגובה של יותר משני מטרים, עם רעמת שיער לבן שמתחברת לזקן רחב-ידיים. הוא גדל בביצות לאם חד-הורית. כשהוא הולך, אנשים רועדים מסביבו. לא מדובר בממותה, אלא בפרופסור ג'ורג' צ'ארץ' – שידוע ברבים גם כתומאס אדיסון של ההנדסה הגנטית. בין הישגיו הרבים אפשר למנות פיתוח שיטה לריצוף הקוד הגנטי, שתרמה לפרויקט הגנום האנושי. אה, והוא גם התניע את פרויקט הגנום האנושי אי שם ב- 1984, כשרוב הקוראים עדיין היו בחיתוליהם במקרה הטוב, או החליפו חיתולים לאחרים במקרה הרע.
שמו של צ'ארץ' מקושר עם שיטות עם שמות שוברי-שיניים, כמו molecular multiplexing, homologous recombination ו- array DNA synthesizers. על בסיס ההמצאות הללו ואחרות, הוקמו כמה חברות להנדסה גנטית ולריצוף הקוד הגנטי. במהלך ההיסטוריה המדעית-טכנולוגית-יזמית שלו – שעדיין רחוקה מלהסתיים – הוא כנראה כבר הפסיק לספור את מספר הפרסים הנחשבים בהם זכה. בקיצור, האיש עשה דבר או שניים.
ובעשור האחרון הוא מנסה להחיות מחדש את הממותות הצמריריות.
צ'ארץ' הקים ב- 2021 את חברת קולוסאל ביוסיינסס (Colossal Biosciences), מתוך מטרה מוצהרת להחזיר לחיים את הממותות הצמריריות, את הנמר הטזמני וכמובן – את הדודו. החברה הצליחה לגייס סכום יפה של כסף, שאיפשר לחוקרים לקדם את התחום. בזכות החברה הזו, ייתכן שהממותות הצמריריות עוד יחזרו לרעות בטונדרות הקפואות.
ואם אתם כמוני, כנראה שגם אתם שואלים עכשיו בתמיהה מסוימת – למה?
למה להחזיר את הממותות?
למה בכלל אנחנו צריכים את הממותות הצמריריות בחזרה בחיינו?
כדי לענות על השאלה, אפשר לקרוא את הספר "צמרירי: הסיפור האמיתי של המשימה להחזיר לחיים את אחד היצורים הנכחדים המוכרים ביותר בהיסטוריה". כן, ככה נראו שמות של ספרים שיצאו לאור ב- 2017, לפני ש- chatGPT עזר לנו לקצר אותם. אבל הספר ארוך, אז אסכם ואזקק את שני הטיעונים המרכזיים-לטעמי להחייאת הממותות.
הטיעון הראשון הוא שהממותות יכולות לעזור לנו לעצור את שינוי האקלים. ערבות סיביר כוללות שטחים נרחבים שזוכים לכינוי המדעי "קפאת-על". הקרקע באותם אזורים הלכה-למעשה קפואה, כך שצמחים מתקשים מאד לגדול עליה, ואוכלי-העשב הגדולים מתקשים כפליים בשל מיעוט הצמחים. קפאת-העל הזאת נמצאת כיום בתהליכי הפשרה, ואם אלו יתממשו בהצלחה, המשמעות עבור האקלים תהיה הרסנית. בקפאת-העל לכוד פי שלושה יותר פחמן מבכל היערות על-פני כדור-הארץ, וכולו ישתחרר לאטמוספירה ויזניק את שינוי האקלים קדימה.
מחקרים – שקשה לדעת בוודאות עד כמה הם מהימנים – הראו שיישוב מחדש של הטונדרה ביונקים גדולים, יכול למנוע את הפשרת קפאת-העל. יונקים כמו ביזונים, איילים וסוסים, מעודדים את צמיחת העשב בקפאת-העל, והעשבים הבהירים משקפים את אור השמש בחזרה לאטמוספירה, וכך מאטים את חימום הקרקע. המשמעות היא שיישוב מחדש של הטונדרה בממותות צמריריות, עשויה למנוע את הפשרת קפאת-העל ולעכב את שינוי האקלים.
אולי. זה, לפחות הטיעון המרכזי הראשון.
הצידוק המרכזי השני – ואני חושד שהוא רלוונטי יותר לעוסקים במלאכה – הוא שזה נורא-מגניב-וקדימה-בואו-נעשה-את-זה-אף-אחד-עוד-לא-עשה-את-זה-קודם.
וגם אותו אני יכול לקבל.
בלי קשר לסיבה האמיתית שמאחורי המחקר, אנו ממשיכים לקדם אותו בימים אלו. חברת קולוסאל ביוסיינסס הצליחה ממש לאחרונה הם הצליחו להגיע לפריצת דרך ולגרום לתאי פיל-רגיל להפוך בחזרה לתאי גזע. התקווה היא להשתמש בתאי הגזע הללו, בין היתר, כדי להבין איך עוברי פיל מתפתחים. התובנות האלו ישרתו אותנו בכל ניסיון להחזיר לחיים את הממותות הצמריריות, מכיוון שהדמיון הגנטי בין פילים אסיאתיים לממותות צמריריות עומד על 99 אחוזים.
למרות ההישגים הראשוניים, ברור שהדרך עוד ארוכה. אחת הסיבות לכך היא שגם אם הצלחנו לרצף חלק ניכר מהקוד הגנטי של הממותות, עד היום לא הבנו כיצד הדנ"א שלהן היה מסודר במרחב.
כולם היו כרומוזומיי
אפשר לחשוב על דנ"א כחבל שמכיל את כל המידע הנחוץ לתא כדי לפעול, להשתכפל ולקבל החלטות. הדנ"א מכיל את תכניות העיצוב והגדילה של העובר ברחם, כמו גם את ההסבר לדרך בה התאים מתנהלים בתוך הגוף. אבל לא מדובר רק בחבל אחד. למעשה, יש לנו כמה עשרות 'חבלים' כאלו בכל תא, שכל אחד מהם כרוך ומקורזל מסביב לעצמו. לכל אחד מהחבלים המגולגלים האלו אנחנו קוראים "כרומוזומים".
למה חבלי הדנ"א מגולגלים וארוזים בצורה של כרומוזומים? ובכן, הם חייבים להיות ארוזים בדרך כלשהי! האריזה מגנה עליהם מפני פרימה בטרם-עת, כמו זו שמתרחשת בשרוכי נעליים בלויים במיוחד. חוץ מזה, הדנ"א יכול להיות מגולגל באופן הדוק-במיוחד באזורים של גנים מסוימים, ואז התא לא יכול לקרוא אותם. כאשר צריך לקרוא את אותם גנים ולפעול לפיהם, לתא יש דרכים להתיר את החבל באותה נקודה, לקרוא את הגנים הנחוצים, ואז לארוז אותם מחדש אם צריך 'להשתיק' אותם, או להשאיר אותם חשופים אם יש בהם עדיין צורך.
המשמעות היא שאם אנחנו רוצים להבין איך הקוד הגנטי של יצור מסוים משפיע על דרך ההתהוות שלו ברחם, או אפילו על חייו כבוגר, אנחנו חייבים להבין גם איך הדנ"א שלו מסודר בכרומוזומים.
וזו משימה קשה מאד, כשמדובר באורגניזם שנכחד לפני אלפי שנים.
דנ"א נוטה להיהרס במהירות לאחר המוות. החבל הארוך נפרם, מתבלה ונקרע בנקודות רבות לאורכו, והתא והגוף מתמלאים בפיסות חבלים קצרות, בבלגן אחד גדול. אפשר לחשוב על העניין כמו פאזל שמתפרק למיליוני חתיכות – ובחלק מאותן חתיכות נגזרו הקצוות שאמורים לחבר ביניהן. אה, וחלק מהחתיכות פשוט נהרסו לגמרי. בהצלחה בבניית הפאזל מחדש.
מה עושים במצב כזה?
במצב אידיאלי, חוקרי הדנ"א הקדום יכולים להסתמך לא על פאזל אחד כזה – כלומר, לא על דנ"א מממותה בודדה – אלא על פאזלים רבים. הם קוצרים דנ"א ממספר ממותות, ומכיוון שבכל דגימה הושחתו חלקים אחרים מהפאזל, הם יכולים בעבודת נמלים למצוא את החלקים שזהים בין הממותות השונות. אבל זה לא עוזר להם להבין את המבנה התלת-ממדי של הדנ"א. זו נשארה נקודה עיוורת של המדע. היה ברור שצריך דגימת דנ"א שנשמרה במצב טוב כדי לנסות לפענח איך הדנ"א היה מסודר בכרומוזומים בממותות.
וכאן נכנסה יקינף לתמונה.
סיפורה של יקינף
יקינף חייתה בערבות הקפואות של סיביר לפני 52,000 שנים. אם להודות באמת, סיפור החיים שלה כנראה לא מעניין במיוחד – לפחות לא יותר מזה של כל פיל שחי כיום. היא נולדה כממותה, אכלה כמו ממותה, ואפשר לקוות שגם זכתה לאושר ולהעמיד צאצאים כמו ממותה. מה שחשוב זה שכאשר היא מתה, היא הייתה מספיק מתחשבת כדי לעשות זאת בסביבה קפואה כל-כך, שתאיה לא עברו מחזורים של הקפאה, הפשרה והקפאה מחדש.
למה זה חשוב? מכיוון שכל מחזור כזה של הקפאה והפשרה, מסב נזקים קשים לדנ"א. רוב הממותות הצמריריות לא היו מתחשבות כמו יקינף, והחלקים היחידים מתוכם שהשתמרו היטב הם החטים (שנמכרים בשוק במחירים של 250,000 דולרים לחט). אבל יקינף – יקינף ידעה איך למות נכון. אפשר למצוא על העור שלה אפילו דגימות שיער, וברקמת העור נמצאים זקיקי שיער שלמים. אבל החשוב מכל הוא שבתאיה של יקינף אפשר לאתר חלקי דנ"א גדולים, שתהליך ההקפאה שימר במצב טוב.
וזו התחלה טובה למחקר.
בשנים האחרונות עבדה בפרך קבוצה שלמה של חוקרים, בהובלת ארז ליברמן-איידן ממכון ברוד של MIT והרווארד, כדי לפענח איך חלקי הדנ"א של יקינף התחברו ביחד לכרומוזומים. הם השתמשו בשיטה חדשנית שנקראת Hi-C, ומאפשרת לפענח איך נראה הדנ"א בצורתו התלת-ממדית. השיטה הזו עובדת היטב באורגניזמים מודרניים, אבל איש לא ידע אם היא תצליח גם על דנ"א בן 52,000 שנים. לליברמן-איידן ולצוותו נדרשו חמש שנים לאתר את גופתה הקפואה של יקינף ולהחליט שהיא-היא הממותה הצמרירית שחיפשו.
יקינף לא אכזבה.
המחקר, שהתפרסם ביולי 2024 בכתב-העת המדעי הנחשב Cell, מתאר את מעשה הנס שחוללו החוקרים, בעזרתה הנדיבה של יקינף. הם גילו שהדנ"א של הממותה הצמרירית היה מסודר ב- 28 כרומוזומים, בדומה למספר הכרומוזומים של פילים אסיאתיים ואפריקניים כיום. וזו הייתה רק ההתחלה, מכיוון שהם הצליחו להבין לראשונה איך מבנה הדנ"א היה אחראי על הפעלת וכיבוי גנים מסוימים בממותה. הם זיהו, למשל, שגנים שאחראים על התאמה לקור, או על יצירת שיער, הופעלו בתאי הממותה. בפילים? הרבה פחות. ואלו רק התוצאות הראשוניות של מחקר פורץ-דרך. מה עוד נגלה בעתיד על הממותות? נצטרך לחכות ולראות.
אבל לפני שאסגור את הרשומה הזו, אני רוצה להגיד מה מרגש אותי אישית בתגלית הנוכחית. הממותות, כבודן במקומו מונח, אבל אנחנו עדיין רחוקים מלהחזיר אותן לחיים. הדבר החשוב באמת כאן הוא שיש לנו שיטה שיכולה לעזור לנו לגלות מידע נוסף על בעלי-החיים הקדמונים. השיטה הזו אולי לא תסייע לנו ללמוד על האריות הקדומים בישראל החמה – בה הדנ"א מתפרק עוד לפני שהאורגניזם מת – אבל אפשר לקוות שנוכל להפעיל אותה על גופות של בעלי-חיים אחרים באזורים קרים יותר.
ולמה לעצור בבעלי-חיים?
האדם הדניסובי נכחד לפני ארבעים-אלף שנים – בערך באותו זמן בו יקינף החזירה נשמתה לקרחון. מדובר באוכלוסייה שהתפצלה מאבותינו הקדומים, ושהגנטיקה שלהם הייתה שונה משלנו. הוא חי בסיביר, ואפילו העמיד צאצאים משותפים עם בני-האדם של ימינו. מה נוכל ללמוד אודותיו, בזכות טכניקות כמו Hi-C לגילוי המבנה התלת-ממדי המקורי של הדנ"א שלו?
שיהיה ברור: אני לא מציע להחזיר את הומו דניסובן לחיים. אבל מפעים אותי לחשוב שנוכל להבין את אבותינו, בני-דודנו ואפילו את החיות הקדומות ברזולוציה של המולקולות הקטנות ביותר, עשרות-אלפי שנים לאחר שנכחדו. בזכות השילוב של המדע והטכנולוגיה, נוכל להבין את העבר טוב יותר מאי-פעם, ואפילו לדעת כיצד הופעלו הגנים בתאים שחיו לפני אלפים רבים של שנים.
והמדע והטכנולוגיה רק ימשיכו להתקדם. כפי שאני אומר כבר יותר מ- 15 שנים, ואמשיך לומר כל עוד נשמה באפי: זוהי רק ההתחלה.
עוד בנושא באתר הידען:
