מתנוקוקוס (Methanococcus) - מיקרואורגניזם יחודי שאינו חיידק

 

בשנת 1977 הסעיר Carl Woese את העולם המיקרוביולוגי בהכריזו, שקבוצת מיקרואורגניזמים שנתגלתה זה מקרוב, אינה חידקים, אלא קבוצה סיסטמתית עצמאית שקרא לה ארכיאה (Archaea).

בתחילת 1996 קיבלה גרסה זו חיזוק חד משמעי, לאחר שמכון למחקר גנומי בגייטסברג, מרילנד, סיים למפות את כל הרצף של אחד מחברי הקבוצה הנ"ל - Methanococcus jannaschii. מיקרואורגניזם זה חי במעמקי הים בסמוך לנביעות חמות מאד. האורגניזם משגשג בטמפרטורה של כ-100°C ומתרבה תוך שהוא מנצל תרכובות אי-אורגניות בלבד, ומפריש מתאן כתוצר לוואי.

Methanococcus jannaschii ©UC Berkeley Electron Microscope Lab

קרול בולט, שעמדה בראש הקבוצה הכריזה בכנוס של מחלקת האנרגיה של ארה"ב, שהצליחו למפות את רצף ה-DNA של האורגניזם הכולל 1.7 מיליון זוגות בסיסים. לחלק הארי של הגנום לא נמצא מקבילות ברצפים של גנים השמורים במאגרי המידע.

Methanococcus jannaschii הינו המיקרואורגניזם השלישי שכל רצף הגנים בו נקבע, לאחר המופילוס אינפלואנזה (Haemophilus influenzae) ומיקופלסמה גניטליום (Mycoplasma genitalium).

תקציר המאמר מ-Science: 

פורסם ב"סינתזיס" 14, ספטמבר 1996.

שם הארכאון השתנה  בהמשך  ל- Methanocaldococcus jannaschii

קולטן נוסף לנגיף האיידס - איתי בן-פורת

בשבועות האחרונים ראתה אור אחת מפריצות הדרך החשובות ביותר בחקר נגיף האיידס: חוליה חשובה התבררה במנגנון החדירה של הנגיף לתאים. מאז 1984 ידוע כי נגיף האיידס חודר תאי לימפוציטים מסוג T של מערכת החיסון על ידי היצמדות לקולטן המכונה CD4, שנמצא על פניהם. תאים אלה נהרסים כאשר מתפתחת מחלת האיידס. ב־1986 גילו כי לא די בקולטן זה כדי לגרום להדבקה, ומעורב בה, ככל הנראה, גורם נוסף. הדבר התברר בניסויי מעבדה, בהם יצרו תאים של קוף או עכבר, שעל פניהם נמצא קולטן ה־CD4, ומצאו כי לא ניתן להדביק תאים אלה בנגיף. מזה כעשר שנים מתנהל החיפוש אחר קולטנים נוספים, ועד כה לא נראו תוצאות. אולם, בשבועות האחרונים התפרסם בכתבי העת Science  ו-Nature גילויים של שני קולטנים חדשים לנגיף האיידס.

צילום במיקרוסקופ אלקטרונים של נגיפי איידס שמקיפים תא-T ה״כדורים״ בתמונה הם הנגיפים,
והנגיף המסומן בחץ מצוי בתהליך חדירה לתא.

לפני כחצי שנה התפרסמה עבודה של רוברט גאלו (Gallo) וצוותו ממכון הבריאות הלאומי בארה״ב אשר גילו כי מספר חומרים הקרויים ׳׳כימוקינים׳׳, המעורבים בתהליכים דלקתיים בגוף, מעכבים הדבקה בנגיף האיידס. עיכוב כזה יכול להתרחש אם החומרים הללו נקשרים לאותו קולטן שאליו נקשר הנגיף בתאי ה־T ובכך מתחרים בו ומונעים את קשירתו לתא. הגילוי הוביל למירוץ לזיהוי הקולטנים שאליהם נקשרים הכימוקינים. שלוש קבוצות מחקר גילו במקביל קולטן כזה הנקרא 5-CC-CKR, שנחוץ להדבקת תאים על ידי נגיף האיידס. ואכן צרוף הקולטנים CC-CKR-5-ו CD4  מאפשר הדבקה של תאי קוף או עכבר על ידי הנגיף.

באותה עת נתגלה קולטן נוסף שכונה fusin, הפועל אף הוא באופן דומה, על ידי אדוארד ברגר (Berger) וקבוצתו, מהמכון הלאומי לאלרגיה ומחלות מידבקות בוושינגטון, ארה״ב. לגילוי הקולטנים החדשים עשויה להיות חשיבות מכרעת בחקר מחלת האיידס. אחד הקשיים הגדולים ביותר בחקר המחלה כיום הוא חוסר האפשרות לערוך ניסיונות בחיות מעבדה, שכן הנגיף מדביק רק בני־אדם ושימפנזים. גילוי זה עשוי לאפשר פיתוח חיות מודל שניתן להדביק בנגיף - למשל עכברים שיישאו את הקולטנים לנגיף על תאיהם. בחיות כאלה ניתן יהיה לחקור את המנגנון שבו הנגיף הורס את התאים ולנסות לפתח טיפולים וחיסונים למחלה. זיהוי הקולטנים פותח כיוונים חדשים בטיפול: פיתוח חומרים אשר ייקשרו לקולטנים אלה וימנעו את קשירת הנגיף. ידוע זה מכבר כי אחוז קטן מהאוכלוסיה עמיד בפני הידבקות בנגיף האיידס. אפשרות מעניינת העולה ממצאים אלה היא כי אצל האנשים העמידים פגום אחד מהקולטנים שנתגלו, ולכן הנגיף אינו יכול לחדור לתאי ה-T שלהם. ממצאים אלה, יחד עם השגים חדשים בתחום הטיפול הרפואי במחלת האיידס, מהווים את פריצת הדרך הגדולה ביותר בחקר האיידס בעשור האחרון.

פורסם ב"גליליאו" 18, ספטמבר/אוקטובר 1996

אולי אנחנו לא לבד - עקיבא בר-נון

האם הגיע הרגע שחיכינו לו מאז שנשאנו את עינינו לשמים? האם אמנם התגלתה העדות הראשונה לחיים מחוץ לכדור הארץ? העדויות ממחקר שנמשך שנתיים, על מטאוריט שהגיע אלינו ממאדים, מראות כי אמנם ייתכן שנמצאים בו מאובנים של חיידקים בני 3.6 מיליארד שנים, הדומים למאובני החיידקים הראשונים, בני אותו גיל, שנמצאו בסלעי הארץ.

כאשר עדויות אלו יאומתו על ידי מחקרים נוספים, והמסקנות על מאובנים של חיים פרימיטיביים על מאדים יאושרו גם הן, נדע לבטח כי גם על מאדים, שכננו במערכת השמש שנוצר, כמו כדור-הארץ לפני 4.5 מיליארד שנה, החלו החיים באותה תקופה שהם נוצרו על פני כדור הארץ הקדום.

אם אכן כך, הרי יצירתם של חיים מחומר לא חי הוא תהליך הקורה די בקלות, במשך מיליארד השנים הראשונות להיווצרותה של פלנטה, כאשר התנאים מתאימים (תנאים מתאימים הם חוסר חמצן חופשי ונוכחות מים נוזליים). אם אמנם החיים נוצרים בקלות יחסית, הרי צפיפות החיים בגלקסיה שלנו, המכילה כמאה מיליארד כוכבים שלחלק ניכר מהם יש פלנטות, יכולה להיות גדולה.

יש לזכור כי החיים שאנו מדברים עליהם פרימיטיביים ביותר - חיידקים בלבד. החיידקים שלטו על פני כדור הארץ במשך כשלושה מיליארד שנים, מעת היווצרותן לפני כ-3.6 מיליארד שנים ועד לפני כ-700 מליון שנים, אז החלו להופיע יצורים גדולים ומסובכים יותר.האדם הופיע רק לפני 3 עד 5 מיליון שנים, והציוויליזציה שלנו היא בת פחות מ-10,000 שנים - רק שלוש מיליוניות מגיל החיים על פני כדור הארץ. בכדי שנוכל להעריך את הסיכוי ליצור קשר רדיו עם ציוויליזציות אחרות, יש לשאול כמובן אם שלוש מיליוניות אלו הן הכרחיות בהתפתחות החיים ולכך יש לנו רק דוגמה אחת - על פני כדור הארץ.

באשר לממצאים מהסלע של מאדים. סלע זה, שמשקלו כ-1.5 קילוגרמים, נתגלה בשנת 1984 באנטארקטיקה באזור הנקרא Allan Hills לכן סימונו ALH 84001. קל למצוא מטאוריטים באנטארקטיקה: קירות הסלע המתגלים בשברים בולטים בקרח הלבן. כמו כן, בגלל הקור העצום והיובש הרב שבעקבותיו (יותר מאשר בסהרה), יש שם מעט מאוד מיקרואורגניזמים היכולים לזהם את המטאוריטים. לפי עובי שכבת הקרח, שכב המטאוריט שם כ-13,000 שנים מאז הגיע לכדור הארץ. לפי חשיפתו לקרינה קוסמית בחלל, לפני שהגיע לארץ, נראה ששהה שם כ-15 מיליון שנים, מאז הותז מפניו של מאדים על ידי פגיעת מטאוריט גדול. עד היום יש בידינו 12 מטאוריטים שהגיעו ממאדים הנקראים קבוצת SNC לפי מקומות מציאתם (Shergotty Nakhla - Chassihny).

לבד מכדור הארץ, מאדים הוא המתאים ביותר במערכת השמש ליצירת חיים. ליצירת חיים דרושים מים נוזליים, כדי שהחומרים האורגניים יתמוססו בהם ויפעלו זה על זה עד ליצירת אבני היסוד של החיים. מרחקו של מאדים מהשמש גדול פי 1.5 מזה של הארץ, לכן הוא מקבל פי 2.25 (1.5 בריבוע) פחות קרינה מהשמש, וכיום הטמפרטורה השוררת בו מצויה מתחת לאפס, ומימיו קפואים בקטבים ומתחת לפני הקרקע - בצורת קרח-עד (פרמהפרוסט), כפי שאנו מכירים באנטארקטיקה.

אולם, צילומי פני הקרקע של מאדים מורים בבירור כי אי פעם היו על פניו מים נוזליים. על פני הכוכב אפשר להבחין בוואדיות שנוצרו על ידי מים נוזליים, ואף באזורי שיטפונות גדולים. גם המטאוריטים שהגיעו ממאדים מכילים מינרלים שנוצרו בנוכחות מים נוזליים. לכן סביר להניח כי בשחר ימיו הכיל מאדים באטמוספרה שלו כמויות גדולות יותר של פחמן דו-חמצני ואדי מים אשר על ידי אפקט החממה גרמו לטמפרטורת שטח די גבוהה כדי לאפשר את קיומם של מים נוזליים ולא רק קרח, כמו היום. מאדים החם התקרר במשך השנים. המים קפאו ואחריהם גם הפחמן הדו חמצני. עם היעלמותם של גזי החממה הללו (המחממים כיום את כדור הארץ) קפא מאדים ונותר קר עד היום. פעילות אקראית שמתרחשת בו גורמת לחימום הקרקע תוך התכת הקרח וגרימת שיטפונות אדירים שהעדות להם נראית כיום בצילומי מאדים.

המטאוריט שנבדק הוא סלע בזלת סדוק הנשבר בקלות לאורך הסדקים. הוא התגבש לפני 4.5 מיליארדי שנים, באותה עת בה נוצר כדור הארץ. לפני 3.6 מיליארדי שנים, בהיותו במאדים, זרמו לתוך הסדקים מים ובתוכם פחמן דו חמצני מומס. הם הפכו במשך הזמן לתרכובות פחמן מוצקות (גיר). בתוכן נמצאו כדורים, אף הם בנויים מתרכובות פחמן, ומסביבם קליפה של ברזל חמצני (מגנטיט) וברזל גפריתי שניהם נוצרים בכדור הארץ על ידי תהליכי חמצון וחיזור של חיידקים. ליד תרכובות הברזל נמצא חומר אורגני - תרכובות ארומטיות פוליציקליות (PAH), הדומות לנפתלין שאנו מכירים. חומרים אלו נוצרים בחימום של חומר חי לטמפרטורות גבוהות בהיעדר חמצן. ההרכב האיזוטופי של תרכובות הפחמן ושל החומרים האורגניים מראה בבירור שאלו אינם זיהומים שנרכשו על פני הארץ, אלא מקורם במאדים. כמו כן הרכב הסלע עצמו דומה להרכב סלעי מאדים, כפי שהראו הבדיקות שנערכו על פני מאדים בשנת 1976 על ידי שתי חלליות הוויקינג שנחתו עליו. הן חיפשו מיקרואורגניזמים החיים שם היום, אך הבדיקות הביוכימיות העדינות הופרעו על ידי אדמת מאדים, והתוצאות לא היו חד משמעיות. בתרכובות הפחמן נמצאו גם גופים חוטיים בגודל של כחצי אלפית המילימטר, הדומים למאובני החיידקים הראשונים שנמצאו בסלעי הארץ.

בהיבט כללי, אם כי כל תוצאה לכשעצמה יכולה להיות מוסברת על ידי תהליכים שאינם קשורים בחיים, הרי אוסף כל התוצאות יחד באזור קטן מאוד בסלע, הוא, ככל הנראה, עדות לחיים פרימיטיביים שהתקיימו על מאדים. המאמר המסכם את תוצאות המחקר מופיע בעתון סאיינס (Science) ב-16 באוגוסט 96.

בשנים הבאות נחזור להקיף את מאדים, לנחות עליו ולבדקו על ידי מעבדה אוטומטית, בשנת 2005, אולי תתאפשר החזרת דגימה ממאדים לארץ, לבדיקות נוספות. לאור הממצאים הנוכחיים, צריך יהיה כמובן לשמור את הדגימות בתנאי בידוד קיצוניים כדי שלא יזהמו את כדור הארץ בחיים שמחוצה לו. נראה שלא ירחק היום וגם האדם ינחת על מאדים, אך בינתיים יחזרו החוקרים במעבדות רבות בעולם על הבדיקות שנערכו במרכז החלל של נאס"א ובאוניברסיטת סטנפורד, כדי לוודא את אמיתותן, ויבדקו אף את המטאוריטים האחרים שהגיעו אלינו ממאדים.

פרופ' עקיבא בר-נון הוא ראש החוג לגיאופיסיקה ולמדעים פלנטריים באוניברסיטת תל-אביב.

פורסם ב"גליליאו" גיליון 18, ספטמבר/אוקטובר 1996.

סיפור הפניצילין במהדורה שנייה - מרית סלוין

בחודש מארס האחרון קיבל פרופ׳ יהודה פולקמן פרס על הישגיו בתחום האימונולוגיה וחקר הסרטן, לזכרו של הרב שי שכנאי, בטקס שנערך בבית הספר לרפואה של האוניברסיטה העברית והדסה. נפגשתי עמו ושוחחנו על עבודתו.

״באמצע שנות השמונים עבד במעבדתי דונלד אינגבר - חוקר צעיר שאך זה סיים את עבודת הדוקטורט שלו. במסגרת עבודתו גידל תאי אנדוטל (תאים שמרפדים את דופן כלי הדם) בתרביות. יום אחד ביקש ממני להציץ על אחת התרביות שהייתה מזוהמת בפטרייה נדירה. הזיהום היה ברור, וכל אחד היה זורק את צלחת התרבית - זהו אחד מחוקי היסוד של העבודה בתרביות רקמה. אך אינגבר ראה פרט קטן שהביא לתגלית גדולה״, מספר פרופ׳ פולקמן. אינגבר שם לב לכך שהפטריה המזהמת ותאי האנדוטל מצויים באותו מוקד ראייה של המיקרוסקופ. כדי להבין את משמעות הדבר יש לדעת כי תאים חיים שגדלים בתרבית נדבקים לדופן של צלחת הגידול, וכשהם מתים הם צפים בנוזל העליון, ואז הם נראים במוקד ראייה שונה מבעד למיקרוסקופ. אינגבר ראה כי תאי האנדוטל וגם הפטרייה היו דבוקים לדופן הצלחת, ומשמעו של דבר הוא שהפטרייה לא גרמה למות התאים, אלא רק עיכבה את התפתחותם. ״מהפטרייה בודדנו מולקולה שהתבררה כאחד המעכבים החזקים של גידול כלי־דם״, ממשיך פולקמן.

הפטריה Aspergillus fumigatus, המייצרת  את התרופה המעכבת  גידול כליח דם חדשים - FumagilinUS Department of Health and Human Services, Center for disease control 

כבר בתחילת שנות ה־70׳ העלה פולקמן את ההשערה כי גידולים סרטניים מוצקים תלויים בהתפתחותם בכלי הדם שעוטפים אותם, דרכם הם מקבלים אספקה של חמצן וחומרי מזון. ״באופן נורמלי אין יצירה של כלי דם חדשים בגוף, להוציא את מערכת הרבייה של האישה, שם מדי חודש נוצרים כלי דם חדשים ברחם. אולם במצבים פתולוגיים, כמו, למשל, בהתקף לב, בריפוי פצעים או בגידולים ממאירים, נוצר גירוי ליצירתם של כלי דם חדשים. בשני המקרים הראשונים עם השיקום נפסקת יצירת כלי הדם, אך בגידולים סרטניים נוצרים כלי דם חדשים ללא הרף״, אומר פולקמן. כשנוצר גידול סרטני הוא יכול להיות במקום אחד, בלי לגדול במשך 4־5 שנים. בשלב מסוים נוצרת תפנית דרמטית שמתבטאת ביצירת מולקולות מיוחדות על ידי הגידול, שמגרות יצירת כלי דם מסביבו. יחסי הגומלין בין הגידול לכלי הדם מאפשרים את גדילתו והתפתחותו.

את יחסי הגומלין האלה החליט פולקמן לחקור, ולשם כך החל לפתח במעבדתו שיטות לגידול תאי האנדוטל של צינוריות הדם. "לפני 72׳ אף אחד בעולם לא ידע איך לגדל תאים אלה בתרבית, וכולם אמרו שאני משוגע ומבזבז את זמני״, הוא אומר. שש שנים לקח לצוות לפתח שיטות עבודה, וב־78׳ גילו את המולקולה הראשונה המעודדת יצירתם של כלי דם. פולקמן וצוותו יצרו בכך תחום מחקר חדש ופיתחו כמעט את כל שיטות המחקר בו, והיום בודדו כבר שבעה גורמי גידול של כלי־דם במעבדות שונות בעולם. פולקמן ניבא גם את קיומם של גורמים טבעיים המעכבים יצירת כלי דם. "לגורמים מעכבי התפתחות כלי־דם יש פוטנציאל ריפוי עצום, החל בריפוי כתמי עור שנוצרים מריבוי כלי דם, או בטיפול בעיוורון שנגרם בגלל גודש כלי דם ברשתית במחלת הסוכרת, וכלה בדיכוי התפתחות גידולים סרטניים״, אומר פולקמן. ״חשיבותם של גורמי העיכוב הניעה אותי לחפש אחריהם במשנה מרץ, וגייסתי צוות גדול במעבדה לחיפוש מולקולות כאלה״, הוא מוסיף.

בימים אלה דיווח צוות המחקר על גילויין של שלוש מולקולות חדשות שמעכבות גידול כלי דם פתולוגיים. ״זהו צעד בפיתוח תרופות לא קונוונציונליות״, אומר פולקמן. ״בניסויים שערכנו בעכברים מצאנו כי אין הם מפתחים תנגודת לתרופות, לתרופות אין תופעות לוואי ואפשר להשתמש בהן זמן רב. שלוש המולקולות החדשות שמצאנו מכווצות את הגידול ומשאירות אותו בגודל מיקרוסקופי שאינו מזיק, מה שמכונה בשפת המדענים - גידול רדום. במצב כזה אפשר לחיות שנים רבות״. עם זאת פולקמן מדגיש, כי למרות ההצלחה הגדולה בניסויים יידרש עוד זמן כדי להוכיח אם התרופות מועילות גם לבני אדם.

בשל הפוטנציאל הרפואי והכלכלי הטמון בתחום זה, מרכזי מחקר וחברות רבות מחפשות חומרים מעכבי גידול כלי דם. 26 חברות בעולם מנסות היום תשעה גורמים מעכבי כלי דם שבודדו לאחרונה, ובעתיד יימצאו, קרוב לוודאי, רבים נוספים.

פורסם ב"גליליאו" 17, יולי/אוגוסט 1996

התאבדות כפויה - מרית סלוין

מערכת החיסון אמורה להגן עלינו מפני כל גורם בלתי רצוי החודר לגוף. פעולת הגנה זו נעשית באמצעות כמה ״חוליות חיסול״, שאחת מהן הם תאי ההרג. תאים אלה, שהם סוגים שונים של תאי דם לבנים, בנויים להילחם בתאי גוף שפלשו אליהם נגיפים או חיידקים, בתאים סרטניים מסוימים ובתאים של איבר זר שהושתל בגוף.

כאשר מאתרים תאי ההרג תא גוף ש״נכבש״ בידי פולש זר, או תא סרטני, הם נצמדים אליו והורגים אותו. יכולתם של תאי ההרג לזהות את תאי המטרה, מבוססת על התאמה מבנית בין קולטנים מיוחדים המצויים על שטח הפנים שלהם, לבין מבנים מולקולריים ייחודיים - מעין שלטי זיהוי - שמציגים בפניהם תאי המטרה. כשמתגלה התאמה כזאת, תא ההרג מזהה את התא כאויב, ומשמיד אותו. 

כיצד בדיוק מתבצעת ההשמדה? חוקרים רבים בעולם מנסים לענות על שאלה זו במשך שנים רבות. לכולם ברור כי תהליך ההשמדה מתחיל בהיצמדות תא ההרג אל תא המטרה. אך מה קורה לאחר מכן? מהם התהליכים המביאים בסופו של דבר לחיסולו של הפולש? היום ידוע כי תאי ההרג מפעילים בתאי המטרה מעין ״תוכנת התאבדות״ ייחודית, הגורמת לתאי המטרה לאבד את עצמם לדעת. זוהי תוכנה גנטית פנימית הטמונה בכל אחד מתאי הגוף (לרבות תאי ההרג עצמם), המורה להם לאבד את עצמם לדעת. תופעה זו של השמדה עצמית קרויה אפופטוזיס (ביוונית השלה או השרה - כינוי שנובע מהדמיון שבין התופעה לבין תהליך השלכת שבו מתים עלי העצים בסתיו, תהליך המתבצע אף הוא בדרך של התאבדות תאית), והיא אחד המנגנונים שבחר הטבע בכדי לשמור על אוכלוסייה קבועה של תאי הגוף. בדרך זו נוצר שיווי משקל בין התאים החדשים שמיתוספים לגוף ובין התאים הזקנים שהגיעה שעתם למות. 

בגוף מתרחשת כל הזמן תחלופה של תאי הגוף — תאים מתים ותאים חדשים ממלאים את מקומם. כל איבר בגוף גודלו מוגדר, ומה שקובע את הגודל הוא, בין השאר, קצב המוות של התאים שמרכיבים אותו. נשאלת השאלה מה גורם לתאים למות, שכן עצם הימצאותה של תוכנת ההתאבדות אינו מספיק, מישהו צריך להפעיל אותה. ״מערכת ההתאבדות התאית מצויה במצב של בררת מחדל - אם אינה מקבלת אותות חיצוניים, מופעלת התוכנה״. מסביר פרופ׳ דוד ולך מהמחלקה לחקר ממברנות וביופיסיקה, שחוקר יחד עם צוותו את תהליכי ההתאבדות העצמית המתרחשים בתא. ״את האיתות החיצוני מקבל התא באמצעות אותות בין תאיים, בהם ׳מולקולות מסר׳ מסוימות, המכונות גורמי גידול - כל אלה מהווים מעין מערכת בקרה ומידע על צורך השעה. יש אותות הנותנים סיגנל למוות ויש כאלה הנותנים סיגנל המונע מוות״. 

צוות החוקרים מצא כי תוכנת ההתאבדות מופעלת לא רק באופן ספונטני על ידי תאי הגוף שהגיעה שעתם לצאת מהמערכת, אלא גם באופן מושרה על ידי גורמים חיצוניים. פרופ׳ ולך סבור כי מות תאים כתוצאה מהתקפה בנגיף אלים, למשל, יכול להיגרם במקרים מסוימים בגלל הפעלת מנגנון ההתאבדות התאי על־ידי הנגיף, ולא על ידי חומרי רעל שהוא מפריש. גם תאי ההרג מפעילים את מנגנון ההתאבדות התאי באמצעות ״מולקולות המסר״, שנצמדות לקולטנים שעל קרום תא המטרה, לאחר זיהויו על ידי תא ההרג. חלקו החיצוני של הקולטן קושר את ״מולקולת המסר״, ובעקבות זאת מתחיל חלקו הפנימי של הקולטן (המצוי בתוך התא) להפעיל שרשרת תהליכים ביוכימיים, שמסתיימת במות התא. 

בעבר סברו כי שרשרת זו ארוכה ומורכבת, בדומה למירוץ שליחים ארוך ומפותל, שבמהלכו מופעלים חלבונים רבים המעבירים את המסר מחלבון אחד למשנהו. לאחרונה גילה פרופ׳ ולך כי שרשרת המוות היא קצרה ופשוטה יחסית. במאמר שפורסם בימים אלה בכתב העת היוקרתי Cell מתאר ולך את רצף ההתרחשויות. ״החלק הפנימי של הקולטן מעביר את המסר לחלבון מתווך, שקיבל את השם ׳מוות 1׳ (1-M0RT) שאותו גילינו ושיבטנו בעבר. החלבון מתווך בין הקולטן לבין אנזים, שקראנו לו ׳מאך׳ (MACH) - זהו ׳כלי הנשק׳ שבאמצעותו התא משמיד את עצמו׳׳. אנזים זה מבקע חלבונים מסוימים חיוניים לתא, ובכך גורם למותו. 

בשלב זה הצליח צוות החוקרים לשתק במעבדה את שרשרת המוות הביוכימית שמובילה להתאבדות התא. פרופ׳ ולך סבור כי המרחק לפיתוח תרופה שתדכא את פעילותו של האנזים, קצר יחסית. האנזים הוא בעל מבנה ייחודי, ולכן ניתן לצפות כי בעתיד אפשר יהיה ל״תפור״ תרופה שתשפיע עליו בלבד. תרופות כאלה יוכלו לשמש במלחמה כנגד מחלות אוטואימוניות, שם מתקיפה מערכת החיסון רקמות גוף ומביאה לחיסולן באמצעות הפעלת ״תוכנת ההתאבדות" של תאי הרקמה.

פורסם ב"גליליאו" 17, יולי/אוגוסט 1996

פרות הים בסכנה - יהודית הרלבן

פרות הים בסכנת הכחדה

מגפה מסתורית אחראית למותן של למעלה ממאה פרות ים (manatee) לאורך חופי פלורידה בחודש האחרון. מספר זה, בנוסף למוות כתוצאה מהתנגשות עם סירות מנוע ומסיבות אחרות, מביא את מספר פרות הים שמתו עד כה השנה לכ־200, יותר מבכל השנה החולפת. כל מקרי המוות שנמצאו עד כה הם של זכרים שמשקלם טוב, מצבם הגופני נראה תקין ובקיבתם מזון. מבדיקות שלאחר המוות נמצא שכולם מתו מדלקת ריאות, ללא כל סיבה מתקבלת על הדעת.

 אפשרות אחת, לדעת המדענים החוקרים את המקרה, היא נגיף לא מוכר, והשנייה - תופעת ״הגאות האדומה״. הגאות האדומה הוא כינוי הניתן לפריחה פתאומית וזמנית של אצות, מקצתן רעילות, הגורמות לתמותה בקרב בעלי החיים והדגים בים. בחודשים אלה נראית לאורך חופי פלורידה ה״גאות אדומה״, שגרמה כבר למותם של דגים, קורמורנים וצבים. אם אכן מדובר בהרעלה בגלל פריחת האצות, אפשר היה לצפות למצוא פרות ים (זכרים ונקבות) גם במצב חולי ולא רק במצב של תמותה, אך לא כך הוא. 

פרת הים ההודית נמצאת בסכנת הכחדה ובשנה שעברה נספרו מול חופי פלורידה מקום חיותם העיקרי רק כ־2,600 מהן, וכעת נעשה מאמץ גדול בכדי לפתור את התעלומה בתקווה שניתן יהיה עדיין ליישם את התוצאות ולמנוע הכחדתן של חיות אלה.

פורסם ב"גליליאו" 17, יולי/אוגוסט 1996

סופר תירס - יהודית הרלבן

האיחוד האירופי חסם בפעם הראשונה את שעריו בפני מוצו־ שעבר תהליכי הנדסה גנטית.

מדובר באי מתן אישור לחברה הביוטכנולוגית השוויצרית סיבה־גייגי (Ciba-Geigy) לשווק זרעי תירס שעברי שינויים גנטיים.

האם יותר שיווקו התירס המהונדס?

האויב העיקרי של גידולי התירס באירופה הוא נברן התירס האירופי. באופן טבעי אפשר להרעילו  בחלבון המיוצר על ידי חיידק קרקע הנקרא Bacillus thuringiensis.  מדעני החברה השוויצרית בודדו את הגן המקודד לחלבון הרעיל והחדירו אותו לחומר הגנטי של התירס. יחד עם הגן החדירו לתירס גן נוסף המקנה לצמח עמידות בפני קוטל עשבים, המיוצר אף הוא בידי החברה. בדרך זו, שדות שנזרעו בגרעיני התירס המהונדס (סופר־תירס), יהיו נקיים מחרקים ומעשבים כאחד.

מדוע, אם כן, הוחלט לא לתת אישור לסופר־תירס? באופן עקרוני אישור שכזה מחייב חוות דעת של אחת המדינות, במקרה זה צרפת, והעברת המסקנות לשאר המדינות. כאשר נערכה הצבעה בדבר אישור או שלילת המוצר, צרפת נתנה אישור לשווק את המוצר אולם אנגליה, שוודיה, אוסטריה ודנמרק התנגדו. בראש המתנגדות עמדה אנגליה, שהתנגדה בעיקר בגלל גן נוסף שהוחדר לתירס, גן המקנה לצמח כושר עמידות בפני החומר האנטיביוטי אמפיצילין. הסיבה לנוכחותו של גן שלישי זה נעוצה בטכנולוגיה שבה מפרידים בין גרעיני תירס שרכשו את השינוי הגנטי לאלו שלא רכשו אותו. מדענים באנגליה טוענים שעמידות זו בפני אנטיביוטיקה עשויה לעבור לבעלי חיים האוכלים את גרעיני התירס ואולי אף לבני אדם, דבר שימנע שימוש באנטיביוטיקה זו בעתיד.

 ה־DNA המהונדס, כך טוענים המתנגדים, עובר פירוק חלקי במעיים, שם הוא ״נשבר״ לחלקים קטנים, שאחד מהם יכיל את הגן המקנה עמידות לאנטיבייטיקה. חלקיק זה של DNA עשוי להכנס אל חיידקי המעיים ומהם לביוב וכך להגיע לאוכלוסייה גדולה. אותה אוכלוסייה לא תוכל בעתיד לקבל אמפיצילין כחומר אנטיביוטי, כי העמידות של חיידקי המעיים שלה עשויה לעבור גם לאוכלוסיית החיידקים הפתוגניים שבגופה. בתשובה לטיעון זה, ולפי הוראת סוכנות המזון והתרופות האמריקנית (FDA), חיפשה חברת סיבה־גייגי במשך שלוש שנים חלקי גנים של עגבניה ופלפל באלפי אנשים, ולא מצאה דבר. רבים טוענים שהשימוש בתירס המהונדס אינו מאושר בגלל לחצים של קבוצות פוליטיות חזקות, דוגמת ה״ירוקים״ בגרמניה.

שאר ארצות האיחוד נמנעו לחוות עמדה בעניין זה, וההכרעה תתקבל בימים אלה בוועידת השרים של האיחוד האירופי. החברות הביוטכנולוגיות האירופיות טוענות למדיניות מפלה בעניין זה בהשוואה למדינות כמו ארצות הברית וקנדה, שכבר אישרו את המוצר. בהחלט יתכן שגם אם האיחוד ידחה מפניו מוצר זה הוא יקבל אותו בדלת האחורית כמוצר מעובד המיובא ממדינות אלו.

פורסם ב"גליליאו" 17, יולי/אוגוסט 1996