התאבדות ביצורים חד־תאיים - איתי בן־פורת

מזה זמן רב מוכרת ביצורים רב־תאיים התופעה של ״התאבדות״ תאים, או בשמה המדעי ״מוות תאים מתוכנת״ (programmed cell death).

אצות חד תאיות - Chlamydomanas reinhardtiiDartmouth Electron Microscope Facility, Dartmouth College

המנגנון של מוות תאים מתוכנת שונה באופיו מן המנגנון ה״רגיל״ בו תאים מתים מזקנה או בשל נזק חיצוני. תהליך מוות זה כולל מספר מאפיינים ייחודיים, המופיעים לאחר שהתא מקבל הוראה פנימית או חיצונית להפעלת מנגנון ההתאבדות. בין מאפיינים אלה: יצירת בועות בקרום התא, והריסת גרעין התא כתוצאה מדחיסת הכרומוזומים וחיתוכם לחתיכות בעלות גודל קבוע. מוות מתוכנת של תאים ממלא תפקיד חשוב ביותר בהתפתחות היצור הרב־תאי, שכן כל התפתחות נורמלית דורשת כי תאים שאינם נחוצים, יסולקו. כך, למשל, אצבעות כפות הידיים והרגליים נוצרות לא על ידי ״צמיחה״ של אצבעות, אלא כתוצאה של מוות מתוכנת של התאים הנמצאים בין האצבעות. 

מוות התאים המתוכנת משמש, בין השאר, לסילוק תאי דם המייצרים נוגדנים עצמיים, העלולים להגיב עם הגוף, והוא ממלא אף תפקיד מרכזי בהתפתחות מערכת העצבים. מנגנון המוות המתוכנת מופעל גם כאשר תא נמצא במצב בו לא רצוי כי ימשיך לגדול, למשל כאשר ה־DNA בתא ניזוק קשה. במצב כזה ״יעדיף״ התא להתאבד מאשר להמשיך להתחלק כאשר הוא פגוע. 

חשיבותו של מנגנון זה ביצור רב־תאי מובנת, אך האם הוא צפוי להימצא גם ביצורים חד־תאיים, דוגמת חיידקים ופטריות? ההגיון האבולוציוני הפשוט טוען כי אין כל יתרון ברירני בכך שיצור מתאבד - חד־תא שיתאבד לא יעמיד צאצאים ויאבד מן העולם, ולכן, לא צפוי למצוא מנגנון כזה בחד־תאים. על־אף זאת, נמצא לאחרונה. כי מנגנון מוות התאים המתוכנת קיים ביצורים חד־תאיים, והוא תואר עד כה בכמה יצורים אאוקריוטים (בעלי גרעין) ממשפחות שונות של אצות חד־תאיות ועובש. המאפיינים הייחודיים של מוות התאים המתוכנת מופיעים גם ביצורים אלה, ומכאן עולה כי התופעה המוכרת ביצורים רב־תאיים היא גלגול של מנגנון שהיה קיים באב קדמון חד־תאי. 

מהו אם־כן היתרון האבולוציוני של מנגנון זה שדאג לשימורו מיצורים פשוטים אלה ועד ליצורים המורכבים ביותר? את התשובה לשאלה ניתן לספק אם מדמים מושבה של יצורים חד־תאיים ליצור רב־תאי. המשך גדילתה של המושבה דורש לעתים סילוק תאים שמפריעים לכך והתאמת מספר התאים לתנאי הסביבה. התאבדות של תא פגוע נותנת יתרון לשכניו שכן תא זה לא יתחרה עימם על המשאבים, וכך מבטיחה המושבה כי רק התאים הכשירים ביותר ימשיכו לחיות. אצל יצורים פרזיטיים, בקרה כזאת דרושה, ככל הנראה, לשם ״כינון יחסים״ עם היצור המארח. החוקרים סבורים כי ייתכן שמנגנון ההתאבדות הוא למעשה חלק בלתי נפרד ממערכת כללית של בקרת חלוקת התא וגילה האבולוציוני הוא כגיל מערכת זו.

פורסם ב"גליליאו" 18, ספטמבר/אוקטובר 1996