חיידקים מסתגלים - איתן ישראלי

מנגנון המאפשר לחיידקים להסתגל למצבי מצוקה תוך כדי יצירת מוטציות התגלה באחרונה על ידי פרופ׳ צבי ליבנה ותלמידי המחקר נינה ראובן וגיא תומר מהמחלקה לכימיה ביולוגית במכון ויצמן למדע. תגלית זו, המתפרסמת בימים אלה בכתב העת המדעי הבינלאומי ״Molecular Cell״, עשויה לשמש, בין היתר, לבלימת יכולתם של חיידקים לפתח עמידות כנגד תכשירים אנטיביוטייס.

בחיידקים שמתחלקים (בתהליך ההתרבות), כאשר המנגנון המשכפל את החומר הגנטי נתקל בנזק או בשיבוש על ה-DNA הוא עשוי להתעלם מה״אות״ הפגומה, לא להכניס מולה שום מידע ולהמשיך בפעולתו ״כאילו לא אירע דבר׳׳. כתוצאה מכך, משתבש לחלוטין מבנה החלבון שאותו מקודד הגן המשוכפל, כך שבמקומו נוצרים חלבונים שונים לחלוטין מאלה שהתא זקוק להם. במקרים אחרים גורמת השגיאה לעצירת ייצורו של החלבון. כאשר מדובר בחלבון חיוני, עלולה עצירה כזאת לגרום למות התא (או החיידק).

מדעני המכון גילו שהחיידק יכול להימנע מהמוטציות הקטלניות האלה ולהמירן במוטציות פחות דרמטיות שלעתים עשויות אפילו לסייע לו. תהליך זה מתאפשר הודות למנגנון חרום המתחיל לפעול כשמתגלים נזקים לא מתוקנים בחומר הגנטי של התא. מנגנון זה מבוסס על ״חלבוני מעבר נזקים״ המאפשרים לאנזים ההכפלה, הפולימרז, להכפיל את האזור הפגום של הגן תוך הימנעות מההתעלמות המסוכנת מהפגם. למעשה, במקום השגיאה הגדולה, הם מאפשרים לפולימרז לעשות שגיאה קטנה: להכניס מול אזור הנזק שב-DNA, מידע גנטי אקראי. כך נגרם שיבוש של חומצה אמינית אחת בלבד על הרצף של החלבון המקודד, ואילו הסדר של החומצות האמיניות שבהמשך הרצף אינו משתבש. בדרך זו נוצרים בתא חלבונים השונים זה מזה רק במעט, דבר שמצד אחד מאפשר להם לפעול באורח תקין, ומצד שני ״מציע״ מרווח שונות מסוים לבחירתה' של הברירה הטבעית. מוטציות שנוצרות בדרך זו (הודות לנוכחותם של ״חלבוני מעבר נזקים״ שייצורם בתא מוגבר בתגובה למצבי עקה), עשויות לשפר את יכולת העמידה של החיידקים במצבי עקה. מנגנונים כאלה מעורבים גם בהתפתחות יכולת העמידות של החיידקים כנגד תכשירים אנטיביוטיים, כך שהבנת המנגנונים עשויה לסייע בפיתוח שיטות לבלימת התהליך הלא רצוי הזה.

התגלית עשויה לשמש, בין היתר, לבלימת יכולתם של חיידקים לפתח עמידות כנגד תכשירים אנטיביוטיים.

פורסם ב"תצפית" 3, אוקטובר 1998