"חוקרים פרטיים": בלשי הגנים

פרקטל של שמר האופים העוזר לנו לפתור את אחת התעלומות הבסיסיות של החיים - מה עושים כל הגנים שלנו? (אומנות על ידי ניתאי סטיינברג, מכון ויצמן למדע)

מאז ילדותי אני אוהבת לקרוא ספרי בלשים - מיס מרפל, המפקח קלוזו, שרלוק הולמס....אז לא פלא שכשמצאתי תעלומה ענקית בביולוגיה, חבשתי את הכובע המשובץ, פיטמתי את המקטרת ונרתמתי למשימה.

התעלומה התעוררה לפני 20 שנה כשהמיזמים לריצוף הגנום של בני אדם ובעלי חיים אחרים התחילו להניב תוצאות. חשבנו שקריאת הגנום תפתור את כל בעיות המדע, אבל האמת היא שברגע שיכולנו לקרוא את רצף החומר הגנטי שלנו ולראות מיהם כל הגנים בגנום הבנו עד כמה אנחנו בערפל... גן הוא היחידה הפעילה בחומר הגנטי של כל יצור. כל גן מקודד לחלבון וכל חלבון עושה פעילות אחת או כמה פעילויות בתא. בזכות פרוייקט הגנום גילינו שאין לנו מושג מה עושים יותר ממחצית הגנים שלנו. הנה לכם תעלומה ששווה לפתור - מה עושים כל הגנים הנותרים???

ולמה זה חשוב? כולם רוצים רפואה מותאמת אישית - שנוכל להיכנס לרופא, שיקרא את הרצף של הדנ"א שלנו ולפי זה יחליט איך לטפל במחלות שלנו. ככה נקבל תרופות שעובדות ביעילות גבוהה וללא תופעות לוואי ולשם מכוונת הרפואה המודרנית. אבל למרות שכיום רופאים כבר יכולים לקרוא את רצף הדנ"א שלנו, הם לא מבינים מה כתוב ברובו. כלומר, עבור הרופאים והחוקרים כיום רוב הגנים שלנו הם כתב סתרים... ועל מנת לגלות את המשמעות של כתב סתרים כזה בסיסי שההבנה שלו נותנת את סוד החיים נראה לי משימה ששווה להקדיש את החיים שלי בשבילה.

פרופ' מאיה שולדינר

כדי להיות שותפה לפתרון התעלומה הזו נסעתי לפוסט דוקטורט בסן פרנסיסקו עם בעלי (שגם הוא כיום חוקר במכון ויצמן) ותינוק שהיה אז בן 3 חודשים, כדי ללמוד שיטות חדשות לגלות תפקידים של גנים שלא יודעים עליהם שום דבר. לפני 10 שנים חזרתי ופתחתי את המעבדה שלי במכון ויצמן. מאז לא רק אני, אלא גם המסטרנטים, הדוקטורנטים והפוסט דוקטורנטים שמתלמדים אצלי, כולנו מכורים לדבר אחד - לגלות את התפקיד של גנים לא ידועים.

אבל איך עושים את זה?

ראשית משתמשים ביצור פשוט שרוב הגנים שלו מאוד דומים לשלנו - שמר האופים (ראו תמונה שלו בכתבה). כן, כן – אותו השמר שקונים בשקיות שמרית בסופר.

השמר הוא יצור שנחקר רבות במעבדות בכל רחבי העולם כי הוא בנוי מתא אחד בלבד, ולמרות שהוא פטריה התא שלו עובד בצורה דומה מאוד לתאים שלנו. הרבה מההבנה שלנו על איך תאים עובדים, גם בגוף שלנו, מקורה במחקרים על שמרים.

אז אנחנו משתמשים בשמר כדי להיות בלשי גנים. שנית, בנינו מעבדה רובוטית שעושה אלפי ניסויים ביום על ידי רובוטים משוכללים שבודקים עבור כל גן אלפי אופציות של פעילות ומאפשרים לנו לגלות פעילויות חדשות ולשייך אותם לגנים. כל שנה אנחנו מגלים תפקידים למספר גדול של גנים. אנחנו מקווים שבעתיד לקרוא את הגנום יהיה פשוט ומובן כמו אחרי ששרלוק הולמס מסביר את הפתרון לווטסון, והכל נראה אלמנטרי.

פרופ' מאיה שולדינר היא חוקרת במחלקה לגנטיקה מולקולרית במכון ויצמן