דובון המים מצליח לשרוד בתנאים הכי קיצוניים שיש. שימוש במנגנון ההגנה שלו על המטען הגנטי הצליח להקטין נזקי קרינה בתאים אנושיים ומציע תרופה חדשה

אנו רגילים להתפעל מהכי גדול והכי חזק, אך כמו בסיפור הנס של חנוכה לא פעם הנס הגדול טמון דווקא בכד קטן ונסתר. דוגמה לכך הוא דובון המים, שכל גודלו בין עשירית מילימטר למילימטר וחצי – יצור נסתר שמצליח לשרוד בתנאים הקיצוניים ביותר.

יש יצורים שחיים באופן קבע בתנאים קיצוניים כמו אלה ששוררים בים המלח או במעיינות לוהטים. דובון המים, לעומת זאת, דווקא אוהב לחיות בסביבה מפנקת של טחב או חזזית, ובכל זאת יכול לשרוד גם בתנאים שאף ייצור אחר לא יכול לשרוד בהם, כמו קור מקפיא קרוב לאפס המוחלט (273- מעלות צלזיוס) או חום גבוה במיוחד של 150 מעלות, לחץ גבוה מאוד, ואפילו מחזיק מעמד בריק והקרינה שבחלל או בתנאי יובש קיצוני שנמשך שנים ארוכות.

הבנת מנגנוני השרידות של דובוני המים מרתקת את המדע, בין השאר כי היא יכולה לסייע לפיתוח החקלאות באזורים צחיחים ומדבריים, לביוטכנולוגיה ולרפואה. כתב העת Nature דיווח לאחרונה על מחקר חדשני שבו התגלה חלבון ששומר על המטען הגנטי (ה-DNA) של דובוני המים גם בקרינה חזקה. התברר שיכולתו של דובון המים לשרוד בקרינה חזקה פי אלף מזו שהורגת יצורים אחרים, קשורה ליכולתו לתקן נזקים שנגרמו ל-DNA שלו ולשמור עליו.

במחקר החדש קבעו מדענים מאוניברסיטת טוקיו את רצף הגנום של דובון מים מזן שמתאפיין בעמידות גבוהה לתנאי קיצון. הם מצאו מגוון גנים ייחודיים העוסקים בתיקון נזקים שנגרמו ל-DNA. נמנים עליהם למשל גנים שתוצריהם מטפלים ברדיקלים חמצוניים: לגן לאנזים קטלאז, שמקורו בחיידקים בעלי יכולת שרידות גבוהה, יש מבנה ייחודי אצל דובוני המים, והגן לאנזים סופראוקסיד דיסמוטאז נמצא בעותקים רבים במיוחד בגנום של הדובון.

מנגד, למנגנון העיכול העצמי (אוטופגיה) שזיכה את היפני יושינורי אושומי בפרס נובל בשנת 2016, אין שום זכר אצל דובון המים. אדרבא, היצור הזעיר שומר על חלקי הגוף שלו גם אם הם נהרסים חלקית ומנסה לתקן אותם במקום לעכל אותם כמו שעושים יצורים אחרים כדי להגן על עצמם מנזקים.

שכבת הגנה

בשלב הבא לקחו המדענים את הגנים החדשים וביטאו אותם בתאי כליה עובריים – דרך מקובלת לראות את ההשפעה של גנים על תאים אנושיים. בשביל לבחון את ההשפעה של כל גן על נזקים ל-DNA, המדענים "התעללו" בתאים באמצעות קרינת רנטגן חזקה, זרמים חשמליים והוספה של מי חמצן לתאים. תאים שביטאו גן לחלבון בשם Dsup הפתיעו את המדענים ביכולתם לשרוד את התנאים הקשים. החלבון הזה נקשר ל-DNA ועוטף אותו בשכבת הגנה, כך שבמקום שהצופן הגנטי היקר יספוג את נזקי הקרינה, שכבת ההגנה החלבונית סופגת את הנזקים.

פרופ' קונידה, שעמד בראש המחקר, סיפר ל-Nature שהמשמעות של הגילוי עצומות: אחרי פיתוח נוסף ייתכן שנוכל להיעזר בחלבון הזה כדי להגן על אנשים שעוברים טיפולי הקרנות, על ידי כך שנכסה בחלבון את הרקמות הקרובות לגידול. אפשר יהיה להשתמש בו גם כתרופה לאנשים שניזוקו מתאונת קרינה ואף להסתייע בו כדי לפתח חקלאות באזורים החשופים לקרינה חזקה, כמו קרקע מאדים למשל. 

0 תגובות