הדיווחים על שינויים ניכרים ברצף הגנטי של התאום שטס לחלל לעומת אחיו שנשאר על כדור הארץ נובעים מהבנה לקויה של מה שנבדק

לפני קצת יותר משנה דיווחנו כאן על ממצאים ראשוניים ממחקר התאומים שהשווה בין המטען הגנטי של האסטרונאוט סקוט קלי, ששהה כמעט שנה שלמה ברציפות בתחנת החלל הבינלאומית, לזה של תאומו הזהה, האסטרונאוט לשעבר מארק, שנשאר על כדור הארץ ועשה כאן ניסויים דומים.

דגימות שנלקחו לפני המשימה של קלי, במהלכה ואחריה, הצביעו על הבדלים ביניהם בביטוי גנים, בשינויים כימיים ב-DNA ובסמנים ביולוגיים אחרים – מדדים שעשויים להיות זהים בתנאים זהים בגלל זהות גנטית מלאה בין התאומים. בסדנה של נאס"א שהתקיימה בינואר בגלבסטון, טקסס, אישרו החוקרים את ממצאיהם הראשוניים ודיווחו על עוד כמה, שנמצאו לאחר שהמשימה הסתיימה.

גֵנים חלליים

הממצאים המעניינים ביותר בנוגע ל-DNA של סקוט קלי במהלך משימת החלל שלו, נוגעים לשינויים כימיים בֵגֵנים שמווסתים את ביטוי הגנים, כלומר קובעים אם התא ייצר חלבון על פי גן מסוים, וכמה חלבון יופק. שינויים מסוימים נמצאו רק אצל סקוט לאחר הטיסה, והם הופיעו בדם כ"DNA חוץ-תאי", כלומר כזה שאינו נמצא בתוך תאי הגוף. הסברה היא שזה נובע מהעקה שבטיסת חלל, שיכולה לגרום ליציאת DNA ו-RNA מהתאים. שינויים כאלו יכולים לעורר בניה של מולקולות חדשות כמו שומן וחלבון ופירוק תאים, וכן "להדליק" ו"לכבות" גנים, מה שיכול לשנות את תפקודם בתא. תוך כדי מחקר על השינויים הללו, נמצאו גם "גֵני חלל" חדשים, שמעידים על הסתגלות לעקה תאית.

השינויים הגנטיים אצל סקוט קשורים לתהליכים שיכולים להיות רלוונטיים למשימות עתידיות: היפוקסיה (מצב של מחסור בחמצן בתאים); עקה של המיטוכונדריה ועליה ברמות מיטוכונדריה בדם (שמעידות על נזק ל"תחנות הכוח של התאים"); שינויים באורך טֶלוֹמֶרִים – רצפי DNA שמגינים על קצות הכרומוזומים ושומרים על שלמותם; נזק ל-DNA ותיקונו; ושינויים בקרישת דם ובבניית העצמות. חשוב לומר: 93 אחוזים מכלל הגֵנים שבו לביטוי נורמלי לאחר החזרה לכדור הארץ, אולם כמה מאות "גני חלל" שמרו על רמת הביטוי שלהם.  

שינוי הביטוי, לא הרצף

לאחר פרסום הממצאים, כמה פרסומים ברשת טענו בהתלהבות שה-DNA של סקוט קלי השתנה במהלך שהותו בתחנת החלל, וששבעה אחוזים מהגנים לא חזרו לרמה נורמלית עם שובו משם – עד כדי כך שאפשר היה לקבל את הרושם המוטעה שסביבת החלל שינתה באופן קבוע את הקוד הגנטי שלו.

אם כן, מה באמת קרה? כאשר DNA של אדם משתנה, מתרחש ארגון מחדש של הגנים שלו בדרך מסוימת. חלקים מהקוד הגנטי מסולקים, בעוד חלקים חדשים אחרים מתווספים ל-DNA. כל גורם חיצוני – לא רק סביבה חסרת כבידה – יכול לגרום למוטציות ב-DNA, כך שהן אינן כה נדירות. למשל, קרינה על-סגולה או עשן סיגריות. "מוטציות מתרחשות כל הזמן, ככל שאנשים מתבגרים" אומר דן ארקינג (Arking), פרופסור לרפואה באוניברסיטת ג'ונס הופקינס, בראיון לאתר The Verge.

מה שעורר עניין בממצאים של חוקרי נאס"א לא היה מוטציות, אלא שינוי בדפוס הביטוי של הגנים של סקוט. זה שונה לחלוטין מאשר שינוי ב-DNA של אדם. ביטוי גנים משמעותו כמה RNA שליח מיוצר על פי ה-DNA, כדי שיתורגם אח"כ לחלבון. במילים אחרות, ה-DNA נותר כשהיה, אבל מתפקד אחרת. הקוד הגנטי אינו משתנה, אבל "הוראות השימוש בו" משתנות, אם אפשר לנסח זאת כך. "העובדה ששבעה אחוזים מביטוי הגנים השתנה לאחר טיסת החלל אין משמעותה ששבעה אחוזים מה-DNA השתנה, או ששינויים אלו הם בהכרח תוצאה של מוטציות" כותבת ל"The Verge" ניקול הולם (Holm), גנטיקאית מאוניברסיטת קליפורניה בדייויס, שלא הייתה שותפה למחקר התאומים.

גם שינויים בביטוי גנים אינם כה מפתיעים: הם מתרחשים כל הזמן, גם על פני כדור הארץ. זו תגובה בסיסית לשינויים בסביבה שהאדם חי בה. "לדוגמה, אם תחיה בגובה רב לזמן ממושך, יהיו שינויים בביטוי הגנים שלך. יהיו לך יותר תאי דם אדומים". זאת, משום שמחסור בחמצן בגבהים משפיע על ביטוי גנים.

שינוי בביטוי הגנים אינו מעיד על שינוי ברצף הגנים. ייצור חלבון על פי RNA מועתק מה-DNA | איור: Science Photo Library
שינוי בביטוי הגנים אינו מעיד על שינוי ברצף הגנים. ייצור חלבון על פי RNA מועתק מה-DNA | איור: Science Photo Library

מקור הפרשנות השגויה

מנין, אם כן, נובעת התפיסה השגויה שחל שינוי ב-DNA של סקוט קלי? נראה שמהודעה לעיתונות של נאס"א מינואר, שבה דווחו תוצאות ראשוניות ממחקר התאומים המתמשך. הניסוח של ההודעה היה לא ברור, וגרר אחריו עליה בחיפושים ברשת על הנושא בכמה ימים האחרונים. אפילו סקוט ומארק בעצמם צייצו בטוויטר כאילו הם אינם עוד תאומים זהים, אבל זה אינו נכון. גם אתר המדע Livescience פרסם ידיעה שגויה בשבוע שעבר.

"השניים הם עדיין תאומים זהים" כותבת הולם. היו להם מוטציות שונות לפני הטיסה ולאחריה, וסקוט חווה שינויים אחרים ב-RNA ולא ב-DNA שלו, אבל ה-DNA של שניהם עדיין כמעט זהה לחלוטין, עם דמיון גבוה בהרבה מכל שני אנשים על פני כדור הארץ". 

בעקבות המהומה שהתעוררה פרסם אחד מדוברי נאס"א הבהרה בזו הלשון: "מה שמצאו החוקרים הוא שינויים בביטוי הגנים, שהוא האופן שבו הגוף שלך מגיב לסביבה. נראה שהשינויים שנמצאו הם בטווח השינויים הנורמלי בבני אדם במצבי עקה כגון טיפוס הרים או צלילת עומק עם אספקת חמצן".

גם Livescience הודה בטעותו, וציין כי אילו שבעה אחוזים מה-DNA של סקוט היו באמת משתנים, הוא היה חוזר כחייזר, משום שכל בני האדם חולקים למעלה מ-99 אחוזים של ה-DNA שלהם זה עם זה, ו-98 אחוזים עם השימפנזים, שארי בשרנו הקרובים ביותר. עוד נאמר שם, בצדק, שגם תאומים זהים שחיים שניהם על פני כדור הארץ צוברים מוטציות במהלך חייהם, כך שה-DNA שלהם אינו זהה במאת האחוזים זה לזה.  

בצד הסערה שהתעוררה סביב התוצאות ובעיקר סביב הפרשנות השגויה שלהן לאחר מכן, חשוב לציין שמחקר התאומים מקדם אותנו בהבנת ההשפעה של טיסת חלל על גוף האדם ברמה המולקולרית. התוצאות שלו פותחות פתח למדידות של שינויים אפיגנטיים – כלומר כאלו שמשפיעים על ביטוי גנים – אצל אסטרונאוטים במשימות חלל ממושכות כדי להעריך נזק פוטנציאלי ל-DNA. תוצאות נוספות מהמחקר צפויות להתפרסם בקיץ.

3 תגובות

  • אל

    עידו, יש לי רק ביקורת אחת על הכתבה

    תקן את המילה בעבוע.
    אח"כ אתה יכול למחוק את התגובה שלי.

  • יובל

    קישור למחקר

    שלום רב,
    אשמח לקבל קישור למחקר המדובר והקודם שנעשו על התאומים האסטרונאוטים.
    תודה!

  • אנונימי

    https://www.nasa.gov/feature

    https://www.nasa.gov/feature/nasa-twins-study-investigators-to-release-i...