|
|
|
  |
    |
הסדרי נגישות
 |
 |
| עמוד הבית > מדעים > ביולוגיהעמוד הבית > מדעים > ביולוגיה > גנטיקה > הנדסה גנטית |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
לאחרונה, בספר רב המכר "פארק היורה" ובסרט שהופק בעקבותיו, הועלתה האפשרות לתרגם בשיטות ההנדסה הגנטית את המידע הגנטי המוצפן במולקולות דנ"א של דינוזאורים, אשר נשתמרו כלואות באיבר המציצה של חרקים עוקצים, שנלכדו בענבר (שרף עצים מאובן), לכדי דינוזאורים חיים.   סדר הבסיסים הערוכים ברצף מאפיין את סך כל הדנ"א של יצור מסוים, והוא קבוע וזהה בכל תאי גופו של אותו יצור. ברצף הדנ"א מקודד (גלום) המידע לייצורם של כל החלבונים, ובכלל זה, האנזימים, אף הם מולקולות חלבון המנתבות, בין השאר, את ייצורם של שאר החומרים, המאפיינים את אותו יצור. לאמיתו של דבר, ניתן לקבוע כי רצף הדנ"א המאפיין כל יצור, ובכלל זה בן אנוש, מהווה את תעודת הזיהוי הטובה ביותר שלו. לכן קביעת רצפי דנ"א מדגימות ביולוגיות של דם, זרע, שערות, פיסות עור ועוד, שנותרו בזירת פשע, משמשת את חוקרי המשטרה לזיהוי ודאי של חשודים במעשה. יתר על כן, מאחר שרצפי דנ"א מורשים מהורים לילדיהם, ניתן על ידי השוואתם של רצפים מפרטים שונים לקבוע אם קיימים קשרי הורשה ביניהם. הליך המשמש רבות בבדיקות לקביעת אבהות אצל בני אדם, לשיוכם של בעלי חיים מיוחסים כגון כלבים וסוסים גזעיים, לבית הגידול בו נולדו, ולאחרונה גם לשיוך לווייתנים שגודלו בשבי, לקבוצת הלווייתנים שבה נולדו לשם שחרורם חזרה לחופשי. במקביל לפענוח מבנה הדנ"א הוצע גם המנגנון המולקולרי, באמצעותו מתאפשרת הורשת התכונות. הדנ"א בנוי, כאמור, משני גדילים המשלימים זה את זה ברצף בסיסיהם., ניתוק הקשרים בין שני הגדילים הקיימים, ובניית גדילים משלימים לכל אחד מהם מכפילה את הדנ"א. הכפלה זו מכונה "שמרנית למחצה" (סמי-קונסרבטיבית), שכן, בשתי מולקולות הדנ"א החדשות, מקורו של גדיל אחד במולקולה הראשונית, ואילו הגדיל השני נבנה מחדש על פי הרצף של הראשון. במהרה פוענח גם הקוד הגנטי. הסתבר כי כל שלישיית בסיסים סמוכים ברצף דנ"א המהווה גן, מגלמת מידע לשיבוצה של חומצה אמינית אחת בחלבון המקודד על ידי אותו גן. כך, באמצעות קביעת הרצף של הדנ"א ניתן לנבא את רצפו של החלבון המקודד על ידו, שכן, הרצף הקווי של הדנ"א ושל החלבון הם קו-לינאריים. לאחר שפוענח הקוד הגנטי, התפתחו גם טכניקות המאפשרות שינויי רצפי הדנ"א כך שיקודדו לחלבונים מעט שונים מהחלבונים הטבעיים. התופעה הזאת קיימת גם בטבע ומכונה מוטציה. גידולים סרטניים במקרים רבים מאופיינים במוטציות החלות בגנים המקודדים לחלבונים, שתפקידם לפקח על חלוקת התא. כתוצאה ממוטציות החלבונים האלה חדלים למלא את תפקידם כראוי, וקצב החלוקה של התאים מתגבר עד כדי התפתחות גידול סרטני. מוטציות נוספות בגנים המקודדים חלבונים נוספים באותם תאים עלולות להוביל להתפתחות תת-אוכלוסייה של תאים, המתחלקים מהר עוד יותר מהתאים הראשונים, או אף לתאים בעלי כושר לנדוד ברחבי הגוף, ולייסד מושבות תאים או גידולים חדשים, המכונים גרורות סרטניות. במקרה האחרון הסרטן מוגדר כממאיר. מוטציות נגרמות באופן טבעי עקב טעויות בהכפלת הדנ"א או בעת תיקונו. ישנם חומרים שונים המוכרים בשם כללי חומרים מסרטנים, הגורמים לריבוי טעויות בהכפלת דנ"א או בעת תיקונו, ולכן גורמים לתדירות גבוהה יותר של מוטציות בדנ"א של אנשים החשופים להשפעתם, ועלולים לגרום להתפתחות סרטן. רשימת החומרים המוגדרים כמסרטנים הולכת וגדלה משנה לשנה עם פיתוחם של החומרים חדשים, ועם צירופם לרשימה של חומרים ישנים, שהתגלה שהם מסרטנים. למשל, מספר חומרים המצויים בעשן סיגריות הם מסרטנים. כתוצאה מכך תדירות המקרים של סרטן ריאות בקרב אוכלוסיית המעשנים גדולה פי כמה מזו המאפיינת את אוכלוסיית הלא מעשנים. אף על פי שרוב המוטציות הן הרסניות מטבען, ולאחר שהן חלות, החלבון המקודד על ידי הגן ששונה אינו פעיל ביולוגית, הרי לעתים נדירות מוטציות עשויות להיות חיוביות במובן שהן גורמות לשינוי בחלבון, ההופך אותו מותאם טוב יותר לתפקודו הפיסיולוגי. למשל, אם מדובר בגן המקודד חלבון בעל פעילות אנזימטית, מוטציה מסוימת עשויה לגרום לו לפעול מהר יותר. אם מהירות הפעילות של האנזים מהווה את הגורם המגביל פעילות פיסיולוגית כלשהי, הרי שפעילות מהירה יותר שלו, מגבירה את אותה פעילות פיסיולוגית, והופכת את החיה נושאת השינוי מותאמת יותר לסביבתה. חיה כזו תחיה זמן ארוך יותר ותהיה חיונית יותר, ועל כן תעמיד בממוצע מספר רב יותר של צאצאים יחסית לאחיותיה בעלות החלבון המקורי. צאצאים שירשו ממנה את התכונה החדשה, יהיו אף הם מותאמים לסביבתם טוב מן החיות המקוריות וצאצאיהן. כתוצאה מכך, לאחר תקופה שבה חל תהליך ברירה טבעית, יהיו כל החיות מן הסוג החדש, ואילו חיות מהסוג הישן ייכחדו. קצב התהליך תלוי, כמובן, ביתרון היחסי המוקנה לחיות הנושאות את המוטציה. קרי, תלוי במהות המוטציה ובלחץ הברירה הסביבתית. דרווין בספרו הידוע "מוצא המינים", תיאר את מהלך הדברים האלה לאחר שצפה בבעלי חיים באזורים שונים בעולם, למרות שלא ידע על קיומו של הדנ"א, כל שכן, על היותו החומר התורשתי. מוטציות או שינויים בדנ"א יוצרים, אם כן, מגוון שהינו כר הפעולה לברירה הטבעית או לקיומה של אבולוציה. מאז ימי קדם ועד ימינו אנו משמש המגוון הגנטי הטבעי לתועלתו של המין האנושי. על ידי קיומם של זיווגים נבחרים, המבוססים על בחירה של פרטים בעלי תכונה מועדפת מהאוכלוסייה הכללית, ניתן לשפר את התכונה באוכלוסייה כולה. למשל, גידולים הגדלים מהר יותר, לגודל רב יותר, ועמידים מאחרים בפני פגעי מזג האוויר, בפני מחלות ובפני מזיקים, פותחו בשיטות של ברירה מלאכותית, ככל הנראה, עוד בתקופה הפרהיסטורית. כתוצאה מכך, זני השעורים המשמשים להכנת קמח, שונים לטובה מבחינות רבות מזני שעורת הבר. יתר על כן, למעשה כל עולם החי והצומח המכונה "מתורבת", מכלבים וחתולים ועד עגבניות ופלפלים, הוא תוצאה של זיווגים בין פרטים נבחרים, שמטרתם להשביח תכונות שהוגדרו על ידי האדם כרצויות. בימינו, לאחר פיתוח שיטות ההנדסה הגנטית, יכול המדען לשנות רצפי דנ"א כרצונו, ולשלוט על טיבם וסוגם של החלבונים המיוצרים מאותו דנ"א באותו יצור, ולכן למעשה, על כל תכונותיו המורשות. טכנולוגיה זו ניתנת ליישום הן לצרכים מועילים, למשל, ריפוין של מחלות גנטיות תורשתיות, והן למטרות שנויות במחלוקת מוסרית ואתית, למשל, ייצור אנשים חכמים יותר, יפים יותר ועוד, כיד הדמיון. בבעלי חיים רב תאיים הדנ"א מצוי בגרעין התא שהוא מבנה תוך תאי מוקף קרום, המבודדות משאר נפח התא. הדנ"א מאורגן במבנים שניתנים לצפייה במיקרוסקופ לאחר צביעה מתאימה, ולכן מכונים כרומוזומים (כרומו=צבע). מספר הכרומוזומים המאפיין מין מסוים הוא קבוע. תאי אדם למשל, מאופיינים ב-46 כרומוזומים. הכרומוזומים השונים נבדלים זה מזה בגודלם ובצורתם, ולכן ניתנים לזיהוי ולאפיון. בבעלי חיים רב-תאיים, להבדיל מחד-תאיים כגון חיידקים, כל סוג כרומוזום קיים בכל תא בשני עותקים המכונים זוג כרומוזומים. לפיכך, תאיהם של בני אדם, מאופיינים ב-23 זוגות כרומוזומים. כל כרומוזום מורכב מולקולת דנ"א יחידה (שני גדילים) וחלבונים ייחודיים, המכונים חלבוני היסטון, המאפשרים את ארגון הדנ"א במבנה הכרומוזומלי. מספר הבסיסים החנקניים בכל אחד מגדיליה של מולקולת דנ"א הכלולה בכל כרומוזום עשוי לנוע בין עשרה למאה מיליון. אצל האדם, מספרם הממוצע של הגנים השונים המקודדים על ידי כל כרומוזום הוא כ-5000. מספרם של הבסיסים החנקניים המרכיבים את הגנום כולו (תכולת הדנ"א בכל תא מתאי יצור מסוים) של בעלי חוליות מוערך בארבעה מיליארד זוגות בסיסים, והם מקודדים לכ-100,000 גנים. בכרומוזומים הבודדים ניתן לצפות רק כאשר התא מצוי בשלב של טרום חלוקה. בשלב הזה, כהכנה לשלב החלוקה עצמו, מתכווצים הכרומוזומים ליצירת המבנה הכרומוזומלי המאפיין אותם בצפייה במיקרוסקופ. בשנת 1976 הציג סנגר שיטה נוחה לקביעת רצפי דנ"א, ועל פיתוחה זכה יחד עם מקסם וגילברט בפרס נובל ב-1980. היה זה פרס הנובל השני, שבו זכה סנגר, בפרס הראשון זכה על פיתוח שיטה לקביעת רצפם של חלבונים. אוטומטיזציה של השיטה הזאת עשתה אותה יעילה, מדויקת ושימושית ביותר לקביעת רצפי דנ"א. בתנאים המרביים מכשיר קביעת רצף יחיד, שעלותו כ-100,000 דולר, עשוי לקבוע רצפם של כ-25,000 בסיסים חנקניים ביממה. עם זאת, חישוב פשוט מראה כי על מנת לקבוע את רצפו של גנום שלם של חולייתן מסוים באמצעות מכשיר יחיד, תהיינה דרושות כ-440 שנים. לפני מספר שנים הוחל בפרויקט בינלאומי, שמטרתו למפות את הגנים ולקבוע את רצף הגנום של האדם. פירושו, חלוקת הגנים לכרומוזומים, קביעת מיקומם היחסי של הגנים בתוך כל כרומוזום, קביעת רצפם של הגנים, וקביעת רצפו של כל הגנום כולל רצפים שאינם מקודדים, קרי, אינם מהווים גנים. לפרויקט הזה השלכות מדעיות ורפואיות ממדרגה ראשונה, בין השאר, כיוון שלאחר השלמתו יתאפשר זיהויים, ובהמשך אולי תיקונם של הגורמים הגנטיים האחראיים לקיומן של כ-4,000 המחלות התורשתיות המוכרות באדם. השלמתו של הפרויקט, שבו מעורבות מאות מעבדות מחקר מכל האולם צפויה להסתיים בעוד כ-20 שנים. תקציבו הנוכחי של הפרויקט 10 מיליארד דולר שעיקרם מכספי משלם המסים האמריקני. הגישה המנחה את פרויקט מיפוי הגנים וקביעת הרצף של גנום האדם, מבוססת על קיומןשל שיטות גנטיות ופיסיקליות לקביעת מיקומו של רצף דנ"א נבחן על גבי הכרומוזומים. כך, תוך שימוש בשיטות האלה, לאחר שנקבע הרצף של מקטע דנ"א מסוים הוא ממוקם יחסית למקטעי דנ"א נוספים, שרצפם מוכר זה מכבר והאמונים על אותו כרומוזום. ואולם, השיטות האלה לא תצלחנה ליישום בפרויקט שייעודו יצירת כרומוזומי דינוזאור, שכן הן מותנות בנאליזה גנטית של משפחות לדורותיהן בשיטה הראשונה, ובאנאליזה פיסיקלית של כרומוזומים שלמים כשהם בשלב של טרום חלוקת התא וניתנים לצפייה במיקרוסקופ, בשיטה השנייה. ברור שלא ניתן יהיה למצוא משפחות של דינוזאורים, שכן הם נכחדו מעל פני כדור הארץ לפני מיליוני שנים. כמו כן, קשה להאמין כי ניתן יהיה למצוא כרומוזומים שלמים ששמרו על צורתם. אף לא בתאי דם מאיבר המציצה של חרקים עוקצים, שנכלאו ונשתמרו בענבר. בשיטות המקובלות להפקת דנ"א מתקבלות מולקולות הדנ"א שבורות לחלקים הקטנים במספר סדרי גודל מכרומוזום שלם. כל שכן, בטרם הפקתו דנ"א עתיק הוא מקוטע ושבור מלכתחילה. על מנת ליצור כרומוזומי דינוזאור, ראשית יש לקבוע את רצף המקטעים ולארגן אותם בכרומוזומים, כפי שהיו מסודרים מלכתחילה. מהאמור לעיל, עולה כי הגישה באמצעותה ניתן יהיה לקבוע את רצפם המלא של כרומוזומי דינוזאור תהיה קביעת רצף של מקטעים בודדים בתקווה שתהיה חפיפת רצפים בין מקטעים שמקורם מתאים שונים, כך שניתן יהיה לחפוף את קצותיהם על מנת לקבוע את סידורם אחד יחסית לשני, ועל ידי כך את רצפם של הכרומוזומים השלמים. לאחר שייקבעו רצפיהם של כל הכרומוזומים, יש ליצרם. שתי גישות הניתנות לשילוב ביניהן עשויות לצלוח לשם כך. בגישה אחת מחברים את המקטעים ששימשו לקביעת הרצף, זה לזה. לגישה הזאת חיסרון מסוים כיוון שעל החיבור להיות מדויק ביותר, ואל לו לכלול מקטעים חופפים, לחילופין חסרים, שכן הדבר עלול לגרום לביטוי לא מדויק של הגנים, ולאי הצלחת התהליך הסופי בכללותו. יש לזכור שיש לחבר לפחות 10,000 מקטעים שונים כדי לשחזר כרומוזום יחיד, וכי על כל החיבורים, ללא יוצא מן הכלל, להיות מדויקים עד כדי בסיס חנקני יחיד. על פי הגישה השנייה מייצרים את הכרומוזומים בצורה כימית מלאכותית. לשם כך פותחה שיטה כימית ופותחו מכשירים אוטומטיים ליישומה, המסוגלים ליצר מולקולות דנ"א מנגזרות של הבסיסים החנקניים המרכבים אותן. כיום המכשירים האלה יקרים ביותר ויעילות פעולתם נמוכה. כל מכשיר כשיר ליצור גדיל דנ"א יחיד בן כ-100 בסיסים ביממה. חישוב פשוט מראה כי על מנת ליצור בצורה רציפה כרומוזום באורך עשרה מיליון זוגות בסיסים, נדרשות כ-2,200 שנים. נמצאנו למדים, אם כן, כי לפני שנוכל להיכנס למשימת "החייאתם" של הדינוזאורים, יש לשפר את היכולות העומדות לרשותנו לקביעת רצפים וייצורם, ולפתח גישות חדשות כדי להתמודד עם משימה בסדר גודל המתואר. בתום השלב הראשון של יצירת הכרומוזומים יש בידינו מולקולות דנ"א ארוכות, כל מולקולה כוללת את רצפיו של כרומוזום שלם. כעת, נרצה "לעטוף" את הכרומוזומים בקרום גרעין ובתא. יתר על כן, נרצה שפעילויותיו של התא שניצור, ינותבו על ידי המידע הדינוזאורי המקודד על ידי הכרומוזומים שיצרנו. ברשות המדע עדיין לא קיים המידע לגבי תכולתו המדויקת של תא. כלומר, עדיין לא מוכרים כל החלבונים ושאר החומרים המרכיבים תא, וכן לא מוכרת דרך לארגונם במסגרת תאית. לכן לא נוכל להשיג את המטרה על ידי ערבובם של החומרים המתאימים במבחנה. עם זאת, ניתן לדון באפשרות של החלפת סט הכרומוזומים של תא קיים בכרומוזומים המלאכותיים שיצרנו. ניסיונות ראשוניים בכיוון הזה נעשו על ידי גורדון מאוניברסיטת קיימברידג באנגליה, שזכה על כך בפרס קרן וולף הישראלית. גורדון התעניין בתהליכי התמיינות של תאים; תהליכים המביאים להבשלתו או להתבגרותו של תא, במהלכם הוא רוכש את תכונותיו האופייניות. התהליכים האלה הם בלתי הפיכים משלב מסוים ופירושו שתא ממוין, למשל, תא עור בוגר, סופו מיתה. בניסיונותיו ביקש גורדון לבדוק האם תהליך ההתמיינות בלתי הפיך עקב שינויים בלתי הפיכים בגנום. לשם כך נטל ביצית (תא מין נקבי) של צפרדע ירוקה והרס את גרעינה, המכיל את הגנום המקורי, על ידי חשיפתה לקרינה באורך גל אולטרא סגול. התקבל תא ביצית שתפקידו המקורי לתמוך ולהזין את העובר, נטול גנום משל עצמו. משול הדבר לבית חרושת (על מכונות הייצור שלו) נטול תוכניות עבודה. לאחר מכן החדיר גורדון לתוך הביצית נטולת הגנום המקורי, גרעין שבודד מתא ממוין שמקורו באפיתל המעי ונלקח מצפרדע מזן אלבינו (לבנה), ובדק האם חלה התפתחות עוברית. התוצאות היו מפתיעות. ברוב המקרים לא היתה כלל התפתחות עוברית, אך במספר מועט של מקרים התפתחו הביציות לעוברי צפרדע מזן אלבינו. בניסיונות האלה הודגם כי לפחות לגבי דו-חיים, גנום של תא ממוין עשוי להוביל להתפתחות עוברית מחודשת, ולהתמיינות כל סוגי התאים המרכיבים עובר. ניסיונות מסוג דומה שנעשו בחולייתנים אחרים, למשל, יונקים, לא צלחו, ועדיין לא ברור אם סיבת הכישלון טמונה בהדל בסיסי בין גרעיני דו-חיים ליונקים או בתנאי ניסיון לא מתאימים. כמו כן, בניסיונות שבהם ניסו להביא להתמיינות מחודשת של תאים ממוינים לכדי יצור שלם מבלי להעביר את גרעינם לסביבה, התומכת בהתפתחות עוברית (ביצית), עדיין לא צלחו בבעלי חיים. להבדיל, בצמחים ניתן בקלות רבה יחסית, בתנאים לא מורכבים, לגרום לתאים ממוינים (למשל, תא שורש יחיד של גזר, או תא קליפה יחיד של תפוח אדמה), להפוך לירק הכולל את כל מאפייניו של הירק השלם ואף כשיר לרבייה.  בניסיונות אלה הודגם כי לפחות לגבי דו-חיים, גנום של תא ממוין עשוי להוביל להתפתחות עוברית מחודשת, ולהתמיינות כל סוגי התאים המרכיבים עובר. איירה: הדס מרכוס. מכל מקום, המשימה הניצבת בפנינו מורכבת הרבה יותר. הדנ"א המלאכותי שיצרנו, ובו גלום המידע להחייאתם של הדינוזאורים, אינו מאורגן במבנה גרעין אותו ניתן להחדיר לתא נטול גרעין, באופן דומה לניסיונותיו של גורדון. משול הדבר לקיומן של תוכניות ייצור בלי מפעל שייצר על פיהן. לכן, גישה מעשית יותר תנסה להחליף כרומוזומים של תא קיים בכרומוזומים המלאכותיים. ייתכן שניתן יהיה לעשות זאת בהדרגה. מאז בידוד הגן הראשון וזיהויו, הגן המקודד עבור b-גלובין, לפני למעלה משני עשורים, חיפשו המדענים אחר גישות שתאפשרנה ההחדרה וביטוי של רצפי דנ"א נבחרים בתאים חיים. במהלך השנים פותחו גישות יעילות לביצוע המשימה הזאת. כיום ניתן להחדיר גן נבחר לתאים הגדלים במבחנה, ולגרום להם ליצר את החלבון עבורו הוא מקודד. בדרך זו מיוצרים כיום בצורה תעשייתית חלבונים רבים כגון אינטרפרון ואינסולין המשמשים לצורכי הרפואה. יתר על כן, בידי המדע האמצעים להחדיר גנים ליצורים חיים ולשפרם לצורכי האדם. החיות האלה מכונות טרנסגניות. למשל, בפקולטה לחקלאות ברחובות הצליחו להחדיר גן המקנה עמידות לגידולי שדה שונים נגד מזיקים, או להחדיר גן אינסולין מאדם לעזים, המפרישות את חלבון האינסולין לחלב, חלב אותו ישתו חולי סכרת, התלוים באינסולין כדי לאזן את משק הסוכר בגופם. לאחרונה, במרכז הבריאות הלאומי בארצות הברית (NIH) הוחדר הגן המקודד לאנזים אדנין-דה-אמינאז, לתאי דם לבנים, שנלקחו מילדה הסובלת ממחלת כשל חיסוני מולד כתוצאה מפגם גנטי בגן האמור, שהורש לה מהוריה. כתוצאה מהפגם הגנטי, תאי הדם הלבנים של הילדה לא כשירים ליצור נוגדנים, והיא חשופה להידבקויות חוזרות ונשנות במחלות זיהומיות, וצפויה לתוחלת חיים נמוכה כדי עשר שנים בלבד. תאי הדם הלבנים שהונדסו גנטית, הוחזרו למערכת הדם של הילדה, והם מייצרים נוגדנים המאפשרים לה להתמודד עם זיהומים. עד כה הילדה בריאה, ונראה שנרפאה ממחלתה. הניסוי שנערך רק לאחרונה, נעשה עד היום בשני חולים בלבד, ולכן עדיין לא ניתן לאמוד את טיבן של ההשלכות, ולבחון תוצאות ארוכות טווח של טיפולים מעין אלה. בגישות הקיימות להחדרת דנ"א לתאים או ליצורים חיים מופעלת ברירה על מנת שתהליך החדרה יצא אל הפועל ביעילות. ברירה זו כוללת החדרה של רצף דנ"א או גן נוסף, המחובר לרצף הדנ"א המקודד לחלבון הרצוי, והמקנה עמידות בפני חומרים שרעילים לתאים. למשל, גן המקודד לחלבון, המקנה לתאים עמידות נגד האנטיביוטיקה נאומיצין. על ידי גידול התאים המטופלים במצע מזון המכיל נאומיצין, ניתן בנקל לאתר את התאים שקלטו את הדנ"א הזר ומבטאים אותו, שכן כל התאים שלא מבטאים את המידע הגלום בדנ"א המוחדר, ימותו. בדרך דומה ניתן יהיה לכלול בכל רצף דנ"א של כרומוזום של דינוזאור גן המקנה עמידות בפני אנטיביוטיקה אחרת, ובהדרגתיות להחדיר את מולקולות הדנ"א אחת אחרי השנייה לתאים הגדלים במבחנה. בכל שלב שבו מוסף עוד כרומוזום, יש להוסיף למצע המזון של התאים אנטיביוטיקה מהסוג עבורה מוקנית עמידות על ידי הכרומוזום הנוסף. בצורה זו, לאחר מספר מחזורים כמניין הכרומוזומים הדרוש, יתקבל תא המכיל את כל גנום הדינוזאור. ההנחה היא כי תא כזה יאבד בהמשך את כל הכרומוזומים המקוריים, שהיו בו לפני תחילת מחזורי ההחדרה. להנחה זו עיגון מדעי, שכן בניסיונות שבהם גורמים לאיחוי גרעינים של שני תאים שונים לכדי גרעין יחיד עם תכולה כפולה של כרומוזומים, התאים נוטים לאבד במשך הזמן כרומוזומים שאמונים היו במקור על אחד התאים. במקרה שלפנינו קיומה של הברירה יאפשר חיות רק לתאים שיאבדו את כרומוזומיהם המקוריים אך לא את אלה החדשים, האחראיים להקניית העמידויות. במידה שגנום הדינוזאור גם יבטא את החלבונים המקודדים בו, למעשה, נקבל בתום התהליך תא של דינוזאור. לעניין זה יש לציין כי ניסיונות דומים להעביר דנ"א לתוך תא זר מעולם לא בוצעו, ולא ברור כלל אם הם אפשריים. להבדיל מהשלבים הקודמים, שבהם הבעיה העיקרית היא של סדרי גודל גרידא, הבעייתיות בשלב זה עשויה להיות מהותית. עם זה, אין כרגע נתונים לקבוע כי היא בלתי אפשרית. גם בספר "פארק היורה" וגם בסרט התעלמו במכוון מן הנקודה הזאת, ופסחו על תיאור השלב הזה בייצור דינוזאורים. לטכנולוגיה המאפשרת מניפולציה כזו בכרומוזומים עשויות להיות השלכות מרחיקות לכת. שליטה בטכנולוגיה זו תאפשר התערבות בסדרי בראשית. ייצור תאי מין מאופיין בחלוקת הפחתה שלאחריה בכל תא מין קיים רק כרומוזום יחיד מכל זוג כרומוזומים, המאפיינים את שאר תאי הגוף. פירושו, בתאי מין מחצית ממספר הכרומוזומים המאפיין תאים אחרים. לבני אדם 23 כרומוזומים יחידאיים, במקום 23 זוגות. מנגנון זה התפתח במהלך האבולוציה על מנת שלא יוכפל מספר הכרומוזומים ועמו כמות הדנ"א בכל דור, שכן עובר הנוצר ברבייה המינית המאפיינת את בעלי החיים העילאיים מתחיל מאיחוים של שני תא מין, זכרי ונקבי. מפענוח מנגנון חלוקת ההפחתה עולה כי במהלכה מתקבלים מיליוני צירופים שונים של כרומוזומים (2 בחזקת 23), שכן התהליך בו מתחלקים זוגות הכרומוזומים לתאי המין, אקראי. לאקראיות זו חשיבות אבולוציונית רבה שכן בעטיה גדלה הרבגוניות הגנטית של פרטים באוכלוסייה. תהליך אקראי נוסף המכונה שיחלוף (רקומבינציה), שלא כאן המקום לתארו, מגדיל את המגוון כדי עשרות מונים נוספים. קיומו של המגוון מבטיח כי חלק מן הפרטים האמונים על מין מסוים, עשויים להתאים טוב יותר לחיים בתנאים מסוימים מאשר פרטים אחרים. לכן, בעיקר בסביבה שבה השינויים בתנאי הסביבה תכופים וקיצוניים, מתגלה חשיבות רבה לרבגוניות, המאפשרת המשכת קיומו של המין, שכן תמיד יימצאו פרטים המותאמים דיים על מנת לשרוד בתנאים הסביבתיים החדשים שנוצרו. גם חלוקות הפחתה ליצירת תאי מין בבני אדם הן אקראיות, וכן אקראית היא פגישת תא המין הזכרי עם הנקבי. לכן, פרט לתכונות המאפיינות את המין כולו (למשל, לכל תינוק שתי אוזניים), ותכונות שניתן לזהות כי לגביהן לא קיימת שונות אצל ההורים (למשל, לשניהם עיניים כחולות), לעולם אין לדעת מה תהיינה תכונותיו של תינוק טרם ללידתו. הטכנולוגיה החדישה שתוארה תאפשר לאחר השלמת פרויקט המיפוי וקביעת רצף גנום האדם, לבחור מקבצי כרומוזומים רצויים ולהחליפם בכרומוזומים לא רצויים בבני אדם בצורה מושכלת, ויש לכך השלכות מרחיקות לכת. מחד גיסא ניתן יהיה להחליף כרומוזומים, הנושאים גנים הגורמים למחלות גנטיות, בכרומוזומים הנושאים גנים שאינם פגומים. מאידך גיסא, ניתן יהיה לתכנן אנשים בעלי תכונות כאלה ולא אחרות, המתאימים טוב יותר לצרכים מסוימים ולא לאחרים, זאת על פי רצון ההורים, או אף גרוע מכך, על פי רצון השלטונות. מטרה דומה בחוסר מוסריותה ניסו להשיג מדעניו של היטלר, לשמחתנו ללא הצלחה. במידה שיצליחו הניסיונות המתוארים להחלפת כרומוזומים הרי שהתאים שיתקבלו יכילו גנום של דינוזאור, יבטאו חלבוני דינוזאור, ולמעשה על פי כל הגדרה יהיו תאי דינוזאור. כעת משבידינו תאי דינוזאור הגדלים במבחנה, עלינו להביאם לידי התפתחות לחיה שלמה. אציע שתי חלופות אפשריות ליישום משימה מורכבת זו. בשני המקרים תלויות תוצאות הניסיונות בהנחה המוקדמת, שהגנום הדינוזאורי המאכלס את התאים אותם יצרנו, כשיר ליצירתם של כל תאי הדינוזאור הבוגר, על סוגיהם השונים, בדומה לגנום תא אפיתל המעי של הצפרדע בניסיונותיו המתוארים של גורדון. על מנת לגרום להתפתחות דינוזאור מתא יחיד ניתן לנסות לבצע ניסיונות דומים לאלה שביצע גורדון. ואולם, יש לשים לב כי הביצית שתשמש כמאגר המזון וההשריה להתפתחות העוברית מן צד האחד, והגרעין המועבר אליה, מן הצד האחר, לא ייתכן שיהיו אמונים על אותו מין, שכן, כדי שתהיה בידינו ביצית דינוזאור עלינו ראשית ליצור דינוזאור שייצר אותה. עולה, אם כן, השאלה המעגלית המעניינת: מה קדם למה, הביצה או התרנגולת? כאשר אנו שוקלים באיזו ביצית להשתמש, עלינו לקחת בחשבון את גורלו של עובר הדינוזאור. הביצית הגדולה ביותר של בעל החיים החי בימינו היא ביצת היען. ביצית זו היא בחירה טובה לא רק משום גודלה. לאחרונה הגיעו החוקרים למסקנה כי דינוזאורים היו בעלי דם חם, ולכן דומים יותר מבחינת מוצאם למחלקת העופות על אף דמיונם החיצוני הרב לזוחלים בעלי דם קר, החיים בימינו. לכן ביצית עוף כגון ביצת היען, כפי הנראה, מתאימה ביותר למטרה. עלינו, אם כך, להוציא מביצית בת-היענה את גרעינה, המכיל דנ"א של יען, ולהחדיר אליה גרעין מאחד מתאי הדינוזאור שיצרנו בשלב הקודם. לאחר מכן נדגיר את ביצת היען בתנאים מתאימים בתקווה שלבסוף יבקע ממנה דינוזאור חי. ייתכן וביצת היען לא מכילה את כל החומרים הדרושים לתמוך בהתפתחות עוברית של דינוזאור, או לחילופין, מכילה חומרים העלולים לעכב התפתחות כזו. לכן, אפשר שלפני השלמת התהליך נאלץ ליצר יענים טראנסגניים אליהם יוחדרו גנים ייחודיים של דינוזאור, שביטוים משפיע על תכולת הביצים אותן מטילה בת-היענה. בצורה זו ניצור ביצי יען המתאימות יותר לתמיכה בהתפתחות עוברית של דינוזאור. קיימת אפשרות נוספת לגרום לתאי הדינוזאור שייצרנו, להפוך לחיה שלמה. כבר כיום נעשים ניסיונות בהם נלקחים תאי חיה נבחרת, ומשנים אותם גנטית על ידי החדרה של רצפי דנ"א או הוצאתם מהם, והשתלתם לאחר מכן בתוך עובר בשלביו המוקדמים. תאים כאלה עשויים להשתלב בכל אחת מרקמות החיה הבוגרת, בכלל זה גם בבלוטות הרבייה (גונדות), האחראיות על ייצור תאי המין; ביציות המיוצרות בשחלה אצל הנקבה, וזרעים המיוצרים באשכים אצל הזכר. לאחר זיווגם, זכרים ונקבות כאלה מביאים לעולם צאצאים שמקורם באותם תאי מין, אשר כל תאי גופם מכילים את השינוי הגנטי שהוצג מלכתחילה. בדרך דומה, ייתכן שניתן יהיה להשתיל בתוך עוברי יען את תאי הדינוזאור על מנת ליצור יצור בן-כלאיים (היבריד), שחלק מתאי גופו תאי דינוזאור הם, וחלקם האחר תאי יען. הפריה בין שני יצורים כאלה, בהנחה שתאי המין אותם הם מייצרים מקורם בתאי הדינוזאור המושתלים, תוביל להטלת ביצה ממנה יתפתח דינוזאור. בעמודים הקודמים תוארה האפשרות להחזיר לחיים את הדינוזאורים, ששלטו עד לפני שישים מיליון שנה במרחבי כדור הארץ, בתקופה שבה היונקים, עליהם נמנה גם המין האנושי, היו עדיין פרימיטיביים ומאוד לא מפותחים. לא ברור מה תהיה השפעת חזרתם של היצורים הענקיים האלה לחיים היום. ידוע כי גנומים של יצורים מיצורים שונים מכילים רצפי דנ"א, המקודדים לווירוסים מסוגים שונים. מי יודע מה תהא השפעתם של הוירוסים הכלואים בגנום הדינוזאורים, שאולי נכחדו עמם לפני מיליוני שנים, על בעלי החיים ובני האדם החיים היום. כמו כן לא ברור אם תוכל המערכת החיסונית של הדינוזאורים להתמודד עם מגוון גורמי המחלות (וירוסים, חיידקים, טפילים ועוד), שהתפתחו בהם במהלך מיליוני השנים שנעדרו מכדור הארץ. פיתוח הטכנולוגיה העומדת בבסיסו של "פארק היורה", תאפשר באופן דומה להחזיר לחיים בני אדם שהלכו לעולמם ואת שיבוטם, הכפלתם והנצחתם של בני אדם, שחיים עמנו כיום, ואת יצירתם של אנשים בעלי תכונות מוזמנות מראש. האם האנושות רוצה בכך? האם עליה לרצות בכך? כל אלה שאלות אתיות ממדרגה ראשונה, שעליהן יש להשיב לפני שניגשים לביצועם של ניסיונות מהסוג הזה. לדעתי אין האנושות רוצה בכך, ואף אין היא צריכה לרצות בכך. עם זאת, לטכנולוגיה המוצעת, כמו גם לטכנולוגיות רבות אחרות, שימושים מועילים רבים לאדם, למשל,בתחום הרפואי ובתחום המחקר הטהור, וייתכן גם בתחומים נוספים, עליהם אין לנו מושג כעת. לעניין הזה ראוי להביא כדוגמה מתחום הפיסיקה את פיתוח טכנולוגית האטום. כשבשלהי מלחמת העולם השנייה פותחה השליטה על אנרגית האטום על ידי אופנהיימר וחבריו, לא העלו המדענים על דעתם את תוצאותיה ההרסניות של השימוש בה כפצצה. החיים בצל איום גרעיני נוראיים, אך עם זאת, לאנרגיית האטום שימושים אזרחיים מועילים ביותר בתחום ייצור החשמל ואספקת אנרגיה. השימוש הזה יהפוך חיוני ביותר, אולי ללא תחליף, ע הידלדלותם של מרבצי הנפט והפחם העולמיים, הצפויים בעוד כמה עשרות שנים. על המדענים, אם כך, לפתח את הטכנולוגיות המתקדמות ביותר בכל תחומי המחקר ובכלל זה גם המחקר הביולוגי. בכך ממלאים המדענים את שליחותם וחובתם לחברה. על החברה כולה, ובעיקר על המנהיגים העומדים בראשה, מוטלת החובה והאחריות לדאוג כי יפותחו מנגנונים לשליטה על הטכנולוגיות האלה. במעשי החברה תלויה, אם כך, שאלת המפתח אודות ניצול הטכנולוגיות לטובת המין האנושי או לרעתו.
|
|||||||||||||||||||||||||||||
 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
| 123 |
