גנטיקה – רכישות תורשתיות / ג' ר' מינקל
מחלות נרכשות העוברות בתורשה מדגישות את הכוחות האֶפּיגנטיים בבריאות האדם
אחד מן היעדים העיקריים של הגנטיקה בעשר השנים האחרונות היה להבין כיצד ההבדלים בדנ"א שבין אדם לאדם משפיעים על הבריאות והחולי האנושיים. אבל אפילו תכונה פשוטה באופן יחסי, כמו גובה, לא נכנעה לניסיונות לצמצם אותה לצירוף מסוים של גנים. כישלון זה הוביל חוקרים אחדים למחשבה כי יש מקום להתמקדות רבה יותר בהסבר חלופי לתכונות התורשתיות: אפיגנטיקה, או התהליכים המולקולריים השולטים בכושר הפעולה של הגנים. ראיות חדשות רומזות כי אפיגנטיקה יכולה להוביל לצורות תורשתיות של השמנת יתר וסרטן.
הצורה הנחקרת ביותר של בקרה אפיגנטית היא המֶתילציה: תהליך שבו נוספות לדנ"א קבוצות של אטומים המורכבות מאטום אחד של פחמן ושלושה מימנים (קבוצות מֶתיל). מיקומן של קבוצות אלה על גבי הדנ"א מכוון את התא להתעלם מן הגנים המצויים באותו מקטע של דנ"א. בעת ההתפתחות העוברית, תאי גזע לא ממוינים צוברים קבוצות מתיל וסמנים אפיגנטיים אחרים והם מנותבים לאחת מתוך שלוש שכבות הנֶבֶט העוברי, שכל אחת מהן תיצור, בסופו של דבר, מערכת שונה של רקמות בגוף הבוגר. ב-2008 השיקו המכונים הלאומיים האמריקניים לבריאות (NIH) את פרויקט מפת הדרכים האפיגנטי בתקציב של 190 מיליון דולר במטרה לקטלג את כל הסימונים האפיגנטיים בכל הסוגים העיקריים של התאים והרקמות האנושיים. ארתור ל' בודֶט ממכללת ביילור לרפואה, מוקד המידע של הפרויקט, אומר כי התוצאות הראשונות אמורות להתפרסם לקראת סוף 2010 ולאשר כי מעבדות שונות אכן מקבלות את אותן התוצאות מאותם התאים. "אי אפשר להניח באופן אוטומטי שזה יהיה כל-כך נחמד", הוא אומר.
עד עתה הדרך הטובה ביותר לחקור השפעות אפיגנטיות הייתה באמצעות זן של עכברים הידוע בשם "אַגוּטי צהוב קבוע". בעכברים האלה השתילה את עצמה פיסה ניידת של דנ"א, המכונה רֶטרו–טרַנספּוזון, בתוך גן השולט על צבע הפרווה של העכבר. עכברים הנושאים גרסאות זהות של הגן הזה עשויים להיות צהובים או חומים, וזאת בהתאם למספר קבוצות המתיל לאורך הרטרו-טרנספוזון. סימוני מתילציה כאלה נמחקים, באופן נורמלי, בתאי הרבייה (הידועים גם בשם תאי נבט) של בעל החיים. ואולם, ב-1999 גילתה קבוצה בראשותם של גנטיקאים מאוניברסיטת סידני שבאוסטרליה כי מתילציות של גן האחראי לצבע הפרווה ממשיכות להתקיים בתאי נבט של נקבות ולמעשה מועברות לצאצאים בדיוק כמו שינויים ברצף הדנ"א עצמו.
עכברים מן הזן הזה עשויים ללמד אותנו על מגֵפת השמנה היתר האנושית. לעכברים האלה יש נטייה לאכול יותר מדי ולהגיע להשמנת יתר. ב-2008 גילה רוברט א' ווטרלנד, גם הוא ממכללת ביילור, כי תכונה זו מועברת בתורשה, ומתגברת מדור לדור של עכברי אגוטי, כך שלדבריו "לאימהות שמנות יש צאצאים שמנים עוד יותר". הוא בודק אם אפשר להסביר תופעה זו במונחים של דפוסי מתילציה בהיפותלמוס, האזור במוח המווסת תיאבון.
רטרו-טרנספוזונים יכולים לגרום להשפעות אפיגנטיות אחרות. בראשית שנות ה-2000 טען הגנטיקאי דייוויד מרטין, ממכון המחקר של בית החולים לילדים באוקלנד שבקליפורניה, כי מנגנון ההשתקה שהופך את הטרנספוזונים לבלתי פעילים יכול לשתק באורח אקראי גם גנים שאמורים להישאר פעילים. אם השתקה זו מתרחשת בגנים האחראים לדיכוי הופעתם של גידולים, התוצאה יכולה להיראות זהה לזו של מוטציות גנטיות היוצרות נטייה לסרטן.
מרטין עבד עם עמיתים בבית החולים סנט וינסנט שבסידני וזיהה שני אנשים הלוקים בסוג מסוים של סרטן תורשתי של המעי הגס. סוג זה של סרטן נגרם בדרך כלל ממוטציה המשתקת בדנ"א של הלוקה בו את אחד משני העותקים של הגן מדכא הגידולים 1MLH. אבל בדנ"א של שני האנשים האלה לא הופיעה המוטציה. במקום זאת אצל שניהם הופיעה מתילציה של הגן 1MLH בתאי הדם, בתאי הזקיקים של השערות ובתאים של פנים הלחי. מקורם של כל התאים האלה בשכבות עובריות שונות.
לדעתו של מרטין, התוצאות האלה מרמזות בחוזקה כי החולים ירשו את הגן המושתק מאחד מהוריהם, בדיוק כמו במקרה של עכברי האגוטי. אף כי חלק מן החוקרים סברו כי מוטציה גנטית בביצית המופרית יכולה להיות אחראית לדפוס המתילציה, מרטין טוען כי ההסבר הפשוט ביותר היא הורשה של אֶפּימוטציה. "איש אינו יכול להסביר מדוע הדברים האלה אינם בעצם אפימוטציה של תאי נבט," הוא אומר.
אם אפימוטציות יכולות לקרות, השפעות כאלה צריכות להופיע גם בגנים אחרים. קתרין סַטֶר, עמיתתו של מרטין ממכון ויקטור צ'אנג למחקר לב בסידני, בודקת אם אפימוטציות מופיעות בגנים המעורבים בסרטן אצל חולים שלקו במלנומה. סביר להניח, אומר בודט, כי אפימוטציות ימלאו תפקיד גם בכמה מקרים של אוטיזם.
חוקרים מסכימים כי הם רק מגרדים את פני השטח בהבנת תפקידה של האפיגנטיקה בבריאות ובחולי. פרויקט מפת הדרכים של ה-NIH יוכל לסייע להם על ידי השוואה בין מודלים של מחלה לבין מקרי מחלה אמיתיים. למעשה, אומר חוקר האפיגנטיקה רנדי ג'ירטל מאוניברסיטת דְיוּק, "אנחנו מנסים לפענח כיצד פועל גופנו. זהו פרויקט מדהים בגודלו והוא לעולם לא יסתיים."
מעוניינים לקרוא כתבות נוספות: חתמו עכשיו על מנוי לסיינטיפיק אמריקן ישראל
