מחקר חדש מגלה כי צמח טפילי חסר שורשים ועלים מזריק לפונדקאי שלו חומרים הפוגעים ביכולתו להתגונן מפני הטפיל

אולי ראיתם אותם על שיחים או עצים בצדי הדרך: מעין חוטים אדומים או צהובים, כרוכים סביב הגבעולים והעלים בסלילים הדוקים וכמעט חונקים אותם. זהו הכשות (Cuscuta), צמח טפילי שאין לו שורשים וגם לא עלים – הוא לא מסוגל "לשתות" מים מהאדמה וגם לא לייצר סוכרים בפוטוסינתזה. את כל מה שדרוש לו הוא לוקח מצמחים אחרים, דרך איברי יניקה מיוחדים החודרים לגבעולי הצמח הפונדקאי, ומשם מעבירים חומרי מזון חזרה אל הכשות.

והקשר הזה, מתברר, אינו חד צדדי. מחקר חדש מראה שהכשות לא רק לוקח מהצמח הפונדקאי אלא גם מעביר אליו חומרים. ליתר דיוק, הוא מחדיר לצמח מולקולות קטנות של RNA, שמונעות מהצמח לייצר חלבונים החשובים בהגנה מפני הכשות.

RNA הוא מולקולה הדומה ל-DNA, אך בעלת תפקידים אחרים. ה-DNA נמצא בגרעין התא ומכיל את כל המידע הגנטי, והוא עמיד לאורך זמן. תפקידו העיקרי של ה-RNA הוא להעתיק קטעים קצרים מתוך מולקולות ה-DNA הארוכות, קטעים שכל אחד מהם הוא גֵן אחד. מולקולת ה-RNA היא יוצאת מגרעין התא, ומבנה בשם ריבוזום משתמש בהוראות הכתובות בה ליצירת חלבון.

מולקולות RNA המבצעות את התפקיד הזה נקראות RNA שליח, שכן הן נושאות מסר מה-DNA אל הריבוזום. תאים אינם מייצרים את כל החלבונים כל הזמן: בכל תא באים לידי ביטוי גנים שונים, כך שהחלבונים בתא עצם שונים מאלו שבתא עצב. התאים גם מייצרים חלבונים שונים בזמנים שונים, למשל, תאי הלבלב מייצרים אינסולין כאשר רמת הסוכר בדם עולה. בניגוד ל-DNA, מולקולות RNA מתפרקות במהירות כדי לאפשר בקרה מהירה על ייצור החלבונים.

אבל יש מולקולות RNA שמבצעות תפקידים אחרים. הריבוזום, למשל, מורכב בחלקו מ-RNA. בשנים האחרונות התגלה תפקידם של מולקולות RNA קטנות המשמשות במנגנון "RNA מפריע" (RNAi). מולקולות אלו נצמדות ל-RNA שליח של גנים מסוימים, וגורמות לכך שהתא לא ייצר חלבונים מסוימים,  או לפחות ייצר הרבה פחות חלבונים כאלו. מולקולות RNAi משמשות כהגנה מפני נגיפים וגם כדרך בקרה של התא על הגנים שלו עצמו. ב-2006 זכו המגלים של המנגנון בפרס נובל ברפואה.

אותן מולקולות RNA קטנות הן אלה שהכשות מעביר לקורבנותיו. החוקרים מצאו שהן נוצרות ממש סמוך למקומות שבהם הכשות מתחבר לצמח הפונדקאי, וככל הנראה התפתחו כדי שיפעלו בתוך הפונדקאי ולא בתאי הכשות עצמו. לאחר שהן עוברות לצמח המוטפל הן פוגעות בייצור של חמישה חלבונים לפחות.

החלבונים האלו שותפים בדרכים שונות בהגנה מפני הכשות. למשל, הם גורמים ל"קרישה" של הנוזל הנושא את הסוכרים, כדי למנוע את המעבר שלו אל הכשות. בעזרת מולקולות ה-RNA הכשות מוריד את כמות חלבוני ההגנה שהצמח מייצר וכך פוגע ביכולת שלו להתגונן מפני הטפיל.

אסטרטגיה דומה של העברת מולקולות RNA קטנות לפונדקאי כדי להשתיק את מנגנוני ההגנה שלו נצפתה גם בפטרייה התוקפת צמחים. לעומת זאת, צמח הכותנה מעביר מולקולות RNA משלו אל הפטרייה התוקפת אותו, שהופכות אותה לתוקפנית פחות. המחקר הנוכחי הוא העדות הראשונה להעברה של מולקולות כאלו מצמח אחד לאחר.

"יחד עם המחקרים הקודמים, הממצאים שלנו מצביעים על כך שבקרת גנים העוברת ממין ביולוגי אחד לשני עשויה להיות נפוצה יותר משחשבנו, גם במקרים אחרים של אינטראקציה בין צמח וטפיל" אמר מייקל אקסטל (Axtell), שהוביל את המחקר. "החלום הוא שעם הידע הזה נוכל יום אחד לערוך את הגנים של הפונדקאי, כדי למנוע את השתקת הגנים שלו בידי הטפיל. הנדסה גנטית כזו תקנה עמידות בפני הטפיל ותפחית את הנזק הכלכלי שהוא גורם".