ד"ר דניאל מדר

הנדס לי יתוש

11/01/2016


 

מי שטייל באפריקה ובמזרח הרחוק בוודאי זוכר את המאבק העיקש נגד היתושים נושאי המלריה, שכולל שינה תחת כילה קטנה וצפופה, התזת כמויות אדירות של תרסיס דוחה יתושים ונטילת כדורים מונעים במקרה של כניסה לאזור מועד לפורענות. הסיבה לנקיטת אמצעי הזהירות הרבים ברורה: המחלה פוגעת ב-200 עד 500 מיליון (!) איש בכל שנה, וגורמת לסבל לחולים, לפגיעה כלכלית במדינות מתפתחות  ולמותם של רבים מאוד – בשנת 2014, לדוגמה, לפי הערכות ארגון הבריאות העולמי 214 מיליון בני אדם חלו במלריה ו-438,000 מתו.

כדורית דם אדומה נגועה בטפיל נושא מלריה. צילום: NIAID, Flickr
כדורית דם אדומה נגועה בטפיל נושא מלריה. צילום: NIAID, Flickr

מלריה נגרמת מטפיל חד-תאי בשם Plasmodium שנישא על ידי יתוש. כאשר היתוש עוקץ אדם נגוע בטפיל, הטפיל עובר ליתוש, שהופך לנשא שלו. כאשר היתוש עוקץ אדם נוסף, הוא מעביר אליו את הטפיל. הטפיל מתרבה בגוף האדם המאכסן וגורם למחלה.

ישנן כמה גישות אפשריות לפתרון בעיה כמו מחלת המלריה. ניתן לטפל בסימפטומים של המחלה, ניתן למצוא תרופות אשר פוגעות בטפיל כאשר הוא נמצא בתוך גוף האדם, ניתן לנסות ולצמצם את מספר היתושים על ידי ריסוס חומרי הדברה  וייבוש מקורות מים המשמשים להתרבות היתושים, וניתן לצמצם עקיצות של יתושים. לאחרונה פרסמנו מחקר שבמסגרתו מדביקים חוקרים יתושים בחיידקים כדי לצמצם את התפשטות קדחת הדנגי.

לקטוע את שושלת המלריה

גישה אחרת, שעליה עמלים חוקרים זה עשור, היא להנדס גנטית יתושים ולשנות אותם, כך שטפילי המלריה לא יוכלו להתקיים בתוכם. אם טפילי המלריה לא יוכלו להתקיים בתוך היתושים, הדבקת אנשים בריאים במלריה תהפוך בפועל לבלתי אפשרית.

היתרון בגישה זו הוא שבאופן תיאורטי, ניתן יהיה לשחרר מספר מצומצם של יתושים מהונדסים גנטית כאלה על מנת שיתרבו באופן טבעי עם יתושי בר, וכך יעבירו לצאצאים את החומר הגנטי אשר מונע את התפשטות הטפיל. כך לא יהיה צורך לבצע פעולות יקרות, מזהמות ופוגעות בסביבה לחיסול היתושים או להגנת האנשים.

הבעיה היא שמנגנון ההורשה של חומר גנטי מהורים לצאצאים אינו כה פשוט. התכניות לבניית יצור חי, להתפתחותו, להתנהגותו ולשכפולו, מקודדות בחומר התורשתי של אותו יצור. גן הוא יחידה אחת בחומר התורשתי אשר מקודדת לתכונה אחת. את החומר התורשתי מרכיבים הרבה גנים, אשר יחדיו הופכים את היצור למה שהוא.

אצל רוב היצורים שמתרבים ברבייה מינית, כמו האדם, יש לגנים שני עותקים: עותק אחד שהתקבל מהאימא ועותק אחד שהתקבל מהאבא. מציאות זו מכתיבה מצב שבו סבא יעביר את העותק שלו של גן מסוים רק לחצי מנכדיו בממוצע, ולרבע מניניו. לכן, גם אם נשחרר יתושים מהונדסים שאינם מאפשרים את התפשטות טפיל המלריה, ככל שהם וצאצאיהם יתרבו, תכונת החסינות לטפיל המלריה תדולל, ולעולם לא תגיע לרוב האוכלוסייה. איך פותרים בעיה זו?

גן משוכפל מאימא

Gene Drive היא טכנולוגיה אשר מעלה את הסיכוי שעותק מסוים של גן יעבור אל הצאצאים: במקום שלעותק של גן יהיה סיכוי של 50 אחוז לעבור אליהם (הוא יעבור לחצי מהצאצאים בממוצע), יהיה לו סיכוי של קרוב ל-100 אחוז.

יתוש אנופלס נושא מלריה. צילום: NIAID, Flickr
יתוש אנופלס נושא מלריה. צילום: NIAID, Flickr

איך זה קורה? יחד עם הגן המהונדס נגד טפיל המלריה, שותלים רצף די-אן-איי אשר גורם לעותק המהונדס להשתכפל ולמחוק את העותק התקין שהיתוש קיבל מהורה לא מהונדס. בצורה כזו, יתושה מהונדסת "סבתא”, מורישה לצאצאית ה"אימא" עותק מהונדס אחד. ה"אימא" קיבלה עותק תקין מה"סבא" שאינו מהונדס. אבל בתוך ה"אימא", העותק המהונדס משכפל עצמו ומוחק את העותק התקין שהתקבל מה"סבא". אותה יתושה "אימא" עתה מכילה שני עותקים מהונדסים – ולכן תעביר לכל צאצאיה (ה"נכדים") את העותק המהונדס, וחוזר חלילה.

בדרך כזו ניתן תיאורטית להדביק את רוב אוכלוסיית היתושים בעותק המהונדס. במחקר הנוכחי הצליחו לעשות את זה בדיוק , והדגימו חסינות בפני המלריה ביותר מ-95 אחוז מתוך אלפי יתושים במשך ארבעה דורות. הצעד הבא הוא לבדוק אם הליך זה יכול לחסל את טפיל המלריה ביעילות באוכלוסיה גדולה של יתושים בטבע.

גם שיטה זו לא חפה מחסרונות. ייתכן שאותם עותקים מהונדסים יעברו מוטציות טבעיות עם הזמן ויאבדו מיעילותם במניעת התפשטות טפיל המלריה. כמו כן, יש כאן סוגיה אתית של החדרת מוטציות לאוכלוסייה טבעית של יצור חי. לא ברור איך תהליך כזה ישפיע על האוכלוסייה, ועל מיני יצורים אחרים אשר נמצאים עם היתוש ביחסי גומלין. מה שכן, ייתכן שהשיטה תסייע במניעת מותם של הרבה מאוד בני אדם מדי שנה.

למאמר המקורי לחצו כאן.

שתפו‬        

רוצים גישה חופשית למערכי שיעור ופעילויות נלוות הקשורות לסיפור זה?

הרשמה בחינם
הוסיפו סיפור למועדפים

מערכים קשורים

thumbnail

מאה פתרונות למשבר האקלים מה הקשר בין צמחונות, גז מזגנים והעצמה נשית? שלושתם פתרונות שיכולים לעצור את התחממות כדור הארץ. קבלו את רשימת מאה הפתרונות למשבר האקלים

thumbnail

מדענים הוסיפו אותיות לקוד הגנטי

thumbnail

הנדסה גנטית מתחת למים בעקבות מצבן הקשה של שוניות האלמוגים בעולם, מציעים מדענים להתערב בצופן הגנטי של האלמוגים כדי ליצור אלמוגים עמידים לשינוי האקלים