Noam Leviatan

הנדסה גנטית של עובּרי אדם: הדרך ארוכה היא ורבה

חוקרים סינים דיווחו לראשונה כי ערכו את הגנים של עוברי אדם, אם כי לא בהצלחה יתרה

נעם לויתן ויונת אשחר | גליליאו

הפריה חוץ-גופית בשיטת ICSI (הזרקת זרע ציטופלזמטית) ואיור DNA

לפני כמה חודשים החלו לרוץ שמועות בקהילה המדעית כי כמה קבוצות מחקר בארצות הברית ובסין עורכות ניסויים בעריכה גנטית של עובּרי אדם ועומדות לפרסם מאמרים מדעיים בנושא. גל השמועות גרם לכמה מדענים לקרוא להשעייתה של כל פעילות הקשורה לניסויים מסוג זה, אך בעת פרסום הקריאה מחקרה של אחת הקבוצות הסיניות – קבוצת מחקר בראשותו של ג'וּנג'יאו חואנג (Huang) מאוניברסיטת סוּן יַאט-סֶן – כבר הסתיים. החוקרים הסינים פרסמו את תוצאות מחקרם ב-18 באפריל 2015 בכתב עת מקוון ולא מוכּר במיוחד בשם Protein & Cell.
להמשיך לקרוא הנדסה גנטית של עובּרי אדם: הדרך ארוכה היא ורבה

בעל זבוב

זבובי דרוזופילה מזדווגים על רקע צבעי הגאווה — איור מבוסס על: Chapman, T. *PLOS Biol.* 6, e179 (2008), CC-BY.

הגורמים הגנטיים שהופכים זבובים להומוסקסואלים מקנים יתרון אבולוציוני

במרבית המקרים הומוסקסואלים מביאים לעולם פחות צאצאים (אם בכלל) לעומת אלו שאינם הומוסקסואלים. על פי תיאוריית האבולוציה ועקרון הברירה הטבעית צפוי כי תכונה כזו – הפוגעת ביכולת של פרט להתרבות – תיעלם מהאוכלוסייה במהלך הדורות. לכן, במבט ראשון, נראה כי הומוסקסואליות לא צריכה להתקיים. עם זאת, הומוסקסואליות תועדה בקרב כ-1,500 מינים של בעלי חיים כגון תולעים, רכיכות, חרקים ופרוקי רגליים אחרים, יונקים ובכללם האדם, עופות, דו-חיים וזוחלים. כיצד יתכן כי היא לא נעלמה עם הזמן?
להמשיך לקרוא בעל זבוב

קצרצרים: זה אינו נחש

Snake mimicking Owl-Butterfly Chrysalis, Dynastor darius — צילום: Andreas Kay, CC-BY-NC-SA.

זה אינו נחש. זהו גולם חקיין שמתחזה לנחש

הפרפר Dynastor darius, ממשפחת הנימפיתיים (Nymphalidae), הוא פרפר גדול שנפוץ מגואטמלה שבמרכז אמריקה, דרך טרינידד ועד ברזיל שבאמריקה הדרומית. לגלמים של פרפר זה מגיע ציון 100 בהתחזות, מאחר שהם נראים כמו ראש של נחש ארסי.

חקיינות כזו, שבה חיה לא מסוכנת מתחזה לחיה רעילה או ארסית כאמצעי הגנה, קרויה חקיינות בייטסית או (חקיינות בייטסיאנית, Batesian mimicry), על שם חוקר הטבע האנגלי הנרי וולטר בייטס (Bates). זוהי צורת החקיינות הנפוצה ביותר בטבע ואפשר למצוא לה דוגמאות רבות, כגון זחלים שמתחזים לנחשים, פרפרים שמתחפשים לפרפרים אחרים, זבובים שמתחפשים לצרעות או נחשים שמחקים נחשים ארסיים. עם זאת, הגולם המתחזה בצורה כל כך משכנעת לראש נחש הוא הדוגמה המרשימה ביותר של חקיינות בייטסית.

כאשר זחלי הפרפר בעלי המראה המוזר – גופם גלילי ומוארך בצבע ירקרק וראשם קשיח, שעיר ובעל קרניים – מגיעים לשלב האחרון בהתפתחותם הם מחפשים מקום בו יוכלו להתגלם. הם מפסיקים לאכול ונצמדים עם חלקם האחורי לתחתית של עלה של צמח ממשפחת הברומליים, כגון אננס. גופם של הזחלים מתקצר ומשנה את צבעו לחום והם משילים את עורם בפעם האחרונה והופכים לגולם באורך של כ-4 סנטימטרים התלוי מהעלה.

הגולם, שצורתו ותנוחתו מזכירות ראש של נחש, נותר תלוי במשך 13 יום עד שמגיח ממנו הפרפר הבוגר. מאחר שהגולם מחובר לנקודה אחת ולא יכול לזוז עד שישלים את שינוי הצורה, ההגנה היחידה שלו מפני טורפים היא חיקוי הנחש המוצלח. אולם, עד כמה שמראה הגולם משכנע, ועשוי לגרום לטורף להסס או להיבהל לרגע, כיצד זה עוזר לגולם? הרי גלמים לא ידועים ביכולת התנועה שלהם – גולם לא יכול לנצל את הבלבול של הטורף שלו כדי לברוח.

מתברר כי לגולם יש טריק נוסף, שגורם לטורפים לברוח בבהלה. הגולם מסוגל לחוש בעולם החיצון, וכשמישהו מתקרב הוא זז בפראות מצד לצד בדומה לנחש מאיים.

לתמונות נוספות

השאיפה לאבולוציה של למארק

ז'אן בטיסט למארק היה הראשון שהציע הסבר אבולוציוני להתאמת יצורים לסביבתם ולרבגוניות בטבע. הוא הציג את רעיונותיו בשלושה ספרים. הכרך הראשון של הספר השלישי התפרסם בשנת 1815 – לפני 200 שנה

יונת אשחר ונעם לויתן | גליליאו

משחר ההיסטוריה ניסו בני האדם להסביר את המגוון העצום של היצורים החיים בטבע ואת התאמתם המדהימה לסביבתם. האדם הראשון שהציע מנגנון אפשרי וטבעי שמסביר זאת היה ז'אן בָּטיסט פּייר אנטואן דה מוֹנֶה, האביר מלמארק (Lamarck). כמעט 60 שנה לפני שצ'ארלס רוברט דרווין (Darwin) ואלפרד ראסל וולאס (Wallace) הציעו את עקרון הברירה הטבעית כמנגנון לשינוי אבולוציוני – להשתנות מינים ביולוגיים ולהתאמתם לסביבה – הציג למארק את השערותיו בדבר המנגנונים המניעים את האבולוציה.
להמשיך לקרוא השאיפה לאבולוציה של למארק

סדקים בשריון?

על אדם שעמיד להתפרצות איידס ועל הנגיף המשתנה שבגופו

קאי ברדרס (Brothers) נדבק ב-HIV, הנגיף הגורם לאיידס, כבר בימיה הראשונים של המגפה – בשנת 1981. באותה תקופה עוד לא היו תרופות כנגד הנגיף ולכן הידבקות ב-HIV היתה גזר דין מוות. כעשר שנים לאחר שנדבקו חלו הנושאים את הנגיף בתסמונת הכשל החיסוני הנרכש (AIDS, איידס) . למרות זאת, עד היום – 30 שנים אחרי שנדבק לראשונה – לא הופיעו אצל ברדרס תסמינים כלשהם והוא בריא לחלוטין, אף שמעולם לא נטל תרופות נגד HIV.
להמשיך לקרוא סדקים בשריון?

הפשפש, העטלף וחדר המיטות

פשפשי המיטה הגיעו לראשונה לאדם מהעטלפים, וכעת ייתכן כי הם בדרכם להתפצל למינים ביולוגיים נפרדים

נעם לויתן ויונת אשחר | גלילאו

פשפש מיטה על עטלף. צילום: Gilles San Martin, CC-BY-SA.

כבר עשרות אלפי שנים דמם של בני אדם משמש כמזון לפשפש המיטה המצוי (Cimex lectularius). פשפש המיטה הוא חרק טפיל חסר כנפיים שחי בקבוצות בבתיהם של אנשים. גופו הקטן והשטוח מאפשר לו להסתתר במהלך היום מאחורי תמונות, מתחת למזרנים ולמיטות, בתוך כריות, בסדקים ובחריצים בבית ועוד. כשמכה בו תחושת רעב בשעת לילה מאוחרת, כשבני האדם ישנים, הוא נכנס למיטותיהם – אל מתחת למצעים – נצמד לגופם החם, עוקץ אותם ושותה את דמם. לאחר שהפשפש מסיים לאכול, הוא חוזר למקום המסתור שלו ומעכל בבטחה את ארוחתו במשך כמה ימים. ובינתיים, הרוק והארס מונע הקרישה שהחדיר הפשפש בזמן ארוחתו לגוף האדם עלולים לעורר תגובה אלרגית היכולה להימשך עד כמה ימים ומתבטאת בכך שאזור העקיצה מאדים, מתנפח ומגרד.

משנות ה-30 של המאה הקודמת ועד שנות ה-80 פשפשי המיטה המציקים כמעט והוכחדו בעולם המערבי ובישראל, בזכות שימוש להמשיך לקרוא הפשפש, העטלף וחדר המיטות

לפני הבחירות – מדע, רפואה וסביבה: עמדת הרשימות

מהן העמדות של הרשימות המתמודדות בבחירות מחר בנושאים כמו מדע, רפואה וסביבה?

רוב הדיונים בתקופת בחירות מקיפים נושאים כמו ביטחון, הסדרים מדיניים, חברה כלכלה ועוד (לפחות כאשר הפוליטיקאים מתפנים מהכפשות הדדיות), בעוד נושאים כמו מדע, סביבה או רפואה לא זוכים לייחס ולרוב עמדת המפלגות כלפיהם לא מתפרסמת בתקשורת. לכן, בדיוק לפני חודש, התאגדנו יחד – מספר מומחים ובלוגרים המבינים דבר או שניים בנושאים אלו (ועם דעות פוליטיות מגוונות מימין ומשמאל) – ושלחנו קובץ שאלות לרשימות שונות: יש עתיד, הליכוד, הרשימה המשותפת, המחנה הציוני, מרצ, כולנו, הבית היהודי, ישראל ביתינו, ש"ס, יחד ויהדות התורה.

מכל הרשימות האלו רק שלוש (יש עתיד, הליכוד והרשימה המשותפת) חשבו כי הנושאים חשובים מספיק ושלחו לנו תגובה, אם כי – כפי שתראו – התשובה של אחת הרשימות לא מספקת, בלשון המעטה.

את השאלות והתשובות של המפלגות בנוגע לבריאות הציבור, לתזונה בריאה, להנדסה גנטית בחקלאות, לרגולציה ברפואה המשלימה, לריצוף גנטי באדם, לניסויים בבעלי חיים, לחינוך ולמחקר אקדמי תוכלו לקרוא ברשומה "רגע לפני, בודקים את המפלגות" בבלוג של שי פליישון, שיזם את שליחת השאלון.

לקריאת הרשומה בבלוג של שי.

Image credits: Noam Leviatan, CC-BY-SA. This is a derivative of Open Science Logo by Greg Emmerich, CC-BY-SA and of Kalpi

קצרצרים: כיצד הזיקית משנה את צבעה

זיקיות משנות את צבע עורן לא על ידי פיגמנטים, אלא על ידי ארגון מחדש של גבישים זעירים שנמצאים בתאי עור מיוחדים.

שינוי סידור הגבישים משנה את הדרך בה הם שוברים את קרני האור הפוגעות בהם ואת הדרך בה הם מחזירים אותן וכך מתקבלים צבעים שונים. צבעים אלו קרויים צבעים מבניים, או צבעים פיזיקליים, מאחר שהם נובעים מתופעה פיזיקלית – שבירה, הפרדה, של האור לאורכי הגל השונים, לצבעים, המרכיבים אותו. בדומה לצבעים המתגלים כשאור השמש פוגע בבועת סבון, או עובר דרך מנסרה.

על פי מאמר שפורסם בכתב העת Nature Communication התאים המיוחדים מסודרים כשכבת עור והזיקית משנה את סידורם על ידי כיווץ או הרפיה של עורה. כשהזיקית לחוצה, למשל כשזכר פוגש זכר אחר, היא מכווצת את עורה, מה שגורם לגבישים דווקא להתרחק זה מזה ולהחזיר אורכי גל ארוכים בצבע צהוב, כתום או אדום. כשהזיקית רגועה, והעור שלה רפוי, הגבישים קרובים זה לזה ומחזירים אורכי גל קצרים, למשל בצבע כחול. מאחר שיש בעור הזיקית פיגמנטים בצבע צהוב הצבע שמתקבל מערבוב עם הגוון הכחול הוא ירוק – גוון שעוזר לזיקית הרגועה להסתתר בצמחיה.
להמשיך לקרוא קצרצרים: כיצד הזיקית משנה את צבעה

קצרצרים: לעצור את הנגיף

ריפוי גני כתחליף יעיל לחיסון (הכושל) נגד HIV-1

תא T מודבק בנגיפי HIV (מסומנים בצהוב). צילום: NIAID, Public Domain.

חוקרים השתמשו בריפוי גני כדי להחדיר לקופים גנים הפועלים יחדיו לייצור נוגדן מיוחד שמוצלח ביותר ב"נטרול" HIV, הנגיף הגורם לאיידס. הנוגדן מסוגל למנוע ממגוון רחב של זני HIV, כולל זנים שידוע כי הם עמידים במיוחד לנוגדנים, להקשר לתאי הגוף ולחדור אליהם (בדומה לתרופות מסוג מעכבי חדירה). נוסף לכך הנוגדן גורם למערכת החיסון להשמיד תאים שכבר נדבקו ב-HIV.

החוקרים, מתיו גרדנר (Gardner) ממכון סקריפס בפלורידה ועמיתיו, החדירו את הגנים המקודדים לנוגדן לתאי שריר של קופים. הם עשו זאת באמצעות נגיפים ממשפחת האדנו-וירוסים, שהוזרקו לקופים והונדסו כך שלא יהיו פעילים כנגיף ולא יוכלו להתרבות אלא רק יחדירו לתאי הקופים גנים חדשים. הקופים שתאי השריר שלהם ייצרו והפרישו את הנוגדן החדש היו עמידים לחלוטין ל-HIV למשך לפחות 34 שבועות. הם לא נדבקו ב-HIV אף לאחר שקיבלו מספר עירויים שהכילו כמויות עצומות של הנגיף.

נגיפי HIV עוברים אבולוציה מהירה ולכן נוטים לפתח עמידות לטיפולים נגדם, עם זאת נראה כי הם לא יצליחו לעשות זאת בקלות נגד הנוגדן החדש. כמו כל הנגיפים, HIV הוא טפיל שחייב לחדור לתאים כדי להשתלט על המערכות שלהם ולהתרבות. לשם כך, הנגיף מסתייע במספר מולקולות, קולטנים, שנמצאות על פני התאים. הנוגדן המיוחד מחקה שתי מולקולות כאלו (CD4 ו-CCR5) וכדי לפתח עמידות לנוגדן ולחמוק ממנו הנגיף יצטרך לעבור מוטציה כך שלא יקשר אליהן יותר או שיקשר אליהן בצורה חדשה. מאחר שמדובר במולקולות שחיוניות לחדירת HIV לתאים הסיכוי כי יופיעו אצלו מוטציות כאלו לא גדול.

תוצאות המחקר נראות מבטיחות, אך הוא נעשה על כמות קטנה ביותר של קופים ויש לחזור עליו עם כמות גדולה בהרבה של קופים. כמו כן, לא נבדק האם הטיפול מגן מהדבקה ב-HIV כשנחשפים לנגיף בדרך הנפוצה ביותר, במגע בין נוזל מדבק לרקמה רירית, ולא באמצעות עירוי ישירות לוריד.
להמשיך לקרוא קצרצרים: לעצור את הנגיף

חיים בהילוך מהיר

דג אפריקאי קצר חיים מאפשר לחקור את הגנטיקה של הזדקנות האדם ושל מחלות זקנה

בסוואנות של מוזמביק וזימבבואה שבאפריקה חי דג קטן את כל ימיו בבריכות עונתיות, שלוליות, שמתקיימות רק למספר חודשים. במהלך העונה הגשומה נקווים מי הגשמים, ממלאים שקעים בקרקע, מציפים שטחים ויוצרים שלוליות, שישובו ויתייבשו במהירות כעבור כמה חודשים בעונה השחונה. לפני התייבשות מקווי המים הזמניים מטיל הדג ביצים בנות קיימא – ביצים המסוגלות לשרוד בתנאי יובש חודשים ואף שנים – וקובר אותן בקרקעית השלולית. עם תחילת עונת הגשמים והתמלאות של מקווי המים בוקעים מביצים אלו דגיגים צעירים החייבים להספיק לגדול, להתבגר מינית ולהתרבות לפני שובה של העונה השחונה.

אכן, ככל הנראה בשל אופיים הזמני של מקווי המים התפתחה אצל הדג – הקרוי נוֹתוֹבּרַאנק פוּרזֵרִי (Nothobranchius furzeri) ושמכונה פשוט דג קִילִי – תוחלת חיים קצרה. להמשיך לקרוא חיים בהילוך מהיר