חלק מתוך ה-DNA האנושי מרגע בתוכו וירוס העור הנפוץ, ומגלה תולדה שאינם נראו קודם: גן אנושי שממלא תפקיד בתאים שלנו ועדיין שומר על היכולת "לקפוץ" ברחבי הגנום. התגלית, שפורסמה ב-24 בספטמבר בכתב העת, מתמקדת בגן בשם BC200 ובווירוס מגע הפקוס, שהוא וירוס שפעת של בני אדם, על פי נתוני אוניברסיטת קורנל.
כמחצית מן הגנום האנושי מורכב מרבובות נודדות, הידועות לרוב בשם "גני קפיצה". כמעט כולן אינן פעילות עוד, שרידי גנים שבורים או שהותאמו לתפקיד קבוע. אך BC200 שונה, כשרופאי המוח מהחוקרים מציינים, משום שהיא שמרה על יכולת התנועה שלה.
שאלה מעשית שעולה מכך היא. BC200 פעיל יתר על המידה בחלק מהסרטן, והמדענים שואלים כעת האם הוא באמת קופץ בתוך הגידולים בהם מופיע באופן מופרז.
גן שפועל ושומר על תנועתו
רבובות נודדות הן מקטעי DNA שיכולים לשכפל את עצמם או להזיז את עצמם למקומות חדשים בגרעין התא. במשך מיליוני שנים, הן עיצבו את התפתחות הגנום שלנו, ולעיתים אף סיפקו חומר גלם ליצירת גנים חדשים.
הרעיון שגנטים יכולים לנוע לפני כן עורר מחלוקת. גנטיקאית בשם ברברה מקלינטוק גילתה את תופעת "הגני הקפיצה" בתירס בשנות הארבעים וזכתה בפרס נובל בפיזיולוגיה ורפואה בשנת 1983. כיום, חוקרת קורנל בשם פשוטה מחזיקה במושב פרופסורה המונפק על שמה.
רבובות נודדות אנושיות מרבית כיום אינן פעולות. העתקים שלהן צברו מוטציות ששיבשו את המנגנון שהן השתמשו בו בעבר כדי לזוז, או שהתאים מנעו את פעילותן כדי להגן על הגנום. אך מספר זעום של משפחות אלמנטים נשארות פעילות מדי פעם, ומחדירות את עצמן למקומות חדשים.
BC200 התחילה את דרכה כאלמנט נודד. היא משתייכת לשבט גנים שהופיע לפני כ-40 מיליון שנים באב קדמון קופי, על פי אוניברסיטת קורנל. היום היא מיוצרת בעיקר בעצבונים, שם סברה כי היא תורמת לוויסות תהליך התרגום של RNA למסרים חלבוניים. BC200 בעצם אינה מקודדת חלבון, היא מייצרת מולקולת RNA קצרה, ולכן נקראה על שם RNA ציטופלזמטי מוח באורך כ-200 נוקלאוטידים.
חוקר המולקולרי בפשוטה, מסר, מה שייחד את הגן הזה, הוא שהשמר על יכולת תנועתו, בניגוד ל"בן טיפוחיו" הרובוטי של רבובות הנודדות, שהאטו את תנועתן על ידי מוטציות והכנסתם לפעולה אכזרית.
נגנבת על ידי וירוס עור
ההוכחה לכך הגיעה ממקור בלתי צפוי. החוקרים מצאו רצפי BC200 בתוך הגנום של וירוס מגע הפקוס, שמופיע כיבלות קטנות, כמו סבכים על העור, ובדרך כלל נפוץ בילדים.
כפי שמספרים באוניברסיטת קורנל, הקבוצה הבחינה לראשונה ברצפי רבובות נודדות בתוך הווירוס כאשר חיפשה גנומי וירוסים בשנת 2010. עבודות המשך הראו כי BC200 קפצה אל הווירוס לפחות פעמיים בנפרד, והחוקרים מעריכים כי אירועים אלו קרו בתולדות האנושות המודרנית.
כדי ש-BC200 תמצא עצמה בתוך הווירוס, היא חייבת לזוז באופן עצמאי ולהחדיר את עצמה לתוך ה-DNA של הווירוס במהלך זיהום. בכך, הווירוס הופך ל"מיני פארקוז" שמוכיח כי הגן נשאר נייד גם בזמן ההיסטוריה המודרנית.
המחקר בוצע בראשות פשוטה מהקורנל, בשיתוף צ'נג סון מ אוניברסיטת בייג'ינג ואילן פריתם, שהייתה בעבר באוניברסיטת טקסס בארלינגטון. הסטודנט לתואר מתקדם, Pu Gao, הוא הכותב הראשון.
ספקות בנוגע לסרטן ומוח האדם
BC200 פעילה באופן חריג בחלק מתאי הגידול, כולל בסרטן השד, וגם נמצא ברמות מוגברות במוחם של חולי אלצהיימר, מציינת אוניברסיטת קורנל. אך אלה הם קשרים בלבד. המחקר אינו מראה ש-BC200 גורם למחלה כלשהי.
השאלה החדשה היא האם BC200 אכן קופץ בתוך תאי גידול בהם היא מופיעה ביתר שאת. אם כן, החדירות שמוסיפות את עצמן למקומות חדשים עלולות לשבש גנים נוספים ולקדם שינויים בגידולים במשך הזמן. בשלב זה, החוקרים טרם ביצעו בדיקות לכך, ועוד קיימת השערה בלבד.
העיתון ScienceDaily מציין כי התפקיד הפיזיולוגי המדויק של BC200 בתאי עצב עדיין אינו ברור, והחוקרים מתכוונים לבחון אם הווירוס משתמש ברצף האנושי שנגנב כדי לתמרן תאים הנגועים.
עבור אנשים עם מגע הפקוס, אין שינויים. הזיהום לרוב קל ומחלמה באופן עצמאי, ומחקר זה לא משנה את דרכי האבחון או הטיפול בבעיה זו.
הגנומים כספרי זיכרון לתקופות עתיקות
ווירוסים ומואביהם מחליפים חומר גנטי כל הזמן. DNA של בני אדם מכיל רסיסים של וירוסים עתיקים, והווירוסים עצמם נושאים חלקים מחומר הגנום של האדם. מעקב אחר החלפות אלה מאפשר למדענים לשחזר אירועים שלא הותירו סימנים אחרים.
גם ב-Phys.org סיקרו את המחקר, שמוסיף מקרה שבו כיוון ההעברה היה מאדם לווירוס, ומעיד על תנועת גנים שנשמרה, שבעצמה יהיה קשה יותר לגלות בגרעין האנושי לבד.
המחקר גם מאתגר כלל פשוט בהנדסה גנטית: שהגנים either זזים או פועלים, אך לא שני הדברים יחד. פני BC200 מצביעות על כך שהגבול בין DNA פרזיטי לשימושי עשוי להיות מטושטש יותר ממה שחשבו קודם.
ווירוס מגע הפקוס הוא עד אלמוני ומשמעותי במיוחד, מכיוון שהוא מדבק רק בין בני אדם. כל DNA אנושי שמצוי בתוכו, בהכרח, הועבר מצוי על ידי אדם, מה שמקל על הפענוח של הזמן והכיוון של ההעברה.
המחקר עבר בדיקה עמיתים, אך מתאר רק גן יחיד ווירוס אחד בלבד. עד כה, לא ידוע אם גנים אחרים של אדם שומרים על תנועתם. מה שההוכחה מלמדת הוא שגן אנושי אחד שנמצא בתוך וירוס העור מראה כי לפחות גן פעיל אחד יכול עדיין לקפוץ, והשלב הבא הוא לבדוק אם יש לכך קשר חשוב לתהליכים סרטניים.
מה שחשוב לקורא לדעת
מהו גן קופץ?
גן קופץ, או transposon, הוא מקטע DNA שיכול להעתיק או להזיז את עצמו למקומות חדשים בגרעין. כחצי מה-DNA האנושי מגיע ממנו.
מהו BC200?
BC200 הוא גן המסונתז בעיקר במוח, ומקורו בגן נודד ששמר על יכולת התנועה שלו לאורך השנים.
איך הגיע DNA אנושי לווירוס?
BC200 הוכנס לווירוס מגע הפקוס במהלך זיהומים בבני אדם, לפחות פעמיים, על פי החוקרים.
למה זה חשוב?
זה הגן האנושי הראשון הידוע שמשרת תפקיד תאי ועדיין שומר על היכולת לקפוץ, ומאתגר את ההנחה שגנים עושים רק דבר אחד או אחר.
האם BC200 קשור לסרטן?
הוא פעיל יתר על המידה בחלק מגידולים, כולל בסרטן השד, אך לא הוכח במחקר שהגנב גורם לסרטן. החוקרים שמים לב לשאלה האם הוא מקפץ בתוך הגידולים ומעורר שינויים.
זה משנה את הטיפול במגע הפקוס?
לא. הזיהום בדרך כלל קל ומחלוף לבד, וממצאים אלו לא משנים את הדיאגנוזה או הטיפול.
