בזכות מחקר גנטי פורץ דרך: אלה זוכי פרס נובל לפיזיולוגיה ורפואה

פרס נובל לפיזיולוגיה ורפואה לשנת 2024 יוענק השנה לפרופ' ויקטור אמברוז מאוניברסיטת מסצ'וסטס ולפרופ' גרי רובקון, גם הוא מאונבירסיטת מסצ'וסטס ואוניברסיטת הרווארד, עבור גילוי התפקיד של micro-RNA בבקרת גנים. גילוי זה מאפשר להבין בצורה הרבה יורת עמוקה מבעבר כיצד תאים של רקמות שונות מתנהגים בצורה שונה, וכן את האינטראקציה בין התוכנית הגנטית המפעילה אותנו לבין הסביבה. 

● רגע לפני הנובל: החוקרים שעולם המדע מהמר עליהם
● החוקרים שהצליחו למפות לראשונה את כל הקשרים במוח של זבוב פירות 
● היזם שמפתח תרופה מהתאים מהעור שלו אולי סידר לעצמו חיי נצח

המידע האגור בגנום שלנו, הוא כמו תוכנית הבנייה וההפעלה של גוף האדם. אולם בעוד כל תא בכל רגע בחיינו מכיל כמעט את אותו גנום, הרי שתאים של רקמות שונות וכן אותם תאים בשלבים שונים של החיים שלנו מתנהגים בצורות שונות. מה מוביל להבדלים הללו? אנחנו גם יודעים שרק חלק מהגנים שלנו מיתרגמים לחלבונים שהם אבני הבניין וגם אמצעי התקשורת של הגוף. מה עושים כל הגנים האחרים? מסתבר כי התשובות לשאלות הללו הן אותה תשובה.

חלק מהגנים שלנו מיתרגמים ל-RNA שמיתרגם לחלבונים, ואילו חלק מהגנים מיתרגמים ל-RNA שעושה רגולציה לגנים אחרים. למעשה, לכל גנום יש מגוון תוכניות פעולה אפשריות בכל רגע נתון, ולא רק אחת. גנים רגולטוריים המיתרגמים ל-RNAהם אלה שמכריעים איזו מהתוכניות תופעל בכל רקמה נתונה וברגע נתון. הגנום מכיל מעל 1,000 גנים המקודדים RNA לבקרה.

הגילוי הזה שינה באופן דרמטי את הבנתנו כיצד פועל גוף האדם, כאשר עד אז ההערכה הייתה שגן שאינו מקודד חלבון איננו חשוב.

מבחינה רפואית, תחום ה-microRNA הוא גם בעיה וגם הזדמנות. פגיעה במנגנוני הבקרה יכולה להוביל למחלות כמו סרטן, סוכרת או מחלות אוטואימוניות. אבל גם כשמקור הפגיעה הוא אחר, כמו למשל גן פגום או גן שמתבטא בחסר או ביתר, ייתכן כי ה-micro-RNA יהוו ערוץ שדרכו ניתן להשפיע על הגן הזה ולטפל במחלה, גם אם זה איננו מקורה. 

בין שיתוף-פעולה לתחרות בריאה

בשנות ה-80 אמברוז ורובקון היו סטודנטים לפוסט-דוקטורט במעבדתו של רוברט הורביץ, שזכה בפרז הנובל ב-2002. לאחר מכן הם התפצלו למעבדות שונות, אך המשיכו לשמור על קשר, ששילב בין שיתוף-פעולה לתחרות בריאה.

אמברוז הסביר בעבר בראיון לכתב-העת "Plos Genetics" כי "התחרות התבטאה בכך שידעתי שאני עושה משהו שחשוב לעוד מישהו, ורציתי לעשות עבודה טובה לפחות כמוהו. אני לא יכול להרשות לעצמי לטעות בחלק שלי אם הוא מצליח בשלו, אבל אני גם לא רוצה להצליח בלעדיו - זה ירגיש מוזר. רצינו לשתף מידע ולוודא שהחוויה טובה לשנינו. את החלק החשוב של המחקר חשפנו בשיחת טלפון משותפת. אמרתי 'אתה רואה את זה?', והוא אמר 'כן! אני רואה את זה!', והרגשנו ממש טוב שמצאנו את זה יחד".

שניהם חקרו את הגנטיקה של התועלת C. elegans, שהמחקר בה כבר הוביל לזכייה במספר פרסי נובל. ייחודה של התולעת הוא בכך שהיא פשוטה גנטית, ובכל זאת מכילה מספר תאים מאוד ספציפיים כמו תאי עצב ותאי שריר. החוקרים עקבו אחר התפתחות התאים הללו בתולעים תקינות ומוטנטיות, וכך הצליחו להראות שהבעיה אצל התולעים המוטנטיות היא לא תמיד בגנים מקודדי החלבונים שחסרים אצל התולעת הפגועה, אלא בגנים אחרים, ופיענחו שמדובר בגנים המייצרים מולקולות RNA קטנות, שנוכחותם מכבה את ייצור החלבון.

בתחילת הדרך העולם המדעי היה אדיש לממצאים, כשההנחה הייתה שמדובר במנגנון ייחודי ל-C. elegans, אך בשנת 2000 קבוצת המחקר של רובקון מצאה את אותו מנגנון בגן שמופיע בחיות רבות נוספות. אמברוז סיפר בעבר כי אחרי שקרא את המאמר הזה של רובקון ב"נייצ'ר", הוא נאלץ לשבת במשך עשר דקות ורק לבהות החוצה מהחלון, בניסיון לסדר מחדש את האופן שבו הוא מבין את העולם. בעקבות המאמר נסקה רמת העניין בנושא ונותרה גבוהה מאוד עד היום. מספר תרופות במנגנון הזה כבר נמצאות בניסויים קליניים. 

מגבולות היקום למקור החיים

שני החוקרים הם אמריקאים. אברוז נולד בחווה קטנה ליד וורמונט, אחד מבין שמונה ילדים. בראיון לכתב-העת "Plos Genetics", סיפר כי אביו הוא יליד פולין, לא יהודי, אך במלחמת העולם השנייה הוא גויס למחנה עבודה של הצבא הגרמני. לכן, למרות שהיה אדם מבריק, הוא נאלץ לסיים את לימודיו בגיל צעיר ולא זכה להשכלה גבוהה. כאשר הצבא האמריקאי שחרר את המחנה, הוא לימד את עצמו אנגלית ועבד עבור הצבא, וכך הגיע לארה"ב. הוא השתקע עם אמו של אמברוז בחווה והקדיש את חייו לחקלאות, אך גם קרא ספרים רבים ולימד את עצמו שלוש שפות נוספות.

אברוז ציין בראיון כי מאז ומעולם הוא הרגיש שהוא צריך לעמוד בציפיות של אביו, משום שהיו לו ההזדמנויות שהדור הקודם פספס בגלל המלחמה. הוא החל להתעניין במדעים בגיל צעיר, בעקבות קריאת ספרים על גילויים והמצאות, ואף בנה לעצמו טלסקופ על-פי הוראות באחד הספרים, בעידודו של אביו.

רובקון נולד בברקלי לאב מהנדס אזרחי ולאם שחזרה ללימודים בקולג' וסיימה תואר ראשון בגיל 50. הוא סיפר בעבר לכתב-העת "Proceedings of the national academy of science" כי העניין שלו במדע התחיל בעקבות המרוץ לחלל של שנות ה-60. לדבריו, בסביבתו הקרובה מדע הפך אז לדבר החם עבור מעמד הביניים ובעיקר ילדי המעמד הזה, כאשר בקופות בסופרמרקטים נהגו למכור כתבי-עת העוסקים במדע פופולרי, היכן שלפני ואחרי כן ניתן היה למצוא בעיקר מגזיני יופי וספורט.

כמו אמברוז, גם לרובקון היה טלסקופ כילד. עם הזמן הוא הסב את תחום העניין שלו מגבולות היקום למקור החיים, הוא עדיין מתעניין בחלל עד היום ואף פיתח בשנים האחרונות כלים שבאמצעותם סוכנות החלל נאס"א תוכל לחפש חומר גנטי מחוץ לכדור לכדור הארץ.

כשסיים את לימודיו בביו-פיזיקה באוניברסיטת ברקלי, רובקון הרגיש אשם על כך שבניגוד לעמיתיו בברקלי, לתואר שלו לא היה אלמנט יישומי בתיקון החברה, ועל כך שהוא אינו רדיקלי מספיק. לכן הוא פרש מהלימודים, שתל עצים בחווה שיתופית באורגון במשך שנה, ולאחר מכן טייל בעולם במשך שנה נוספת והחליט לחזור להשלים את לימודיו בהרווארד, שם נערך החלק במחקר שהביא לו את הנובל.

שני החוקרים זכו בפרס וולף הישראלי הנחשב למנבא של פרסי הנובל. יחד איתם זכה בפרס פרופ' נחום סוננברג, ישראלי לשעבר המתגורר היום בקנדה וחוקר באוניברסטת מקגיל.