פרצת האבטחה של האצות

פריחות הענק של אצות חד-תאיות (פיטופלנקטון) הן ללא ספק בין האירועים המרהיבים והדרמטיים ביותר על-פני כדור הארץ. בתוך זמן קצר הן מתפרשות על פני אלפי קילומטרים באוקיינוס – ואז קורסות ונעלמות כלעומת שבאו. הודות למחקרים של פרופ' אסף ורדי מהמחלקה למדעי הצמח והסביבה במכון ויצמן למדע ואחרים, אנו יודעים כיום שההיעלמות המהירה נובעת במידה רבה מהדבקה נגיפית רחבת-היקף. מחקר חדש במעבדה של פרופ' ורדי, שדווח באחרונה בכתב-העת המדעי Nature Microbiology, חושף שיטת פעולה לא מוכרת של וירוסים אלה שנועדה להגביר את יכולת ההדבקה של תאים חדשים.

המחקר התמקד בצורת תקשורת שאפשר לכנות "מסר בבקבוק" – מסרים ארוזים היטב אשר נשלחים מתאים נגועים באמצעות "בועיות חוץ-תאיות" (EV: extracellular vesicles). בהתאם לסברה רווחת, בועיות אלה מסייעות לתאים להתחמק מפלישה ויראלית, אבל האם ייתכן שהן משרתות מטרה אחרת בתכלית? צוות המחקר, שאותו הובילה ד"ר דניאלה שץ מהקבוצה של פרופ' ורדי, מצא שבועיות אלה – המכילות בעיקר אר-אן-איי מתא הפיטופלנקטון עצמו – מסייעות למעשה לתהליך ההדבקה. במסגרת ניסוי במעבדה, הוסיפו המדענים בועיות לתאים לא נגועים ולאחר מכן חשפו אותם לווירוס. התוצאה: תהליך ההדבקה התקדם בצורה יעילה בהרבה מאשר בתאים שלא נחשפו לבועיות.

"לא רק שהנגיף משתלט על מנגנון השכפול של התאים, הוא משתלט גם על דרכי התקשורת שלהם", מסבירה ד"ר שץ. "ה'מסר בבקבוק' נשלח בעודו עטוף בחומר של התא עצמו כשהוא מכוון לעבר תאים אחרים מאותו המין". על אף שאינם יודעים מה המנגנון המדויק המאפשר הדבקה מוגברת, החוקרים משערים כי שליחת הבועיות עשויה, בין היתר, לעזור לווירוס אשר תוקף זן מסוים של פיטופלנקטון לאתר את המאכסן הבא. יותר מכך, הניסויים שערכו הראו כי תא אינו חייב כלל להיות נגוע כדי להתגייס למען הנגיף: תאים נגועים בווירוס משחררים אות תקשורת אשר גורם לתאים שכנים לייצר בועיות אלה.

החוקרים סבורים כי ייצור בועיות בקנה מידה רחב עשוי לשנות את מאזן האוכלוסיות הוויראליות במהלך ההדבקה – ואולי אף להקנות יתרון לנגיפים אשר תוקפים מין יחיד או כאלה אשר מלכתחילה נפוצים בקצב איטי יחסית. בנוסף, הם מאמינים כי המשך המחקר בתחום עשוי לענות על השאלה כיצד הווירוסים שורדים בתקופות שבין פריחה לפריחה ואינם מאבדים את יכולת ההדבקה בחשיפה לקרינה אולטרה-סגולה חזקה.

ד"ר שץ ופרופ' ורדי מציינים כי מחקר הבועיות החוץ-תאיות קיבל חשיפה מוגברת בשנים האחרונות, לאחר שנתגלה כי תאי סרטן משחררים בועיות דומות בשם אקסוזומים, בין היתר, כאשר הם מחפשים לשלוח גרורות לאיברים חדשים. מחקר של מעבדה אחרת במכון הראה כי תהליך של ריבוי בועיות מתרחש גם במחלת המלריה. עם זאת, המחקר הנוכחי הוא הראשון שמדווח על ייצור של בועיות בהשפעת וירוסים בסביבה מימית. "הפיטופלנקטון חיוני לחיים בכדור הארץ בשל תהליכי הפוטוסינתזה רחבי ההיקף אשר מקבעים פחמן דו-חמצני ומשחררים חמצן לאטמוספירה", אומר פרופ' ורדי. "כדי להבין את התופעה האקולוגית החשובה של פריחות הענק יש לנו עוד המון מה ללמוד על האינטראקציות ועל דרכי התקשורת של יצורים חד-תאיים אלה".