מה הם קופצים?

 

שיטה חדשה שפותחה במכון ויצמן למדע מאפשרת גילוי מהיר ויעיל של גנים צמחיים שונים. זיהוי הגנים האלה עשוי לאפשר את ניצולם - בטכניקות של הנדסה גנטית - ליצירת זני פירות וירקות בעלי תכונות חדשות, "לפי הזמנת" החוקרים.

 

מפתחי השיטה, ד"ר אברהם לוי ותלמיד המחקר רפאל מייסנר מהמחלקה למדעי הצמח במכון ויצמן למדע וד"ר יונתן אלקינד מהפקולטה לחקלאות של האוניברסיטה העברית הצליחו לנצל את מחזור החיים הקצר יחסית של צמחי העגבניות הננסיים מהמין "מיקרו-טום", שנמשך כמחצית מזמן מחזור החיים של צמחי עגבניות רגילים, ואת ממדיהם הזעירים, המאפשרים גידול כמות גדולה מאוד של צמחים בשטחים קטנים יחסית (עד אלף צמחים במטר רבוע אחד). "זריזותם" של צמחי העגבניות הננסיים וכמותם הגדולה מאפשרות לחוקרים להפיק בזמן קצר יחסית כמות גדולה מאוד של מוטציות (התמרות) גנטיות, שבאמצעותן אפשר לגלות ולזהות גנים האחראיים לתכונות מסוימות. הכמות, במקרה זה, מביאה בעקבותיה קפיצת מדרגה באיכות מחקריהם של "ציידי הגנים" הצמחיים. ד"ר לוי מעריך כי גידול של 100,000 צמחים מוטנטים יאפשר לו לזהות את כל הגנים של צמח העגבניה (שמספרם מוערך בכ- 30,000).

 

כדי ליצור מוטציות שקל לעקוב אחריהן משתמשים המדענים בגנים ייחודיים המכונים "גנים קופצים" ("טרנספוסונס"), שעל גילוים זכתה ברברה מק'קלינטוק בפרס נובל לפיסיולוגיה ולרפוא לשנת 1984 ("הגנים הקופצים" הם האחראיים, למשל, להופעת גרעיני תירס בעלי צבעים שונים באותו קלח של תירס). ד"ר לוי ועמיתיו מחדירים "גנים קופצים" מהונדסים לגנום של צמחי העגבניות הננסיים. בתהליך זה חודרים "הגנים הקופצים" לתוך גנים מסוימים מהמטען הגנטי הטבעי של ה"מיקרו-טום", דבר שמחבל בהם ואינו מאפשר להם לפעול כראוי.

 

כדי לעקוב אחר "הגנים הקופצים" ולוודא את השתלבותם בגנום של צמח המטרה, הצמידו אליהם המדענים "גנים מדווחים". כאשר "גן קופץ" מצליח להשתלב בגנום של צמח מטרה, נכנס לפעולה "הגן המדווח". הוא גורם ליצירת אנזים הקרוי גלוקורונידז ביתא, שאפשר להבחין בו לאחר תהליך של צביעה, דבר שמאפשר לחוקרים לדעת באיזה אזור של הצמח מתבטא "הגן הקופץ" (הפרי, הענף, הגבעול, וכו').

 

בטכניקה זו, שפותחה בצמחי עגבניות ננסיים, אפשר ליצור מוטציות ולעקוב במהירות וביעילות אחר תפקידיהם של גנים בצמחים רבים ושונים, החל מגידולים חקלאיים וכלה בעצים וצמחי נוי. "אם זיהוי גנים בטכניקות הרגילות דומה לקניית כרטיס בהגרלת הלוטו", אומר ד"ר לוי, "הרי שהטכניקה שלנו משולה לקניית כל כרטיסי ההגרלה בבת אחת".