מדעני מכון ויצמן למדע השתמשו בשיטה ייחודית לקביעת "שושלות יוחסין" של תאים, וגילו פרטים חדשים על מקור הביציות בנשים

 

מקורן של הביציות בגוף האישה הוא נושא שאינו מובן לחלוטין ונתון במחלוקת. בשנים האחרונות הועלתה אפשרות כי יצירת הביציות נמשכת גם בנקבה הבוגרת – בניגוד לתיאוריה המקובלת עד כה, על-פיה הנקבה נולדת עם מלאי ביציות סופי. מחקר מאוחר יותר טען, כי המקור של ביציות מתחדשות אלה הוא תאי גזע שמקורם בלשד העצם. מדענים ממכון ויצמן למדע הצליחו להפריך את הטענה שביציות נוצרות בלשד העצם, ולהצביע על כיווני מחקר חדשים, שיאפשרו לבדוק אם אכן מתרחשת אספקת ביציות חדשות בבגרות. ממצאיהם, המבוססים על שיטה מקורית לשיחזור "שושלות יוחסין" של תאים, מתפרסמים היום בכתב-העת המדעי המקוון PLoS Genetics.

השיטה לקביעת שושלות יוחסין של תאים, שפותחה במהלך השנים האחרונות במעבדתו של פרופ' אהוד שפירא מהמחלקה לכימיה ביולוגית ומהמחלקה למתמטיקה שימושית ומדעי המחשב במכון ויצמן למדע, מבוססת על העובדה שהחומר הגנטי שבכל התאים עובר מוטציות, ומוטציות אלה מועברות לתאי הבת בזמן חלוקת התא. אפשר להשתמש במוטציות האלה כדי לבדוק אם קיימת קירבה בין תאים, ואף לקבוע את מידת הקירבה (כלומר – מספר הדורות עד לתא אב משותף), וכך לייצר "עץ משפחה" תאי. פרופ' שפירא, ביחד עם חברי קבוצתו, ד"ר שלו איצקוביץ וד"ר רבקה אדר, בשיתוף עם פרופ' נאוה דקל מהמחלקה לבקרה ביולוגית, ותלמיד המחקר מקבוצתה יצחק רייזל, השתמשו בשיטה זו כדי לקבוע האם ייתכן כי מקורם של תאי ביצית הוא בתאי גזע שבלשד העצם. ממצאי המחקר מראים, כי התאים מרוחקים מאוד זה מזה מבחינה גנטית, ולכן לא ייתכן כי אחד מהם הוא האב של התא האחר.

המדענים גם הופתעו לגלות, כי הביציות שבעכברות בוגרות עברו חלוקות תאים רבות יותר מאלו שבעכברות צעירות. ייתכן כי הסיבה לכך היא, שמלאי הביציות אכן מתחדש במהלך הבגרות, אך קיימת גם אפשרות שהביציות נוצרו כולן לפני הלידה, אבל עברו מספר שונה של חלוקות, וכי ביציות שמקורן במספר חלוקות מועט יותר, עוברות ביוץ בשלב מוקדם יותר. כדי להכריע בין שתי אפשרויות אלו יידרש מחקר נוסף.

 

"שאלות מרכזיות רבות בביולוגיה וברפואה הן למעשה שאלות על 'שושלות יוחסין' של תאים", אומר פרופ' שפירא. ואכן, סדרת מחקרים שביצעו בחודשים האחרונים פרופ' שפירא וחברי קבוצתו, בשיתוף עמיתים נוספים, הוכיחו את יעילותה ואת גמישותה של השיטה. כך, לדוגמה, בדקו המדענים את תיאורית "הגדיל הנצחי" (immortal strand), הטוענת כי במהלך חלוקת תא הגזע (בה נוצר תא גזע חדש ותא ממוין), מועבר גדיל הדי-אן-איי הזקן יותר לתא הגזע. המחקר גילה, כי תאי הגזע המצויים במעי אינם מכילים "גדיל נצחי", ואישר ממצאים קודמים בנושא זה.

מחקר נוסף נועד לתת מענה לשאלה בדבר הקשר בין שני סוגי תאים המצויים ברקמת שריר מתפתחת: תאים מיוגניים, שמהם נוצרים סיבי השריר, ותאים לא-מיוגניים, שאינם יוצרים סיבי שריר. שושלת היוחסין הראתה, כי מידת הקירבה בין שני סוגי התאים, המצויים ברקמת שריר אחת, היא גדולה יותר מהקירבה שבין תאים השייכים לאותו סוג – אך מצויים בשרירים שונים.

אחד היתרונות המיידיים של המערכת שפיתח הצוות של פרופ' שפירא הוא, שמדובר בסקירה לא פולשנית, ולכן אפשר ליישם אותה על תאים אנושיים. מרבית המחקרים האחרים בתחום ההתפתחות מבוססים על חיות מעבדה מהונדסות גנטית, שתאי הגזע שלהן מסומנים באמצעות סמנים פלואורסצנטיים. בנוסף להיותה כלי מחקרי יעיל ורב-עוצמה, פרופ' שפירא סבור כי יום אחד אפשר יהיה להשתמש בשיטה החדשה גם לצורך אבחון. כך, לדוגמה, רופאים יוכלו לגלות באמצעותה את ההיסטוריה של תאים סרטניים בודדים, ולקבוע את שיטת הטיפול הטובה ביותר בגידול.

במחקרים השתתפו גם נועה צ'פל-אילני, אדריאן יניק, ד"ר אלעד שגב, פרופ' ערן סגל וד"ר יוסף מרובקה מהמחלקה למדעי המחשב ומתמטיקה שימושית; ציפורה מרקס, אינה הורוביץ ואדם וסרשטרום מהמחלקה לכימיה ביולוגית; ד"ר יהודית אלבז וד"ר נאוה נבו מהמחלקה לבקרה ביולוגית; ד"ר אבי מאיו מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא במכון ויצמן למדע; וכן ד"ר גבי שפר, ד"ר אירנה שור ופרופ' דפנה בניהו מאוניברסיטת תל אביב, ופרופ' קרל סקורצקי וד"ר לירן שלוש מהטכניון ומהמרכז הרפואי רמב"ם.