ספוגים במחקר

ספוגים במחקר  \  אהוד קלפון

 

במשך שנים רבות, החוקרים לא ידעו להגדיר את הספוגים (Porifera), ורק במאה התשע עשרה שייכו אותם לממלכת בעלי החיים. היום ידוע לנו, שהם חסרי החוליות הקדומים ביותר, שחיו לפני 635 מיליון שנים, בסביבה מימית, ורבים התגלו כמאובנים. גופם חסר אברים, שרירים, עצבים ואנזימים, ומבנהו הספוגי  עשוי חורים זעירים רבים.  

בארבעה באוגוסט 2010 התפרסם מאמר בכתב העת " Nature ", שבו מתארים חוקרי אוניברסיטת קליפורניה, את מיפוי הגנום של הספוג, הכולל 18,000 גנים. לשם השוואה, בגנום האנושי יש 23,000 גנים. המאמר מראה את המכניזם הגנטי שאפשר לתאים בודדים לפעול יחד כרקמה רב תאית. לימוד גנום הספוג, עשוי להראות איך מסת תאים מתגברת על תא בודד שמתחלק ללא שליטה ותאום כמו בתאים סרטניים.

החוקרים זיהו חלק מהגנום שתפקידו לדכא תאים בודדים המתחלקים בצורה פראית ללא שליטה. הם מציינים שקיימים גנים המורים לתא בודד שהחל להתחלק בפראות לגווע ובכך להציל את האורגניזם עצמו מכליה. הם טוענים שיצור רב תאי וסרטן, הם שני צדדים של אותו מטבע. תא בודד בתוך רקמת הגוף, חייב להתנהל בקואורדינציה עם תאים אחרים סביבו, ולהתחלק בתאום עם יתר התאים ברקמה. הגנים המכוונים את התיאום בין התאים, עלולים גם לגרום לתאים להתנהג באופן עצמאי, לצאת משליטת ההתחלקות, ולגרום לתמותת אותו יצור. המחקר נערך בספוג ים שחי בשוניות חופי אוסטרליה, בשם אמפימדון  Amphimedon queenslandica .

המונח גנום מציין, את כלל ה DNA  הנמצא באורגניזם יחיד, ולכל יצור חי או צמח יש את הגנום הייחודי לו. הד.נ.א הגנטי מכיל את המידע, כדי ליצור חלבונים הנחוצים לקיום יצור חי.

הספוג אוצר בתוכו את סוד המעבר מיצור חד תאי לבעל חיים רב תאי. הוא מייצג בעל חיים רב תאי קדום, שבו יש התמחות לתאים, וגם תיאום ביניהם. החוקרים גם גילו גנים בספוג שתפקידם ליצור סינפסות המעורבות בתקשורת בין תאים כמו במערכת עצבים. הספוגים אומנם חסרי מערכת  עצבים, אך יש להם את הגנים לייצר סינפסות עצביות. זה מרמז על המקור האבולוציוני של מערכת העצבים בגוף היצורים המפותחים יותר.

בשנת 2009 , התפרסם מחקר בארה"ב, הקושר ספוג ים לאנטיביוטיקה. כאשר עשו אנליזה כימית לספוג, נמצא חומר בשם אלג'פרין (Algeferin) הגורם לחיידקים לאבד את עמידותם לאנטיביוטיקה. חיידקים שכבר פיתחו עמידות לאנטיביוטיקה ונחשפו לחומר זה, הושמדו. זה אומר שתרופות אנטיביוטיות, שהפסיקו להיות יעילות נגד דלקות, יכולות להיות שוב קטלניות עבור חיידקים. החוקרים לקחו אלג'פרין מהספוג, ופיזרו אותו בצלוחיות פטרי, שבהן גדלו חיידקים, שלא הגיבו לאנטיביוטיקה שהייתה סביבם, והחיידקים נעלמו. החומר אלג'פרין, נוסה בהצלחה במעבדה נגד חיידקים הגורמים לזיהומים שונים, אך ידרשו עוד מספר שנות מחקר כדי לייצר תרופות אנטיביוטיקה חדשות לטיפול בבני אדם.

אחת הבעיות בשימוש תכוף באנטיביוטיקה, היא שהחיידקים מפתחים עמידות נגדה עם הזמן. גם אנטיביוטיקה חדשה שרק יוצאת לשימוש, מפסיקה להיות יעילה, כאשר מתפתחים זנים חדשים של חיידקים העמידים נגדה. החוקרים משערים, שהחומר אלג'פרין, משבש את סנסורי החיידקים, המפעילים את מנגנוני המלחמה באנטיביוטיקה.

התנגדות החיידקים לאנטיביוטיקה, הוא תהליך המתרחש דרך הברירה הטבעית, הפועלת על מוטציות מקריות. פעולת האנטיביוטיקה על אוכלוסיית החיידקים, דומה ללחץ סביבתי הגורם לשינוי. חיידקים שעברו מוטציה מתאימה, ועומדים בלחץ החדש שנוצר בסביבה, ישרדו, יתרבו, ויעבירו תכונה זו לצאצאיהם.  החיידקים האחרים, שאינם מתאימים לתנאי הסביבה שהשתנתה, ייעלמו.


Comments