» «
עריכה גנטית
מהי עריכה גנטית?



בשנים האחרונות מותאמים אישית חלק מהטיפולים לחולי סרטן והם לא נאלצים לקבל טיפול זהה לשל כולם, טיפול שלא פעם אף מזיק להם. זו מהפיכה של ממש ברפואה, שמתקדמת לעבר השלב הבא שלה - השלב שבו הרופאים יוכלו ממש לערוך את הגֵנים שלנו, בפקודות כמו "גזור" ו"הדבק", כשהמטרה היא לתקן את הגֵנום שלנו, שפירושו מכלול הגֵנים שיש לנו בגוף. השיטה היא כמובן להוציא את הגנים הפגומים.

עריכה גנטית (Gene editing), או עריכה של תכונות באופן גנטי, היא טכנולוגיה שבאמצעותה ניתן לערוך את הגֵנים של בני-אדם ובעלי חיים. גֵנים עשויים מ-DNA ובאמצעות עריכה גנטית ניתן למשל להוציא מקטע של דנ"א מהגוף ולהכניס במקומו מקטע אחר, בעל תכונות טובות יותר, בריאות יותר וכדומה.

המדענים מעריכים שבעתיד הטכנולוגיה הזו תאפשר לרפא מחלות גנטיות ולשנות את התפקוד של תאים מסוימים בגוף, כך שירפאו תאים בעלי דנ"א פגום, יחליפו תאים סרטניים, יפרישו חומרים שהגוף צריך ושחסרים בו ועוד.

כבר היום יש הצלחות כאלה בריפוי מחלות קלות יותר, כמו אלה שנובעות מפגם בגן בודד. הן נקראות "הפרעות מנדליאניות" ונכללות בהן מחלות כמו מחלת הנטינגטון ומחלות חרמשיות.

בקצה העליון של ההבטחה הטכנולוגית הזו, יתכן אף שניתן יהיה לשנות תכונות של ילדים, על ידי עריכת גנים שונים, עוד בשלב היותם עוברים בבטן. כבר היום אנו מסוגלים לדעת על תכונות ומחלות גנטיות של העובר, מה שנקרא "ריצוף דנ"א טרום לידתי", וזה מרגיש כמו ההתחלה של העתיד...

אחת הדוגמאות המדהימות של העריכה הגנטית היא שבאמצעות תהליכים כאלה ניתן לחתוך גנים שמהווים סיכון בריאותי אפשרי בעתיד. מה שיותר חשוב הוא ליצור גן שמייצר חלבון שנקרא PD-1, למשל. חלבון זה מונע למעשה הפעלת תגובה חיסונית ששומרת על תאים סרטניים, תאים שמתחפשים לתאים בריאים וזוכים להגנת החלבון הזה מפני המערכת החיסונית של הגוף. זה פותח פתח לאפשרויות כמו הזרקת תאים מהונדסים שיילחמו בתאים סרטניים.

עם זאת, עריכת תכונות בבני אדם אינה עניין פשוט מבחינה אתית. כי ברור שרגע אחרי שעריכת תאי גזע עובריים תתבצע לצורך חיסול מחלות גנטיות, היא תפנה להזמנת תכונות מועדפות של ילדים. משיער בהיר או עיניים כחולות ועד לייצור גאונים, ספורטאים מצוינים או לוחמי-על ממושמעים בשירות האומה - כל אלה עלולים להביא אותנו להתגעגע לאנשים הלא מושלמים שאנו מגדלים כיום...

יש אמנם חשש מתופעות לוואי שיתלוו לעריכת תכונות שכזו. בעיקר מטריד החשש ששינויים גנטיים יזמינו בעיות חדשות שנובעות משינוי ההתפתחות האבולוציונית הנורמלית והמאוזנת. אחרי הכל מהנדסים אנושיים לא יוכלו כל כך מהר להתחרות במיליוני שנות אבולוציה וברירה טבעית...

רוצים עוד בנושא? - קראו על טכנולוגיה מדהימה בתחום, בתגית "CRISPR".


כך עורכים דנ"א בימינו (מתורגם):

https://youtu.be/6tw_JVz_IEc


עריכה גנטית בטכנולוגיית CRISPR החדשנית:

https://youtu.be/2pp17E4E-O8


השימושים של עריכה גנטית למאבק במחלות:

https://youtu.be/bfqLD7iTR0U


לריפוי כבר עורכים גנים, כמו במקרה של הצלת ילדה שחלתה בלוקמיה ונרפאה תודות לעריכה של הגנים שלה:

https://youtu.be/d0oI3jqvYAw


וריצוף הגנום האנושי (מתורגם):

https://youtu.be/MvuYATh7Y74
הנדסה גנטית
מהי הנדסה גנטית?



הנדסה גנטית (Genetic engineering) היא התערבות אנושית באורגניזמים, צמחים ובעלי חיים, התערבות שבה מועברים גנים בודדים ליצור חי במעבדה, בכדי שיקנו לו תכונות רצויות וישנו את התנהגות האורגניזם "מושתל הגנים" ובהמשך את התנהגות צאצאיו ומי שיוולדו ממנו.

אם מדובר בתהליך של שינוי גנים מלאכותי, באורגניזמים ויצורים חיים, המביא לשינוי תכונותיהם, אז צריך לשאול למה זה טוב. אז בין התכונות הללו מקובל לדבר על שיפור המראה, הצבע, הריח או הטעם של הירק והפרי, הארכת חיי המדף שלהם, שיפור העמידות מפני מזיקים או בתנאי מזג אוויר, נוחות בטיפול, כמו קילוף קל של פירות וכדומה.

מזונות שנוצרו מגידולים שעברו שינויים גנטיים כזאת נקראים "מזונות מהונדסים גנטית". אבל המושג "הנדסה גנטית" אינו מדויק כל כך, כי לא מדובר בהנדסה של ממש, אלא בסוג של מניפולציה גנטית.

כך או כך, הזנים החדשים שמפותחים בדרך זו הם לרוב עמידים יותר מהזנים הטבעיים והאחידים. הסיבה היא שאם תופיע מחלה שתתקוף זן מסוים, היא עלולה להכחיד אותו לחלוטין. דבר מעין זה התרחש באירלנד של המאה ה-19 וחיסל את תפוחי האדמה האיריים, מה שהוביל לרעב האירי הגדול.

כבר אלפי שנים שהאדם משפר את הגידולים החקלאיים שלו, על ידי השבחה גנטית. בשיטה זו מבצעים החקלאים או החוקרים הכלאה ברבייה מינית, בין זנים שונים של פירות, ירקות ובעלי חיים. אבל תמיד נעשית ההכלאה הזו בין זנים שונים של אותו המין. לכל זן כזה אפיונים משלו וההכלאה אפשרה ליצור זנים בעלי צירוף תכונות הרצוי לנו.

אבל ההשבחה הגנטית, על אף שאפשרה התערבות ביצירת הזנים, לא נחשבת להנדסה גנטית. כי בעוד שהשבחה גנטית "מטפלת" בחי ובצומח מבחוץ, ההנדסה הגנטית מצידה, מטפלת בהם ברמה של הגנים.

תארו לעצמכם שיחדירו גן מיצור כלשהו, אל תא אחד של צמח, כשאנו יודעים שצמחים ניתן לשבט בקלות יחסית מאותו תא בודד. במהלך ההתחלקות של תאי הצמח, יעבור כמובן הגן החדש, אל כל תאי הצמח המתפתח. זה מה שיוליד צמח שיצטיין בתכונות העדיפות שיושתלו לתוכו באותו גן שהושתל לתא הראשון שממנו הוא התרבה.

זו הסיבה שיש התנגדות בקרב רבים להנדסה גנטית באורגניזמים שכאלה, צמחים ובעלי חיים. יש למתנגדים חשש ממזון מהונדס גנטית, שנועד לפתור את בעיית הרעב העולמי, אבל הוא לטענתם סוג של מדביר חרקים שמגיע היישר למזון שלנו.


הנה ההנדסה הגנטית (עברית):

https://youtu.be/KFladv_mSG8


הסבר לילדים על הנדסה גנטית, פיתוח בעלי חיים משולבים ושכפול גנטי (עברית):

https://youtu.be/QT8dAYQpoUY


האם הנדסה גנטית תוכל לשמש אותנו בחיסול מחלות שעוברות מיתושים, למשל:

https://youtu.be/TnzcwTyr6cE


יש הרואים בהנדסת צמחים, ירקות ופירות בעיה וסכנה (עברית):

https://youtu.be/RjzuubDBzfY


מה דעת המומחים על כך (עברית):

https://youtu.be/6CGigBWEXfs


עוד קצת על המחלוקת לגבי ההנדסה הגנטית של אורגניזמים (מתורגם):

https://youtu.be/7TmcXYp8xu4?long=yes


וסרטון תיעודי על ההנדסה הגנטית שמתחילה להפוך את חיינו למדע בדיוני בעוד תחום (מתורגם):

https://youtu.be/jAhjPd4uNFY?long=yes
עריכת גנום
איך גוזרים ומדביקים גנום אנושי באמצעות CRISPR?



עריכה גנטית (Gene editing) היא אחת הטכנולוגיות המסעירות בעולם הביוטכנולוגיה של ימינו. היא מאפשרת לערוך את הגֵנום האנושי או הגֵנום של אורגניזם כלשהו, ממש כמו שעורכים בתוכנות עריכה גרפית או במעבד תמלילים.

טכנולוגיית CRISPR היא טכנולוגיה מהפכנית ביותר שמאפשרת עריכה גנטית. היכולת שלה לשנות את שיטות העבודה של מהנדסי הגנום יוצרת עולם של אפשרויות רפואיות מדהימות. בעזרת CRISPR ניתן לגזור רצף דנ"א קצר ומדויק, מהגֵנום השלם של בן אדם או של בעל חיים. לאחר מכן ניתן להחליף אותו בדנ"א חלופי, שיוחדר לרצף שממנו נגזר הרצף הפגום, הלא רצוי, או זה שנחקר. באמצעות אנזים ניתן להדביק את הדנ"א החלופי אל הגנום ולתקן את מה שרוצים.

עריכה גנטית אפשרית גם היום. אבל שיטה כה פשוטה, מדויקת, מהירה וזולה, תוכל לתקן פגמים גנטיים קשים ולתת תקווה לנפגעים גנטיים ולשנות את חייהם ושל הסובבים אותם. ניתן יהיה להחדיר לגוף גנים ש"יצודו" תאים סרטניים ויחסלו אותם, ניתן יהיה לרפא מאיידס, למנוע מחלות כמו אלצהיימר ועוד ועוד. ניתן יהיה ליצור יתושים שלא מעבירים מחלות כמו מלריה ולהציל 700 אלף איש שמתים מהמחלה הזו בכל שנה!

אבל כדרכן של טכנולוגיות דמיוניות ועתידניות שכאלה, CRISPR גם מעוררת חשש. מצד אחד, עריכה כה פשוטה של הגנום תוכל לייצר ילדים בהזמנה. נניח שהורים יוכלו לבקש כבר בשלב העובר שבבטן, לטפל בגנים שלו ולערוך אותם כך שיוולד להם ילד עם IQ גבוה, שיער בלונדיני, עיניים כחולות, אופי נוח, או שישחק כדורגל מצוין ושיאהב בנות. ונניח שזה בסדר, אבל מה יהיה אם מדען מטורף ייצר ילדים עם נטיות אלימות ומשמעת ברזל? מה יקרה אם מישהו יזמין ילדים שיהיו עבדים חסונים מאד וישרתו אותו?

כך או כך, ילד שייערך הגנום שלו כדי שיהיו לו תכונות רצויות למישהו, אינו עניין פשוט מבחינה חברתית ואבולוציונית. יש שם שאלות של אתיקה שיחייבו רגולציה, כלומר הסדרה בחוק של מה שמותר ומה שאסור לעשות בעזרתה. כבר היום מעל 40 מדינות אוסרות או מגבילות בחוק כל עריכה גנטית שכזו.

מילה על הטכנולוגיה וקשייה. לקריספר ייקח עוד זמן רב עד שתהפוך לטכנולוגיה שימושית. יש בעיות לא פשוטות שעדיין לא נפתרו. למשל בהעברה (delivery) של הקריספר לגנים הפגומים. בין אם הקריספר יעבור באמצעות כדור, סירופ או כל שיטה אחרת, כיצד נוכל להובילו אל הגנים הפגומים.

או איך למנוע התרבות של שגיאות מהונדסות שנוצרו בהנדסה גנטית?

למעשה, מפתחי הטכנולוגיה הזו, של דחיפת הגנים, ביקשו שלא להשתמש בה עדיין, עד שלא ימצאו טכנולוגיה לביטולה, למקרה של התרבות יצורים מהונדסים גנטית, המחוללים הרס או משבשים את האיזון בטבע באופן קיצוני. מכירים את נגיף הקורונה? - דמיינו שבעת פיתוחו היה גם כלי לביטולו... כמה מוות והרס כלכלי היו נמנעים.

ועדיין, יש כבר הצלחות מרשימות שנרשמו לטכנולוגיה הזו, כמו זו של יצירת גנים סינתטיים והטמעתם ביתושים, כחלק מהמאבק ההולך ומושלם בהעברת המלריה, המחלה הקטלנית בהיסטוריה.


הנה טכנולוגיית ה-CRISPR:

http://youtu.be/LrtrM_CPtQQ


הנה היכולות הדמיוניות שלה:

http://youtu.be/2pp17E4E-O8


והסבר טכני יותר - כך היא עובדת:

http://youtu.be/2pm9u1E8k3s


הנה סרטון תיעודי על עריכה הגֵנטית והיכולות המדהימות של CRISPR (מתורגם):

https://youtu.be/jAhjPd4uNFY?long=yes
מלריה
מהי מחלת המלריה, המחלה הקטלנית בהיסטוריה?



מלריה (Malaria), הנקראת גם קדחת הביצות, היא המחלה הקטלנית ביותר בהיסטוריה האנושית. אין מחלה שהרגה יותר אנשים.

מחלה נפוצה באזורים מסוימים בעולם ובמיוחד באפריקה. מאות מיליונים, לפחות רבע מיליארד איש, חולים בה בכל שנה בעולם.

מחלת המלריה מועברת על ידי יתושי אנופלס. דרך עקיצותיהם הם מעבירים את טפילי המלריה מאדם חולה לאדם בריא. יתושי האנופלס עוקצים בעיקר בשעות החשיכה וחיים באזורים נמוכים (מתחת לגובה של 2,000 מטרים).

התסמינים של המלריה הם חום גבוה, צמרמורת והרגשה רעה באופן כללי.

אין חיסון מלא כנגד מחלת המלריה, רק ניסויים חלקיים, שיעילותם חלקית. הדרכים העיקריות שבהן ניתן להימנע ממנה הן על ידי הימנעות מעקיצות באופן כללי. יש גם תרופות המונעות את הופעת המחלה ומקלות בתסמינים.

בשנים האחרונות התקדם המאבק במחלת המלריה ונראה שהעולם מתקרב לניצחון עליה. שיעור מקרי ההידבקות בעולם הולך וצונח ומאז שנת 2000 הוא צנח למחצית. יש אף מדענים שמעריכים שעד לשנת 2040 תודבר מחלת המלריה לחלוטין.

השינוי הגדול בהידבקות הוא באמצעות הנדסה גנטית של הגנים ביתושי אנופלס, היתושים שמעבירים את נגיף המלריה מאדם לאדם. כך, במקום לרסס ולחסל כמה שיותר יתושים, או עיקור המיני שלהם שמקטין את מספרם של נושאי המלריה, פיתחו בעריכה גנטית משהו עוד יותר טוב - גן סינתטי, שהופך את היתוש לעמיד בפני הטפיל שגורם למלריה ובכך מונע את ההידבקות במלריה גם ממי שנעקצו מהיתוש.

מעל 2 מיליון מתו עד לא מזמן ממלריה בכל שנה, כש-90% מהם באו מיבשת אפריקה. כיום המספר צנח לפחות מחצי מיליון מתים בשנה והתקווה ואף הטחינה גדולים שהמגמה הזו תימשך.


הנה מחלת המלריה (מתורגם):

http://youtu.be/EqGNZjzsrMg


עוד על מחלת המלריה (מתורגם):

http://youtu.be/FLEaiy3CkFE


סיפורה העצוב של אפריקה הנגועה במלריה (מתורגם):

http://youtu.be/ujax3tQs93o


כך מתפתחת מחלת המלריה באדם:

http://youtu.be/A2-XTlHBf_4


כיצד יתושה בהיריון גורמת להידבקות במלריה:

https://youtu.be/WoIO-g1hiSo


קרן גייטס המנסה למנוע את ההידבקות במלריה באפריקה:

http://youtu.be/le3FHwfwNK0


וסרטון תיעודי על מחלת המלריה (מתורגם):

https://youtu.be/TnzcwTyr6cE?long=yes

עריכה גנטית

ריצוף הגנום האנושי
מהו ריצוף הגנום האנושי ומה חשיבותו?



בתחילת המאה ה-21 השלימו החוקרים את אחת המשימות המורכבות והחשובות בתולדות המדע. המדענים חלמו להבין את רצף זוגות הבסיסים שמהם מורכב ה-DNA של האדם. לשם כך הם נטלו על עצמם את המשימה הלא פשוטה, של ריצוף הגנום האנושי (DNA sequencing).

דנ"א, אנחנו יודעים, אלה מחרוזות ארוכות של מולקולות, המיוצגים באותיות C, A, T ו-G ובהם מאוחסנים המרכיבים של כל איבר ותכונה בגופנו - אבל מהו ריצוף דנ"א?

ריצוף הגנום האנושי, או ריצוף דנ"א (DNA sequencing) הוא המיזם הביולוגי השיתופי הגדול בהיסטוריה. השם מעורר ההשראה שלו הוא למעשה "פרויקט גנום האדם".

הפרויקט הזה היה מהלך מדעי מורכב שבו התגייסה הקהילה המדעית כולה, עם ביולוגים רבים מכל העולם, לזיהוי ומיפוי של כל הגנים בגנום האנושי ובזיהוי תפקידיהם.

לשונית אגב, ריצוף הגנום האנושי היה צריך להיקרא הַרְצָפָה של הגנום האנושי.

מבחינה מדעית התהליך נועד לקבוע מהו סדר הבסיסים של הדנ"א, בלועזית נוקלאוטידים, בקטע של דנ"א או רנ"א. רק שנבין - הדנ"א שלנו מורכב מכ-3 מיליארד בסיסים כאלה.

מטרת ריצוף הדנ"א היתה לפצח את סוד המורכבות האנושית בתחום הביולוגי שלה. היא צלחה לאחר השקעה של כ-2 מיליארד דולר

במהלך פיצוח הדנ"א של המין האנושי זוהו ורוצפו כ-25,000 גנים אנושיים. חשיבות התהליך הביא לפיתוחן של שיטות לריצוף מהיר של מקטעי דנ"א ארוכים. ובכל זאת, השיטת הנפוצה יותר, זו שבה נקבעו מרבית הרצפים הגנטיים שהמדע מכיר כיום בדנ"א, מאפשרת קריאת מקטעים קצרים יחסית, לרוב פחות מ-1000 נוקלאוטידים.

מקטעים ארוכים יותר רוצפו על ידי המדענים באמצעות חלוקה של ה-DNA למקטעים קצרים וחופפים בקצוות והרכבה לרצף ארוך, בתום הריצוף של כל אחד בנפרד ובאמצעות הקטעים החופפים.

בדיעבד, אגב, הסתבר שהייתה הגזמה אדירה בתקווה שמיפוי הדנ"א האנושי יאפשר למדע לגלות את כל סודות המין האנושי. זו כנראה הייתה תקוות שווא שהופרכה. ההשפעה של הסביבה החיצונית עלינו היא כה גדולה, שאין סיכוי להסיק מהדנ"א של בן אדם מה יהיו תכונותיו המדויקות, כמו האופי, דרך הגובה או אפילו העתיד הבריאותי שלו.

את הכיוון הזה, אגב, גילה עשרות שנים לפני כן מדע הפסיכולוגיה - בוויכוח העתיק שבין גנטיקה וסביבה, באשר לגורם שיוצר את אופיו של האדם. התשובה גם שם הייתה גם וגם.

במילים אחרות, כמו שאין די בשונות הגנטית כשלעצמה כדי להסביר הבדלים בין אורגניזמים השונים זה מזה לגמרי, כמו חתול ודג, נראה שלא ניתן להסביר את השונות הפיזיולוגית והתפקודית של יצורים, גם אם הגנום שלהם דומה ואפילו מאוד.


הנה ריצוף הגנום האנושי:

https://youtu.be/ONGdehkB8jU


וריצוף דנ"א (מתורגם):

https://youtu.be/MvuYATh7Y74


הסבר של הדנ"א וכיצד הוא פועל (מתורגם):

https://youtu.be/zwibgNGe4aY


וסרטון מקיף על פרויקט גנום האדם (מתורגם):

https://youtu.be/zXkWprMwnAk?long=yes
סוס הבית
מהו ביות בעלי חיים?



הביות (Domestication) הוא תהליך של שינויים שעושה האדם בבעלי חיים ובצמחים, כדי להתאימם לצרכיו. השינוי הזה הוא חלק מהחקלאות שהאדם למד לייצר. הוא נקרא ביות והוא מתרחש בתקופת המהפכה הנאוליתית.

במהלך היווצרות הכלכלה האנושית, החקלאות והמעבר להתיישבות קבועה בויתו חיות פרא לחיות משק כמו סוסים, חמורים וגמלים, שנשאו משאות ובני אדם, סיפקו חלב ובשר או כמו השוורים - סייעו בכוחם הרב במלאכות שונות.

צמחים רבים בויתו והפכו לגידולים חקלאיים שהניבו מזון רב. עופות בויתו לצורך הפקת ביצים ובשר וציידים בייתו עופות דורסים לעזרה בציד וכך הלאה.

לא מעט בזכות הביות ומקורות המזון שהוא סיפק להם, עברו בני האדם מחברות של ציידים-לקטים להתיישבות בישובי קבע ולעיסוק בחקלאות, מה שיוביל להיווצרות של התרבויות השונות ולהתקדמות המדהימה של האדם ב-15 אלף השנים האחרונות.

בעלי חיים בויתו בדרכים שונות. יש בעלי החיים שהאדם סיגל אותם לצרכיו לגמרי, כמו כלבים, פרות, סוסים וחיות משק נוספות. באחרות לא שינה האדם את ההתנהגות הטבעית, כמו הדבורים למשל, ויש ששינה חלקית, כמו במקרה של החתולים.

החוקרים סבורים שהביות החל מתועלת הדדית של בעלי חיים ובני אדם. ככל הנראה הזאבים היו מהראשונים שבויתו, כשלמדו שהתרעה על חיות טרף מביאה את האדם הקדמון לחלוק עימם את שאריות מזונו.

בתהליך ארוך של ברירה מלאכותית הפכו בעלי החיים המבויתים לנוחים לצרכי האדם. זה קרה כשהאדם עודד את פריון הנוחים והמניבים שבהם ודאג לעצור את ההתרבות של מי מהם שלא הסתגלו מספיק לצרכיו, היו אלימים מדי, מניבים פחות מדי וכדומה.


הנה הביות והברירה המלאכותית שנדרשה לו:

https://youtu.be/kPDPTm7NgUE


כך בויתו בהמות המשא:

https://youtu.be/_ODCZOcfNSc


והאם יכולנו לביית כל בעל חיים?

https://youtu.be/AMV2zE3vaVE


אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

העולם הוא צבעוני ומופלא, אאוריקה כאן בשביל שתגלו אותו...

אלפי נושאים, תמונות וסרטונים, מפתיעים, מסקרנים וממוקדים.

ניתן לנווט בין הפריטים במגע, בעכבר, בגלגלת, או במקשי המקלדת

בואו לגלות, לחקור, ולקבל השראה!

אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.