אייקון ופצצות זמן חיידקיות

לשמחתי המרובה בנזוגי האהוב, המרצה המוכשר והכותב המשובח פרסם את רשומת ההמלצות שלו לאייקון. הדברים שמענינים אותו שונים מהדברים שמענינים אותי, והגיוון מעניין. לכו לקרוא!

—

לאחרונה סיפרו לי על פרויקט מגניב שנועד להרוג חיידקים בצורה מתוכננת מראש על מנת שאפשר יהיה להשתמש בהם לצרכים שונים (למשל – פירוק נפט באיזורי שפכים). אסף קזקוב, מיוזמי iGEM-BGU כתב על הפרויקט המרתק שלו ושל חבריו, במיוחד לקוראי הבלוג:

לפני מספר חודשים ישבנו במעבדה. לא מכבר נודע לנו על תחרות iGEM העולמית, מהיוקרתיות ביותר בזירה המדעית העולמית. ניסינו להגיע לרעיון פורץ דרך, משהו חשוב באמת. רעיון שישפיע על כל תחום הביולוגיה הסינתטית. אבל מהו בכלל התחום החדש הזה?

הביולוגיה הסינתטית פותחת בפני החוקרים עולם חדש ומגוון של אפשרויות. היא מהווה את היכולת לתכנת חיידקים ולייצר אותם באופן מלאכותי, כך שיעשו עבורנו מלאכות שונות – כגון ייצור תרופות או ויטמינים בתוך הגוף, הפיכת פסולת וזיהומים למקורות אנרגיה, טיהור נהרות ומקורות מים ועוד. בביולוגיה הסינתטית טמון פוטנציאל לייצר קפיצת דרך לאנושות כולה. החיידקים מהווים תחליף זמין וזול לחומרים הכימיים היקרים והמזהמים.  אז למה הם עדיין נשארים במעבדות ולא ממלאים את חיינו?

כל פריצת דרך טכנולוגית מלווה בפחד מהלא נודע. במקרה שלנו, הפחד הוא מפני הכנסת כמות משמעותית של חיידקים לסביבה כלשהי. הסכנה הגדולה היא שהמאזן האקולוגי יופר. זאת משום שמפגש בין החיידקים המסותנזים לבין תנאי סביבה יחודיים כמו טמפרטורה ולחות עלול לגרום למוטציה בחיידק. הדבר עשוי להביא לחוסר איזון אקולוגי חמור, שהשלכותיו הרות אסון. זוהי בעיה אמיתית, שמעכבת את התפתחות התחום כולו.

 בדיוק לבעיה הזו ניגשנו באותו היום במעבדה. חשבנו לנסות ליצור מודל עבור כל סביבה וכך לנתח את הסיכונים בה. אולם גילינו שכל סביבה כזו שונה עד מאוד מחברתה, ומכילה כמות עצומה של קריטריונים. היינו חייבים לפתור את הבעיה מדרך אחרת. ואז הבנו מה צריך לעשות: במקום להתמודד עם חיזוי מורכב ומסובך של העתיד ניצור מנגנון השמדה עצמית. כך, תוך זמן קצר מרגע ביצוע הפעולה הרצויה, ישמיד החיידק את עצמו. אי הודאות בשימוש בחיידקים תיעלם. הסכנה האקולוגית לא תהווה עוד מכשול. עולם חדש ושל אפשרויות יפתח בפני המין האנושי. אבל כיצד נעשה זאת ?
החלטנו לפתח שתי שיטות מקבילות:  P.A.S.E 1  שהוא קיצור ל – programmable autonomous self elimination, המתבססת על מספר הדורות של החיידק, ו-P.A.S.E 2, המתבססת על זמן החיים של חומצה מסוימת. בשיטה הראשונה,  מוכנסים לחיידק בו זמנית חלבונים רעילים  והתרופה להם, חלבון מדכא, המכונה רפרסור. הרפרסור מוכנס בכמות מוגבלת, ולאחר מספר דורות מסוים לא נשאר לחיידק די מחלבון זה. אז החלבונים הרעילים מתבטאים ומשמידים את החיידק. השיטה השניה, P.A.S.E 2, מעט מורכבת יותר. בעזרת מומחים בעלי שם עולמי להנדסת חלבונים יצרנו חומצת אמינו סינטטית. חומצות אמינו הן למעשה "הדלק של החיידקים". החיידקים הונדסו כך שהם חייבים את חומצת האמינו הזאת בכדי לשרוד. כעת, חישוב פשוט של זמן מחצית החיים של החלבון יניב את זמן החיים שנותר לחיידקים. c'est tout.

מצוין אתם אומרים, באמת נשמע מרשים. אבל מהי iGEM בכלל? למה אנחנו יושבים כל הקיץ במעבדה במקום ללכת לים?

iGEM היא תחרות בינלאומית יוקרתית, שמטרתה לקדם את החדשנות והיזמות בתחומי הביולוגיה הסינטטית וההנדסה הגנטית. התחרות,  אשר נערכת על ידי אוניברסיטת MIT האמריקאית, נחשבת לאחת מהחשובות ביותר בזירה המדעית העולמית כיום. היא מיועדת לסטודנטים לתואר ראשון ומשתתפות בה מאות קבוצות מרחבי העולם. iGEM-BGU, הקבוצה שלנו, היא הקבוצה היחידה מישראל שמשתתפת בה השנה והיא תייצג את המדינה מול כל האוניברסיטאות המובילות בעולם. שלב חצי הגמר ייערך באוקטובר הקרוב בליון שבצרפת ושלב הגמר ייערך ב-1 בנובמבר באוניברסיטתMIT  בבוסטון, מסצ'וסטס. עכשיו כשהבנתם את כל זה, תודו שהים נשמע קצת פחות מפתה…

—

ועוד קצת:

אחת ממטרות התחרות היא לעורר דיון ציבורי בסוגיות שונות הנוגעות לביולוגיה סינתטית. זהו קריטריון חשוב מאוד בתחרות. אתם מוזמנים להכנס לעמוד הפייסבוק של הפרויקט לשאול שאלות ולהציע הצעות מפתות לגבי חומצות הגרעין:

לעמוד הפייסבוק של התחרות – https://www.facebook.com/iGEMBGU

סרטון מגניב שמסביר על הפרויקט גם למי שפחות מתמצאים בנושא –  http://www.youtube.com/watch?v=da4Rj3W3asI