תולעים קטנות עם השלכות גדולות

מאת שימי חן.

אחד הדברים היפים בביולוגיה הוא האוניברסליות שלה. אפשר לחקור חיה פשוטה אחת וממנה ללמוד על כל ממלכת החי. פרופ’ איתי ינאי מהטכניון חוקר תולעים קטנות ומהן מסיק על טבע החיים.

פרופסור איתי ינאי נולד בישראל ונסע לארה”ב עם הוריו בגיל 9. מאז חזר לבקר בארץ מידי קיץ ושמר על קשר הדוק עם משפחתו בחיפה. בגיל 17 השתתף בתוכנית “חץ וקשת” אשר מפגישה נוער יהודי מחו”ל עם צעירים בישראל, ומיד ידע שעוד יחזור לגור בארץ. לפני 6 שנים, בגיל 34, עבר איתי לישראל, יחד עם אשתו הישראלית ובנו הבכור. מאז הוא חבר סגל, מרצה וחוקר בפקולטה לביולוגיה בטכניון.

המחקר של פרופ’ ינאי מתבצע ברובו על תולעים קטנות בשם “נמטודות”. “העבודה עם נמטודות מאוד נוחה. הן שקופות וכשמסתכלים על העובר אפשר לראות פנימה. אתה יכול לראות את התאים. יש לתולעים חיים מאוד קצרים, רק 13 שעות מההפריה ועד לקבלת תולעת חדשה. עוד יתרון בעבודה עם נמטודות, לעומת עכברים, למשל, הוא הקלות המוסרית: “אף אחד לא בוכה כשאתה הורג אותן. אנחנו בני אדם ולפעמים קשה לנו לעבוד עם עכברים כשצריך לחתוך אותם ולבצע בדיקות”. יחד עם כל היתרונות הללו, מספר איתי, הנמטודה היא עדיין בעל חיים. “זה היצור הכי פשוט שאתה יכול לבחור שהוא עדיין בעל חיים. יש לתולעת את כל המאפיינים של בעל חיים ואת כל הגנים שמגדירים את תכנית האב של הגוף”.

פרופ’ ינאי מגדיר את מהות עבודתו כמחקר השילוב בין התפתחות, אבולוציה וביטוי גנים. בעבר חשבו שמוטציות יכולות להתרחש בכל מקום בגנום (החומר התורשתי), והברירה הטבעית “בוחרת” ביניהן (סלקציה). אבל, מספר ינאי, “יכול להיות שהמוטציות אפשריות רק במקומות מסוימים”. כדוגמא, יכול להיות שיש יותר מוטציות אפשריות שגורמות לאף גדול מאשר מוטציות שגורמות לאף קטן. מצב כזה יכול לגרום לזה שיהיו יותר אפים גדולים מבלי שתהיה סלקציה אליהם. על הסיבה להתמקד בהתפתחות מספר ינאי: “אנחנו רואים בהתפתחות מודל מאוד טוב כי שם הגנים מתבטאים בצורה הכי יפה. אתה לוקח תא שהוא  מאוד פשוט, רק תא אחד, וכבר אחרי כמה שעות (לפחות בנמטודה) אתה מקבל יצור רב-תאי כשכל תא מתמיין לתפקיד מסוים וזה מדהים”.

בתהליך ההתמיינות קבוצת המחקר של פרופ’ ינאי מסתכלת על תאים בודדים והביטוי הגנטי שלהם. לדוגמה, בתהליך התמיינות לתא שריר רואים עלייה בביטוי של גנים הקשורים ביצירת חלבונים חשובים ברקמת השריר ובתא קיבה – גנים הקשורים בעיכול. לאחר איסוף מידע על הביטוי הגנטי במיני נמטודות שונים, ינאי משווה ביניהם. “מה שאנחנו רואים זה שלא כל גן משתנה באותו קצב. יש גנים שמאוד מקובעים, הם עולים בשלב מסוים וככה זה חייב להיות. אתה לא יכול לשחק עם זה. גנים מסוג הוק הם כאלה”. גנים מסוג הוק הם ה”ארכיטקטים” של הגוף ודואגים לבקרה של כל תהליך ההתמיינות ומיקום האיברים.

כיום מרחיב פרופ’ ינאי את המחקר להשוואה בין קבוצות בעלי חיים שונות והשוואת הביטוי הגנטי ביניהן. מקום נוסף אליו הוביל מחקר הנמטודות את פרופ’ ינאי היה בלתי צפוי במיוחד. “אם היית אומר לי לפני שנתיים ‘היי איתי, אתה הולך לעבוד על סרטן’ – הייתי אומר ‘אין סיכוי, אני חוקר תולעים’”. מסתבר, שההתפתחות של מחלת הסרטן מתוך תא ממאיר בודד אינה שונה בהרבה מהתפתחות של נמטודה מתוך תא ביצית בודד. דבר זה הוביל את פרופ’ ינאי להתחלת מחקר חדש על תהליך התפתחות מחלת הסרטן.

ההסתגלות למחקר של גידולים סרטניים לא הייתה קלה לקבוצת המחקר של ינאי. “בהתחלה זה ממש הפחיד אותנו, זה הזוי. מגיע אליך למעבדה גידול שרק לפני חצי שעה היה בתוך חולה”. גם ברמה המעשית ישנם קשיים בעבודה עם גידולים כאלה: “קשה להסתכל על שלבים בהתפתחות כי חולה בא אליך בשלב אחד. אתה לא יכול להגיד לו לחזור אחורה חצי שנה”. המחקר בתחום זה נמצא עדיין בחיתוליו ואין למעבדתו של ינאי עדיין תוצאות.

על החיים בישראל מספר איתי: “לילדים ממש כיף לחיות בישראל, אבל מבחינתי ומבחינת אשתי יותר קשה כאן. יש יותר הזדמנויות מקצועיות בבוסטון ובכלל בחו”ל”. ברמה האישית איתי מרוצה מהאווירה הישראלית: “פה יש פרגון מאוד גבוה. כשאתה מצליח כאן אז כולם שמחים, באמת שמחים. באמריקה יש כל כך הרבה אפשרויות אבל גם הרבה מאוד תחרות. הרבה אנשים יותר מוכשרים ממך ואז אתה מרגיש קצת קטן. פה יש את היתרונות שאתה יכול להיות הכי טוב במה שאתה עושה, ואז זה יעשה אותך עוד יותר טוב. גם האקדמיה כאן מאוד תומכת ויש ממש את הרצון הזה שכולם יצליחו, גם הסטודנטים מרגישים את זה מאוד, שממש תומכים בהם. כשרק התחלתי בטכניון כל פעם הזמינו אותי להרצות כדי שכולם יכירו אותי והרגשתי ממש פרגון”.

 שימי חן לומד בקורס של פרופסור משנה אילת ברעם-צברי – “תקשורת המדע: תיאוריה ומעשה” – שניתן במחלקה לחנוך למדע וטכנולוגיה. הקורס פתוח לכל הסטודנטים בטכניון.

בתמונה: פרופסור איתי ינאי