"חוקרים פרטיים": ראש מלא ריבוזומים

בתחילת מחקרי היו לי מעט מאוד סיבות להניח שאצליח. גם התוצאות הראשונות שהראו התקדמות היו לא מקובלות, ולכן התקשיתי להסבירן. כתוצאה הפכתי ל"בדיחה". במשך שנים קראו לי פנטזיונרית ואידיוטית חסרת הבנה וגם פקפקו בנכונות הפרסומים שלי. אבל לא היה לי זמן ורצון להתייחס לכך. היו המון בעיות מדעיות מסובכות במעבדה וילדה קטנה בבית. וגם ידעתי שאני מתקדמת, בצעדים מזעריים ולא בדרך הרגילה, ושאם אכשל - לא אהיה יותר גרועה מהחוקרים המכובדים שלא הצליחו, וכך אצטרף לקבוצה של חוקרים מוערכים.

(איור: מישל קישקה)

החלבונים הינם רכיבי התאים המבצעים את רוב תהליכי החיים (נשימה, עיכול, תנועתיות, ויסות, חיסון, חושים). פעילותם התקינה מתאפשרת הודות למבנה המרחבי שלהם, המוכתב על פי הרצף הגנטי של הגנים המקודדים אותם. הריבוזומים, שהם צברים מולקולריים מרובי מרכיבים יודעים "לקרוא" את הפקודות בצופן הגנטי ויוצרים לפיו את החלבונים. כשהתחלתי את מחקרי זהות ה"שחקנים" בתהליך זה הייתה ידועה, אך התהליך עצמו, כלומר תרגום הצופן הגנטי לחלבונים, היה מסתורי ועל כן גירה את סקרנותי.

"חוקרים פרטיים " - לכל הכתבות הקודמות

כדי להבין פעילות טבעית יש צורך לקבע את המבנה המרחבי התלת ממדי המדויק של החומרים שמשתתפים בפעילות זו. בזמנו המבנים נקבעו בשיטת הקריסטלוגרפיה (כלומר בשימוש בגבישים). כשהתקבלתי למכון ויצמן הקמתי מעבדה לקריסטלוגרפיה ביולוגית, שהייתה היחידה בארץ במשך כעשור. היות והתקדמותי הייתה איטית ומלאת מהמורות, לא עמדתי בדרישות לעלייה בדרגה. אך למזלי פרופ' מיכאל סלע, נשיא המכון, הציע שאעבור למסלול מחקרי שאינו מאפשר קידום. זאת הייתה תקופה נפלאה. חקרתי את המעניין אותי ללא חשש - ממילא לא היה לאן להתקדם בסולם הדרגות.

בדיוק לפני 42 שנים, בפברואר קר בקנדה, הייתי בכנס שבו השתתף גם פרופ' ויטמן ממקס-פלנק בברלין, שחקר היבטים רבים של פעילות הריבוזום והיה מודע למגרעות הנובעות מאי ידיעת מבנהו. בהיותו גרמני מאוד רשמי לא אזרתי אומץ לדבר איתו. אך ביום האחרון, עקב סופת שלגים, הוא הצטרף אלינו לרחצה במעיין טבעי שכל השנה שומר על טמפ' של 37 מעלות ונהנה כמו ילד. פניתי אליו והחלטנו לחקור במשותף את השלב המאתחל את התרגום. אך הגעתי רק לסוף הניסוי, כי שבועות מספר לפניו עברתי תאונת אופניים, ובעקבותיה זעזוע מוח וניתוחים, מה שהחליש אותי מאד ולכן העברתי את הזמן בשיחות עם המדענים שעבדו שם, שסיפרו לי על האיכות המעולה של הריבוזומים שלהם.

מבנה הריבוזומים

אז החלטתי לחקור את מבנה הריבוזומים אם כי ידעתי על ניסויים עקרים של חוקרים מובילים, שבמשך למעלה מעשר שנים לא הצליחו לגבש ריבוזומים. לדעתי כישלונם נבע מכך שהשתמשו בריבוזומים מפורקים חלקית, מה שקורה בעת הכנתם. המטלה הראשונה שלי הייתה למנוע את פירוק הריבוזומים. באותה תקופה גם ישבתי בספרייה וכיוון שאיני קוראת גרמנית, התמקדתי בהיצע באנגלית שכלל מגזינים של חברות תעופה, שבהם מצאתי כתבה על דובי הקוטב שבעת שנת החורף, הריבוזומים שלהם מסודרים בצפיפות מחזורית על הדפנות הפנימיים של מעטפת תאיהם. מכך הסקתי שתנאי סביבה קשים, כמו קור עז, גורמים לאריזה צפופה. לכן התחלתי לגבש ריבוזומים של חיידקים החיים בתנאים קשים. לדוגמה, בים המלח, שנקרא גם ים המוות.

במשך שש השנים הבאות שיפרנו את הגבישים עד שלדעתנו היו באיכות מתאימה למדידות בקרני X המופקות במאיצי ענק. ואכן האיכות הייתה עילאית, אך הם לא שרדו בקרינה ודעכו כמעט מיידית. התוצאה הייתה שקבלנו פחות מאלפית האחוז מהנתונים שהיו דרושים לפענוח המבנה. בשלב זה הרגשתי כאילו טיפסתי במשך שש שנים על האוורסט וכשהגעתי לפסגה גיליתי שמאחוריו יש הר תלול וגבוה עוד יותר.

עדה יונת מקבלת את פרס נובל(צילום: AFP)

חשבתי להפסיק, אבל אז נפגשתי עם הקון הופ, שניסה לקבוע מבנה של חומר שהתפוצץ במגע עם חמצן. על כן הגביש היה מתפוצץ לו ביד! לשמחתו, סטודנט שעבד קודם במוסך המליץ להשתמש בשמן של תיבת ההילוכים... לקח לנו שנה למצוא דרך להעביר את הגבישים של הריבוזומים מחיידקי ים המלח לשמן ההילוכים ולשמרם על ידי קירור עמוק כדי שלא ידעכו בהקרנה.

גם רעיון זה נתקל בזלזול. אבל החלטנו לבדוק את התכנותו בעת איסוף נתונים במאיץ חלקיקים באוניברסיטת סטנפורד בקליפורניה, שם עובדים 24/7. ביום שישי בחצות קבלנו תמונה בפעם הראשונה, והצלחנו לחזור עליה פעמים רבות, במשך שעה שלמה במקום שנייה אחת! בארבע לפנות בוקר התחלתי לקבל טלפונים (בקו החירום) מגרמניה, מאנגליה, מצרפת: זה אכן עובד? ולא הבנתי איך הם יודעים על הניסוי.

מסתבר שבאותו יום התכנסה ועדת הביקורת המדעית של סטנפורד. כדי שלא להביך אותנו, חברי הוועדה, ישבו עם משקפות על מרפסת וצפו בניסוי שלנו. כשראו שאנחנו לא מחליפים גביש הסיקו שהרעיון שלנו עובד. תוך ארבעה חודשים כל עולם הקריסטלוגרפיה עבר להשתמש בשיטה הזו, שהביאה לפריחה שלא תיאמן בגילוי מבנים של חלבונים וחומרים מורכבים. לראיה, רק כמאה מבנים היו ידועים בשנה שבה פיתחנו את השיטה. אבל תוך כעשרים שנה נקבעו כ-47,500 מבנים חדשים ועכשיו יש למעלה מ-80,000 מבנים. הישג זה גם הוזכר כסיבה לפרס הנובל שלי.

במקום לעג, קמו מתחרים

אבל הזלזול הכללי פחת רק במעט. כי המצאנו שיטה פנטסטית, אך עדיין לא קבענו את מבנה הריבוזום. לעומת זאת מכוני מקס-פלנק החליטו לתמוך בגדול והקימו לי "מכונון" באדמות המאיץ בהמבורג. כך שבמשך שני עשורים היו לי שתי קבוצות מחקר מעולות שעבדו במקביל - במכון וייצמן ובמכוני מקס-פלנק. אחרי למעלה מ 15 שנים התרחש המהפך - הלעג והזלזול נחלשו. קמו לנו מתחרים באוניברסיטאות מובילות (ייל, MIT, ברקלי, קיימברידג').

הבנת מבנה הריבוזומים איפשר פיתוח תרופות. היות ועקב חשיבות יצור החלבונים תרופות אנטיביוטיות רבות מטרפדות תהליך הזה. בתחילת המחקר לא ציפיתי שאוכל להבין את דרך פעילותן. אך לשמחתי, כעת אנו יכולים להסביר כיצד האנטיביוטיקות מפריעות לפעילות הריבוזום, וגם איך נוצרת עמידות אליהן - אחת הבעיות הקשות ביותר של הרפואה המודרנית. לכן, אתגר נוסף העומד בפנינו שמתבסס על הידע שצברנו, עוסק בתכנון אנטיביוטיקות חדישות וידידותיות לסביבה, אבן דרך בפיתוח תרופות יעילות יותר. עכשיו אני מטפסת על האוורסט הזה.