התקדמות משמעותית בפיצוח הגנום האנושי: מדענים אמריקנים הצליחו לסיים את פענוח הכרומוזום הגברי Y. הישג חשוב זה יוכל לפרוץ את הדרך בעתיד לגילויים חשובים על מחלות, בעיות פריון ועוד - כך הכריזו החוקרים במאמר שפורסם בשבוע שעבר בכתב העת המדעי Nature.
עוד בנושא:
כרומוזום Y הוא אחד משני כרומוזומי המין, לצד כרומוזום X. הוא מועבר מהאב לבן והוא האחרון מבין זוגות כרומוזומים הקיימים בגופנו. לכל אדם יש זוג כרומוזומי מין בכל תא. לנקבות יש צמד כרומוזומי X ואצל הזכר מופיע הרצף XY. במקרים חריגים מתבטא שילוב שונה של כרומוזומים, בשל מומי לידה.
הגנים של כרומוזום Y אחראים לשלוט על תפקודי רבייה חיוניים ובהם ייצור הזרע, והם גם מעורבים בסיכון ללקות במחלת הסרטן ובמידת חומרתה. במהלך השנים התגלה הכרומוזום כקשה מאוד לפיצוח בשל המבנה המורכב במיוחד שלו, ועד לפני שנים ספורות מחצית מהגנים שלו עדיין לא מופו.
בשנת 2020 פורסם רצף כרומוזום X המלא (הכרומוזום הנקבי), אולם עד כה ניסיון ריצוף כרומוזום Y הכיל פערי ידע גדולים. בשל הקושי לפצח את מבנה הכרומוזום הזכרי, הוא הוחרג ממחקרים רבים על מחלות בבני אדם.
"מדובר בכרומוזום הקטן אך המתפתח ביותר בגנום האנושי", הסבירה מחברת המחקר מוניקה סצ'ובה, (Monika Cechova) גנטיקאית מומחית לגנומיקה - תחום בגנטיקה העוסק במכלול החומר התורשתי של יצורים חיים, ממכון המחקר הגנומי באוניברסיטת UCSC בקליפורניה. "מקטעי DNA רבים של כרומוזום Y חוזרים עצמם פעמים רבות. רבים מהם קשורים לפוריות ורבייה". היא הוסיפה כי היכולת למפות את הכרומוזום עשויה לסייע גם בחקר היעדר זרע (אזוספרמיה), ולסייע לטיפולי הפריות מבחנה.
את המחקר הובילו, לצד סצ'ובה, קרן מיגה, (Karen Miga) עוזרת פרופ' להנדסה ביו-מולקולרית מקבוצת המחקר השיתופית T2T, וארנג ריי (Arang Rhie), חבר בצוות המדענים של המכון למחקרי הגנום האנושי בארה"ב.
די קרוב לגנום של תולעת
מאז שנת 2003, אז נחשף לראשונה הגנום האנושי השלם, ללא החלקים הנדרשים של כרומוזום Y, ממשיכים מדענים לנסות להרחיב את ההבנה של הגנטיקה האנושית. בחודש מאי האחרון פורסמה המפה המעודכנת של הגנום האנושי, שכוללת כעת מגוון עשיר יותר של אנשים על פני כדור הארץ, ומשקפת נכונה יותר את האוכלוסייה העולמית, המונה כשמונה מיליארד איש.
פרויקט הגנום האנושי החל בשנת 1990, כאשר משרד האנרגיה האמריקני והמכונים הלאומיים לבריאות בארה"ב הודיעו על תחילתו של המיזם. בשנת 2001 פורסמה טיוטת הגנום ולאחר חמש שנים הושלמה הגרסה הסופית, שבה מופה כרומוזום מספר 1, האחרון מתוך 23 זוגות כרומוזומים המצויים בכל תא.
"ספר החיים", ובשמו המדעי פרויקט הגנום האנושי, סימל את תחילתו של גל הולך וגובר של גישות חדשות ברפואה מותאמת אישית, שנועדו לבדוק שינויים ונטיות גנטיות בתאי הגוף, ובכך להתאים טיפולים מותאמים אישית. מיפוי הגנום גם אפשר את פיתוחן של בדיקות המאפשרות לאבחן מהר יותר מחלות, אפילו לפני הלידה.
פרופ' עידית מאיה: "ההבנה של הרצף, שחשבנו שהשלמנו לפני 20 שנה, מאפשרת לנו בראש ובראשונה להבין מה נחשב תקין. זה יאפשר לנו למצוא סיבה למחלות ולהתגונן מפני מחלות אחרות או גורמי סיכון"
אחת מתוצאותיו המפתיעות של המיזם הייתה גילוי המספר הקטן מהצפוי של גנים בגנום האדם. אם בעבר העריכו את מספרם ב-80,000 עד 100,000 גנים, ובהם כשלושה מיליארד זוגות נוקליאוטידים (קידודים על גבי ה-DNA), נמצא כי בגנום האדם יש 20 עד 25 אלף גנים בלבד, קרוב לגנום של תולעת.
"לא מזמן סיימנו למפות את כל הגנום האנושי ומיפוי כרומוזום Y משלים את האחוזים שהיו חסרים", מסבירה פרופ' עידית מאיה, מנהלת השירות לנפרו-גנטיקה ומנהלת בית הספר לגנטיקה לרופאים בבילינסון. "ההבנה של הרצף, שחשבנו שהשלמנו לפני 20 שנה, מאפשרת לנו בראש ובראשונה להבין מה נחשב תקין. זה יאפשר לנו למצוא סיבה למחלות ולהתגונן מפני מחלות אחרות או גורמי סיכון. אנחנו יודעים שאין רצף גנטי אוניברסלי נורמלי, כי כל אחד מאיתנו שונה זה מזה ב-0.01% מהגנום. אבל די ב-10 אלף אותיות על ה-DNA מתוך ששת המיליארד שיש לנו, כדי לעשות שינוי מהותי ולגרום לליקוי או למחלה.
פרופ' עידית מאיהצילום: דוברות בילינסון"התגלית החדשה לא מסייעת לנו להשלים את הפאזל הזה של מיליארדי חלקים בגנום האנושי", מציינת פרופ' מאיה, "היא מחדשת גם בכך שהטכנולוגיה התחדשה: השיטה החדשה שבאמצעותה ריצפו את כרומוזום ה-Y נקראת 'קריאת ריצופים ארוכים' ובאמצעותה ניתן לקרוא מקטעים בכרומוזום Y שחוזרים על עצמם פעמים רבות. זה מעין פזמון של שיר שחוזר על עצמו אלפי פעמים, ואם לא מרצפים את הבית שלפני והבית שאחרי, לא נדע מה השיר, ומה הרצף".
"תגלית הריצוף של כרומוזום Y עשויה לאפשר לנו לא רק להבין את הגנום כולו, אלא גם לסייע לזוגות רבים שמתקשים להיכנס להיריון, בשל אי פריון, הפלות ולידות שקטות. עד כה האשמנו את הסביבה, את המזון שלנו, ואת המחלות באי הפריון, וכעת ניתן אולי, בעזרת הרצף התקין, למצוא פתרונות, להימנע מדברים או לתת תרופה שמתקנת את בעיות הפריון. אנחנו רק בתחילת הדרך, אבל כעת יש לנו את כל חלקי הפאזל - מה אמור להיות כתוב בגנום, ומכאן סלולה הדרך לאלפי תגליות חדשות ומרתקות ברפואה, שאולי יסייעו לפתור מחלות ובעיות שעד עתה לא היה להן מרפא".
