צוות מחקר בינלאומי פענח את רצף הגנום של הטפיל הקטלני Trypanosoma brucei, הגורם ל"שנת מוות" בקרב בני אדם. החוקרים פענחו גם את המבנה התלת-ממדי של גנום הטפיל. בדיווח על הישגם שהופיע בחודש שעבר ב-Nature.

החוקים העריכו כי ייתכן שתוצאות עבודתם תסייע בעתיד בבלימת המחלה הקטלנית, הנפוצה בעיקר ביערות ובמקווי מים במרכז אפריקה ובעזרתה יפותחו טיפולים עבור אוכלוסיות מועדות להידבקות במחלה.

את המחקר הבינלאומי הוביל פרופ' ניקולאי סיגל מאוניברסיטת מינכן והשתתף בו ד"ר נעם קפלן מהפקולטה לרפואה בטכניון וכן חוקרים מגרמניה, ארה"ב ואנגליה. פענוח רצף הגנום התבצע בעזרת שיטה חדשנית שפיתח ד"ר קפלן .

Trypanosoma brucei מועבר בין בני אדם ויונקים אחרים בסיועו זבוב הצה-צה, המאפשר לטפיל להתרבות בבלוטות הרוק שלו. הזבוב מדביק את היונקים שאת דמם הוא מוצץ.

הגנום הוא מכלול המידע הגנטי הנמצא באורגניזם. זה רצף מסובך מאוד שיכול להכיל מיליארדי בסיסים (יחידות דנ"א). בשני העשורים האחרונים חלה קפיצת מדרגה ביכולת האנושית לפענחו.

ד"ר קפלן הסביר: "כיום קל מאוד לקרוא מיליוני מקטעים קצרים של דנ"א, אבל לא ניתן לקרוא מקטעים ארוכים מאוד. האתגר המרכזי הוא לכן סידור נכון של המקטעים הקצרים, בדומה להרכבת פאזל. התהליך מכונה הרכבת גנום."

עם האתגר הזה התמודד ד"ר קפלן עוד בתקופת הפוסט-דוקטורט שלו באוניברסיטת מסצ'וסטס, יחד עם פרופ' יוב דקר. הטכנולוגיה שפיתח מבוססת על ניסוי שבו נמדדת הקרבה המרחבית בין מקטעי דנ"א בתאים חיים.

ב-2013 הדגים, במאמר שפורסם ב-Nature Biotechnology, הרכבת גנום אנושי על סמך ניתוח חישובי מתקדם של דפוסי קרבה מרחבית. במאמרו דיווח על השיטה החדשנית להרכבת רצף גנומי בעזרת מדידות קירבה מרחבית. "השיטה הזאת גישרה על 'פערי ממדים' בהרכבת גנומים והיא רלוונטית לכל המינים בעולם החי."

מאז פיתוח השיטה החדשה להרכבת רצפי גנומים, הוקמו על בסיס עקרון זה כמה חברות ביו-טכנולוגיה ולאחרונה פוענחו באמצעותה גנומים רבים של בעלי חיים וצמחים ביניהם: צפרדע, יתוש, עז, קינואה, חיטה ושעורה. כעת, הגיע "תורו" של טפיל השינה Trypanosoma brucei.

במחקר הנוכחי נתגלה קשר ייחודי בין ארגונו המרחבי של הגנום לבין מנגנון החלפת האנטיגן - החלבון אותו מזהה מערכת החיסון האנושית. מנגנון החלפת האנטיגן מאפשר ל-Trypanosoma brucei לחמוק מהמערכת החיסונית של האדם הנגוע.

ד"ר קפלן הצטרף לסגל הפקולטה לרפואה ב-2016, והקים מעבדה אינטרדיסציפלינרית. "כדי להבין את הגנום, אמר, צריך שילוב של תחומים רבים ובהם ביולוגיה, מחשבים, מתמטיקה, סטטיסטיקה, פיזיקה וכימיה. אנו חוקרים כיצד נקבע ארגונו המרחבי של הגנום וכיצד ארגון זה משפיע על פעולת הגנום. אנחנו כבר עובדים על הדור הבא של שיטות הרכבת גנומים שיאפשרו לאפיין ולהבין שינויים גנומיים המתרחשים בסרטן ובמחלות אחרות".

נושאים קשורים:  מחקרים,  זבוב הצה-צה,  "טפיל השינה",  Trypanosoma brucei,  שנת מוות,  גנום,  הטכניון,  ד"ר נעם קפלן