שיבוט

מתוך Genopedia - פרופ' מוטי שוחט

מילים נרדפות: שיבוט גנטי, cloning clonning,

מבוא

האפשרות של שיבוט האדם, כאשר קבוצת מחקר סקוטית יצרו את הכבשה "דולי" ב1997, עוררה מצד אחד עניין רב, אבל מצד שני עוררה בעולם דאגה לגבי השלכות מוסריות, ונוצר גם הרגשת חוסר ודאות לגבי המשמעות של "שיבוט".

מהו שיבוט? האם יש סוגים שונים של שיבוט?

כאשר דווח בתקשורת את החדשות על שיבוט, דובר אז רק סוג אחד של הרבייה הנקרא שיבוט. אך למעשה ישנם סוגים שונים של טכנולוגיות שיבוט שניתן להשתמש בהם לכל מטרה אחרת פרט מזו שלייצר אח תאום גנטי של אורגניזם אחר. להלן שלושה סוגים של טכנולוגיות שיבוט יהיה לדון בכך: (1) שיבוט DNA בטכנולוגיה Recombinant DNA (2) שיבוט הרבייה, וכן (3) שיבוט רפויי.

שיבוט בטכנולוגית Recombinant DNA ?

המונחים "טכנולוגיה recombinant DNA", " שיבוט דנ"א, " שיבוט מולקולרי" ו-"שיבוט גני" כולם מפנים לאותו הליך: העברת קטע של DNA של אורגניזם שבו מעוניינים, משנים בו את המבנה למבנה שאותו רוצים לבדוק או לחקור, מכפילים אותו ומדביקים אותו לתוך לאחר מכן לתוך תא מארח. טכנולוגיה זו החלה כבר ב-1970, והיא הפכה היום לנפוצה למחקרי ביולוגיה מולקולרית במעבדות.

השיטה מאפשרת למדענים ללמוד על גן מסוים. הגנים הנחקרים מועתקים ונישאים על ידי גנום של:

- פלסמיד (דנ"א של חיידקים) הווקטור הוא קטע של דנ"א טבעתי המכיל את הגן הנחקר - יכול לשאת עד 20.000 בסיסי קוד גנטי.

- וירוסים, וחיידקים מלאכותיים הנושאים מקטעי כרומוזומים ומכונים BACs עד כדי 300,000 בסיסי קוד גנטי.

- שמרים מלאכותיים המכונים YACs. יכולים לשאת מקטעים כרומוזומלים גדולים עד כדי מיליון בסיסי קוד גנטי.

הטכנולוגיה מאפשרת ללמוד על טכניקת השתלת גנים, לבצע מה שמכונה הנדסה גנטית של אורגניזמים, וכן ללמוד על מבנה וסידור של החומר הגנטי של יצורים שונים. גנים מאורגניזמים שונים נוסו בכדי לשפר טעם וערך תזונתי של מזון, או לספק הנדסה גנטית לשיבוח יבול בחקלאות.

שיבוט הרבייה

שיבוט הרבייה – כאן השימוש בטכנולוגיה למטרת יצור בעל חיים שיש לו את אותו דנ"א גרעיני של בעלי החיים הקיים (או אף שנפטר). דולי נוצרה על ידי הטכנולוגיה של שיבוט הרבייה. במסגרת תהליך המכונה " העברה גרעינית סומטית" (SCNT), מדענים העבירו חומר גנטי של גרעין התא התורם מחיה בוגרת לתא ביצית אשר גרעין (המכיל את חומר תורשתי), הוסר ממנה. בתהליך, הביצית המכילה את הדנ"א של התא התורם חייבת לקבל טיפול עם חומרים כימיים או חשמליים על מנת לעורר חלוקת התא. לאחר שהביצית מתחלקת ומגיעה לשלב מתאים, היא מועברת לרחם של הנקבה מארחת ובו היא ממשיכה להתפתח עד הלידה.

דולי - כבשה מפורסמת ששובתה ומתה בגיל 6: דולי הייתה היונק הראשון ששובט עד שהומתה בגיל 6 ש' בשנת 2003. לפני מותה, דולי סבלה מסרטן ראות ודלקת פרקים . כבשים מסוגה יכולים לחיות 11 עד 12 שנים, בדיקתה אחרי המוות לא העלתה ממצאים נוספים והיא נראה רגיל למדי. דולי הייתה אמא לשישה כבשים שנולדו בדרך הפריה רגילה.

דולי או בעלי חיים אחרים שנוצרו באמצעות טכנולוגיה כזו של העברת גרעינית, אינם באמת זהות מוחלטת של התורם. אמנם הם זהים רק בחומר הגנטי הגרעיני (הכרומוזומלי), אבל חלק מהחומר הגנטי הינו במיטוכונדריה של התא (האחראית על סיפוק האנרגיה של התא) המצוי בציטופלסמה והוא נותר שייך לביצית המאכסנת. מוטציות המצטברות עם השנים בדנ"א של המיטוכונדריה משחקות תפקיד חשוב בתהליך של הזדקנות.

דולי היא באמת הצלחה יוצא דופן, שכן המקרה הוכיח כי ניתן להפוך חומר תורשתי של התא הבוגר שמתוכנן ליצר רק את התכונות של תא של רקמה ספציפית (עור לדוגמא), להעבירו "תכנות מחדש" על מנת שיהפוך ליצור אורגניזם שלם מחדש. לפני זה, מדענים האמינו כי פעם שהתא הפך לתא ספציפי כמו תא כבד, תא לב, תא עצם, או כל סוג אחר של התא, השינוי יהיה קבוע והגנים שאינם שייכים לתא הבוגר הזה כבר לא בשימוש. כמה מדענים מאמינים כי טעויות או אי השלמת תהליך ה"תכנות מחדש" גבוה ואז עלול הדבר לגרום מוות, מום, או נכות ביצור המשובט כפי שנצפו בקרב חלק מבעלי החיים.

אלו כבר בעלי חיים עברו שיבוט?

מאות בעלי חיים קיימים כיום שהם תוצאה של שיבוט (מספר גדול של בעלי חיים קטנים כולל כבשים, עזים, פרות, עכברים, חזירים, חתולים, ארנבות), אך במספר מינים לא הצליחו לייצר חיה משובטת.  כנראה זנים מסוימים עשויים להיות עמידים יותר להעברת הגרעין מתא עור (מכונה תא סומטי)  לביצית יותר מאחרים.  תהליך הוצאת הגרעין מתוך ביצה והחלפתה בגרעין של התא התורם הוא טראומטי, ולכן דרושים שיפורים בטכנולוגיות השיבוט לפני שניתן יהיה לשבט בהצלחה מינים רבים. 

שיבוט ריפויי

שיבוט ריפויי, המכונה גם "שיבוט גולם", הוא ייצור עוברי-אדם לשימוש במחקר. המטרה של תהליך זה הוא לא ליצור אדם משובט, אלא למסוק תאי גזע שניתן להשתמש בהם כדי ללמוד ולפתח טיפול במחלה באדם. תאי גזע הם כלי מחקר רפואי חשוב כיוון שניתן להשתמש בהם כדי ליצור כמעט כל סוג של תאים מיוחדים של גוף האדם. תאי גזע שהוצאו מביצית מופרית 5 ימים אחרי ההפריה. הביצית בשלב זה של התפתחות מוקדמת מכונה בלסטוציסט.

תהליך הדגימה של הביצית ושאיבת תא (המשמש כתא גזע למחקר) מעלה מגוון שאלות מוסריות. חוקרים רבים מקווים כי יום אחד תאי גזע יוכלו לשמש להחלפת תאים לטיפול במחלות לב, Alzheimer's, סרטן, ומחלות אחרות.

בחודש נובמבר 2001, מדענים מחברה ביוטכנולוגית במסצ'וסטס, הודיעו כי הם לראשונה שיבטו תאי עובר אדם לצורך מחקר רפואי מתקדם. לביצית שהוציאו ממנה גרעין החדירו גרעין מתא עור של אדם אחר. הביצית החדשה החלה להתחלק וההצלחה הייתה מוגבלת. משמונה ביציות בהן החלו את התהליך, רק שלוש החלו בחלוקה, ורק אחד הצליח להתחלק לשלב של 6 תאים ואז גם הוא נעצר.

האם לשבט בני האדם?

א. עד כה זה לא הצליח : מהרבה מאד ניסיונות הגיעו למצב בו 3 תאים בלבד החלו להתחלק, ורק תא אחד לאחר החלוקה של התאים היגיע לשלב של 6 תאים ואז גם אצלו החלוקה פסקה והוא הפסיק להתפתח.

ב. מסוכן ולכן גם לא אתי!!: לכ-1/3 יש מומים. לאלו ללא מומים: לכ-1/3 מהחיות המשובטות יש גדילת יתר, יש להם נטייה לזיהומים, ישנה נטייה לגידולים, ויש ריבוי מקרים של מוות לא מוסבר. בנוסף לא ברור מה השפעת השיבוט על מצב הרוח, אינטליגנציה, אספקטים פסיכולוגים ופסיכיאטרים, ועל התפקודים השכליים ביונקים בכלל ובבני אדם בפרט.

ג. אין צורך – יש אפשרות לסייע לרפואה ללא צורך בשיבוט מלא: הצורך ל"תיקון" איברים של אדם הזקוק לאיבר מחליף/מתקן ניתן להשגה ללא צורך בשיבוט עוברי מלא, על ידי שימוש בטכניקות המחליפות הבאות:

ג.1 ניתן יהיה לגדל שורות תאי גזע בתרבית (אף שכיום זה נעשה בהצלחה חלקית) – אלו יכולים לסייע ב:

a. ללמוד ולחקור תאי גזע של חולים במחלות שונות.

b. לעשות ניסויים וללמוד על השפעת התרופות בתאי גזע של החולים, וכד'.

c. ליצר תרבית תאים להשתלה במקום של נזק בגוף: לרקמת שריר לב אחרי נזק של אירוע לבבי, בפרקינסון, בהלצהיימר וכד'.

ג.2 יצור רקמות מחיות (חזירים הכי מתאימים כיון שאבריהם מתפקדים הכי דומה בבני אדם והבעיה היחידה שמגבילה היא דחיית האיבר) שהוצאו מהם הגנים הגורמים לדחייה שלהם בבני אדם (גן לסיווג הרקמות מוסר ב-2 אללים).

ג.3 יצור חיות שמייצרות תרופות. לחליפין ניתן ליצור מודל חיה למחלות, עליהן מבצעים ניסיונות בטיפולים יותר יעילים, או מבצעים בהן ניסיונות השתלת גנים.

ג.4 שימור חיות נכחדות: מאות חיות כבר שוכפלו. בחיות שהצליח לשכפל ולשמר היה אחוז ההצלחה בכ-1:100 ניסיונות. הבעיה היא שיש חיות שזה אף פעם עדיין לא הצליח למרות הרבה ניסיונות.