הגֵן שמציע חיים סוערים, פוריים… וקצרים

מדענים ישראלים מצאו גֵן שמעודד בגרות מינית מוקדמת, אך בה בעת מזרז את ההזדקנות בהמשך החיים. הגֵן, שנקרא vgll3, התגלה במחקרים על דגים אך קיים אצל כל בעלי החוליות, כולל בני האדם. זהו נדבך נוסף לביסוס ההשערה שתהליך הברירה הטבעית באבולוציה נותן עדיפות ליתרונות שבאים לידי ביטוי בשלב מוקדם של החיים, גם אם בהמשך משלמים עליהם מחיר בבריאות ובאריכות ימים.

החוקרים, בהובלת איתמר הראל מהאוניברסיטה העברית ובשיתוף נביה איוב מהפקולטה לביולוגיה בטכניון ואלכסיי מקלאקוב (Maklakov) מאוניברסיטת מזרח אנגליה, בדקו מה ההשפעה של שינויים בגֵן הזה אצל מין של דגי קילי (killifish) שחי רק חודשים ספורים. תוחלת החיים הקצרה שלהם מאפשרת לחקור באמצעותם תהליכי הזדקנות לאורך זמן.

החוקרים ערכו את הגֵן בתוך ביציות מופרות של הדג ובדקו את ההשפעה של כל שינוי. הם מצאו ששינויים אחדים האטו את קצב התפתחות הבגרות המינית, ושינויים אחרים האיצו אותו – תכונה שמעניקה לדג יתרונות בצעירותו. אבל להאצת קצת ההתפתחות היו גם חסרונות, שהגיעו מאוחר יותר. “ראינו שכשאנחנו עוקבים אחרי מהלך החיים, זה לא נגמר פה”, הסביר הראל לאתר מכון דוידסון. “נראה שכל מהלך החיים שלהם האיץ. הדגים האלה גדלו מהר, תאי הגזע שלהם במעיים ובתאי המין התחלקו מהר יותר, והם היו גדולים יותר פיזית. ואז גם ראינו שלקראת סוף החיים יש לזה מחיר, והמחיר הוא שהם חיים פחות. ראינו גם הופעה מואצת של מחלות זקנה, כמו סרטן”.

החשוד המיידי

הבחירה בגֵן הספציפי הזה לא הייתה מקרית. מחקרים קודמים, שחיפשו קשרים בין שינויים גנטיים לבין תכונות היצורים, זיהו שהוא קשור לבגרות המינית אצל בני אדם ואצל דגי סלמון. מחקרים כאלה מצביעים על קשר סטטיסטי בלבד: הם יכולים לסמן גֵן או אזור חשוד בחומר התורשתי, אבל לא מוכיחים שהגֵן עצמו הוא מקור התכונה.

הפעם החוקרים לא הסתפקו בזה, אלא בדקו מה התפקידים שהגֵן ממלא בפועל. ממצאיהם העלו כאמור ששינויים שונים באותו גֵן יכולים להשפיע בכיוונים מנוגדים: להאיץ  את הבגרות המינית או להאט אותה. אף שמוקדם להסיק מכך על פעילות הגֵן בגוף האדם, הממצא מעלה את האפשרות שאותו מנגנון שבו הגֵן משפיע על קצב החיים של דגי קילי עשוי לפעול בצורה דומה גם אצל מינים אחרים.

הגֵן עבר מדור לדור לאורך האבולוציה, אף על פי שהוא קשור לתהליכי הזדקנות ומעודד התפתחות של מחלות כמו סרטן. בכך חיזקו החוקרים את ההשערה שהברירה הטבעית מקדמת יתרונות שמועילות ליצור החי במהלך גיל הפוריות ולפניו, גם אם הם באים עם מחיר בריאותי כבד בהמשך החיים.

“האבולוציה מסתכלת על ההשפעה הכוללת”, הסביר הראל. “מי שמעמיד יותר צאצאים מצליח להפיץ את תכונותיו באוכלוסייה. אבל פה מצאנו משהו מאוד מעניין, כי לפי ההשערה הזאת, מה שנותן יתרון גדול בגיל צעיר מתקבע באוכלוסייה אפילו אם הוא מזיק מאוד בהמשך החיים. האבולוציה מעדיפה המשכיות על פני אריכות ימים”.

רוב מחקרי ההזדקנות מתמקדים בשאלה איך אפשר להוסיף עוד כמה שנים בריאות לסוף החיים. הראל ועמיתיו, לעומת זאת, מציעים להסתכל על השאלה מזווית אבולוציונית רחבה יותר. “הטווח התקין של הזדקנות בבני אדם הוא בין 60 ל-120 שנה – פי שניים לכל היותר”, הוא אומר. “אבל ההבדל באורך החיים של בעלי חוליות הוא פי אלף: קילי חי חצי שנה, כריש גרינלנדי חי 500 שנה”. כלומר משך החיים הוא תכונה גמישה בהרבה מכפי שאנחנו נוטים לחשוב. האבולוציה כבר הראתה שאפשר לשנות את קצב החיים בצורה דרמטית, השאלה היא אילו מנגנונים מאפשרים את זה. “מה שמרתק אותי בעיקר זה להבין את העקרונות האלה, להבין איך הבקרה הגנטית הזאת נעשית, ואיך קורים ההבדלים של פי אלף”.

החוקרים שואפים כעת להפריד את ההשפעות החיוביות של הגֵן בגיל צעיר מההשפעות השליליות שלו בהמשך החיים. “אנחנו מפתחים עכשיו את הכלים שיסבירו איך הגֵן עושה את מה שהוא עושה. איך הוא משפיע על בגרות מינית, על קצב הגדילה ועל התפתחות תאי גזע”, אמר הראל. “אם נבין מה המנגנון המולקולרי שגורם להאצה או האטה של תהליך הבגרות המינית, נוכל לשכפל אותו. עכשיו אנחנו בודקים אם האטת קצב הבגרות המינית תאריך את תוחלת החיים”.