במעמקי האוקיינוס, הרחק מאור השמש ובתנאים של מחסור קיצוני במזון, מתקיימים יצורים יוצאי דופן בעלי יכולות הישרדות כמעט בלתי נתפסות. אחד מהם הם האיזופודים הענקיים הנקראים גם "שווה-רגלאים" – אלו יצורים דמויי סרטן המסוגלים לשרוד יותר מחמש שנים ללא מזון. כעת, מחקר חדש שפורסם בכתב העת Cell חושף את המנגנון הביולוגי שמאפשר זאת – ואף מדגים כי ניתן להעביר אותו לתאים אנושיים.
המחקר, שנערך על ידי צוות מהמכון לאוקיינולוגיה של האקדמיה הסינית למדעים, התמקד בשני מיני איזופודים מהסוג Bathynomus, החיים בעומקים של מאות מטרים מתחת לפני הים. החוקרים ביקשו להבין כיצד מצליחים יצורים גדולים יחסית לשרוד בסביבה כה דלה במשאבים.
הממצאים מצביעים על אסטרטגיית הישרדות כפולה. ראשית, לאיזופודים קיבה עצומה התופסת כשני שלישים מנפח גופם, ומאפשרת להם לאגור מזון בכמויות גדולות כאשר מזדמנת הזדמנות נדירה, כגון פגרי לווייתנים. בקיבתם נמצאו גם חיידקי כלמידיה מיוחדים הקשורים לאגירת שומנים, ולא לעיכול רגיל.
החלק השני, והמרתק יותר, טמון בגן בשם ND1 - גן שמקורו בחיידק סימביוטי ושעבר לאיזופודים באמצעות העברה אופקית של גנים. לאחר השתלבותו בגנום, עבר הגן שכפול ושינויים אפיגנטיים שהובילו לביטוי גבוה במיוחד. התוצאה: יכולת לווסת באופן דרמטי את קצב חילוף החומרים.
כדי לבדוק את השפעת הגן, החדירו החוקרים את ND1 לדגי זברה, תולעים ותאי אדם. התוצאות היו מפתיעות: בטמפרטורות רגילות, הגן דווקא האיץ את חילוף החומרים והפחית עמידות לרעב. אולם בתנאים קרים - המדמים את סביבת המעמקים - התרחש אפקט הפוך: פעילות מיטוכונדריאלית ירדה, קצב חילוף החומרים הואט, והעמידות לרעב עלתה. בדגי זברה, למשל, נרשמה עלייה של 37% ביכולת לשרוד ללא מזון.
החוקרים מסבירים כי מדובר במעין "מתג מטבולי" תלוי טמפרטורה, המאפשר לבעל החיים לאזן בין צריכת אנרגיה לצרכי הישרדות. לדבריהם, זהו מקרה ראשון שבו יצור ימי גדול משתמש בשילוב של העברה אופקית של גנים ואופטימיזציה אפיגנטית כדי לשלוט בהקצאת אנרגיה.
מעבר להבנה הביולוגית, לתגלית עשויות להיות השלכות רחבות. היכולת לשלוט בקצב חילוף החומרים בתאים אנושיים מעוררת עניין בתחום הרפואה, במיוחד בהקשרים של רעב, מחלות מטבוליות ואולי אף הארכת חיים.
0 תגובות