תאי גזע

שינייה ימאנאקה אשר נולד באותה שנה בה ג'ון גורדון פרסם את עבודתו, התעניין בדרך שבה אפשר להשפיע על גרעין התא או החומר התורשתי שבתוכו ולשנות את "התוכנית" של התא - מתא ממויין ומומחה בתפקיד אחד לתא גזע היכול להפוך לכל תא ממויין שיש בגוף. ההבדל גדול: תא ממויין, מתחלק מספר מסוים של חלוקות ומפסיק או אף מת, הוא ממלא תפקיד בגוף ומומחה בו, ולכן גם צורתו ומבנהו ייחודיים ומתאימים לתפקיד. לדוגמה תא עצב, תא עור או תא במעי. לעומת זאת, תא גזע מתחלק לאט אבל יכול להתחלק עד אין סוף. בנוסף, תא גזע יכול להפוך לכל תא בגוף. כמו ילד שחושב, מה אהיה כשאגדל... ויכול להחליט להיות כל דבר. (קראו עוד למטה על תאי גזע).

ימאנאקה שאל: מה המספר הקטן ביותר של חלבונים בתא שצריך לשנות כדי שתא ישנה את תוכניתו. ימאנאקה וקבוצתו התחילו עם כ-24 גנים אותם הכניסו לתא ממויין אך עדיין בעל יכולת התחלקות אשר נלקח מעור עכבר. הם ניסו קומבינציות שונות עד שהגיעו לארבעה גנים בלבד!

הם השתמשו בוירוס כדי להחדיר אל התאים הממויינים 4 גנים בלבד וגרמו לתאים לבטא אותם ולסנתז לפיהם חלבונים מתאימים. את התאים הם גידלו בתנאי תרבית המתאימים לגידול תרביות תאי גזע ולאחר כ-30 יום ראו שהתאים נראים כמו תאי גזע - הם בדקו את התפקוד שלהם וראו שהתאים גם מתפקדים כמו תאי גזע. לתאים הללו קוראים תאי גזע מושרים (iPS, induced pluripotent stem cells). העבודה הכתה גלים ולמרות שאינה קלה לביצוע, חוקרים רבים חזרו על הניסויים וקיבלו ממצאים דומים, זמן לא רב לאחר מכן פורסמו מאמרים על תאי גזע מושרים מתאי אדם.

אמנם התברר במשך הזמן כי התאים המושרים אינם זהים לחלוטין לתאי גזע עובריים. בירור ההבדלים בין סוגי התאים קידם מאד את המחקר בתחום האפיגנטיקה, ובתחומים אחרים. השיטה משמשת כיום להבנת ההתמיינות של תאים, ביולוגיה של תאי גזע, אפיגנטיקה, מנגנוני תיקון DNA, מחלות גנטיות, ונושאים אחרים. לדוגמה, יעקוב חנא וקבוצתו ממכון ויצמן משתמשים בתאי גזע מושרים כדי לפתח טיפול למחלת ניוון העצבים ALS - קראו עוד ב"הידען". כמו כן, נערכים מחקרים על תאי גזע מושרים בטיפול במחלות לב, בסוכרת ועוד. ניתן למצוא מידע נוסף באתר ה"הידען" ועל תאי גזע עובריים באתר של מכון דוידסון אונליין.

על העבודה של ימאנאקה באתר סא"י, ושל קונרד הוכדלינגר, 2010 אתר סיינטיפיק אמריקן ישראל

מהם תאי גזע?

ישנם סוגים רבים של תאים בגוף, אבל כולם מתפתחים מתאים ראשוניים בעובר, לתאים האלו קוראים תאי גזע עובריים. הם כמו ילדים שיכולים להיות כל דבר שיחליטו עליו כשיהיו גדולים. הם יכולים להתחלק לתאי גזע אחרים, אבל גם לתאים שיכולים להתמיין ולהתמחות בתפקיד מסוים. תאי הגזע העובריים הם רבי-יכולות = פלורי-פוטנטיים, יש להם רפרטואר גדול ורחב של סוגי תאים שהם יכולים להתפתח אליהם. אצל ילדים ומבוגרים נשארים תאי גזע מסוג אחר, גם הם רבי יכולות, אבל לא כמו תאי הגזע העובריים. לתאי הגזע במבוגר קוראים תאי גזע מולטי-פוטנטיים ("מולטי" זה לא מעט אבל פחות מ"פלורי"). תאי הגזע של המבוגר בדרך כלל נמצאים ברקמה אליה הם שייכים. למשל תאי הגזע של הדם נמצאים במח-העצם ומתפתחים לכל סוגי תאי הדם: אדומים, לבנים ועוד. תאי הגזע של השריר נמצאים בשריר ומתפתחים לתאי שריר - זה בעיקר מתרחש כאשר השריר נפגע או מתאמץ במיוחד. אפילו במוח ישנם תאי גזע, אבל רק באזורים מסוימים והם לא קשורים בהכרח לתיקון נזק ברקמה. ישנו מספר קטן של חלבונים השומר על תאי גזע פלורי-פוטנטיים במצבם הלא ממוין, זו אחת התגליות של שיניה ימאנאקה אשר השתמש בוירוס כדי להדביק תא עור ולגרום לגרעין שלו לבטא 4 גנים חדשים בלבד וכך גרם לתא העור לשנות את תפקידו ומבנהו ולהפוך לתא גזע עוברי. כיצד יתכן ש-4 חלבונים הספיקו כדי לעשות שינוי כה דרמטי?

צפו בסרט של 30 דק' מאתר פרס נובל על הפרס בשנת 2012

לחצו פה לאתר של דר' דני קיצברג, מורה וחוקר בתחום תאי הגזע

צפו בסירטון של ה-BBC בו ניתן לראות כיצד מכינים תרבית תאים של תאי גזע מעוברים

לחצו פה לסדרה של אנימציות וסירטונים על תאי גזע באתר של HHMI (Howard Hughes Medical Institute) a

לחצו פה לסדרה שהפיק מורגן פרימן לערוץ המדע Stem cell universe with Stephen Hawkins (קישור נוסף, ואם לא עובד אז לחצו פה)