לתכנת את המין האנושי מחדש: העשירים ייראו כמו בראד פיט?

בקרוב יסתובבו בינינו בני אדם בגרסת מעבדה משופרת ■ ד"ר תום רן, מחלוצי המחשב הביולוגי, פותח צוהר לפיתוחים שישנו את חיינו ללא היכר ■ היכונו לשלב הבא באבולוציה

תום רם / צילום: יונתן בלום
תום רם / צילום: יונתן בלום

במעבדה קטנה בארה"ב לקחו שני מדענים טבעונים שאפתניים כמה גנים מפרה, הכניסו אותם יחד עם שמרים לתוך צמחים, ויצרו צמחים שמפיקים חלב. בקרוב, כך מסתמן, נוכל למצוא את החלב המופק מצמחים בכל סופרמרקט. באותה עת, בקצה השני של העולם, לקחו מדענים סינים מוטציות של גמדות, ויצרו זן של חזירים מיניאטוריים, שהפכו לסמל סטטוס. כמו מכונית, או שעון יוקרתי, עשירי סין מתהדרים בחזרזיר שנכנס בקלות לתיק יד ומאיים על מעמדו הקלאסי של הצ'יוואווה. מדובר בתחום מחקר חדש יחסית, שנקרא ביולוגיה סינתטית, ומנסה לתכנת את המין האנושי מחדש. המדען 'יוצא החוצה' מהמעבדה, אוסף כל מיני חיידקים או וירוסים, מפרק אותם, אוסף 'חלקי חילוף' ביולוגיים, ומרכיב אותם מחדש על חיידק או על מערכת אורגנית אחרת.

אחד המדענים המובילים בתחום בישראל הוא ד"ר תום רן, 35, ממכון ויצמן. בשיחה עם "ליידי גלובס" פותח רן צוהר לאחד התחומים שעתידים לשנות את חיינו ולקרב את מה שנראה כעת כמו סרטי מדע בדיוני, אל המציאות.

- איך נראה יום עבודה של חוקר בתחומך?

"אני בונה מחשבים ומערכות שלא קיימות בטבע, במטרה שימלאו פונקציה ספציפית. זה יכול להיות חיידק שיפיק דלקים בניצולת גבוהה יותר, או חיידק שייכנס לביצה מזוהמת, ינקה אותה ואז יתפרק, כדי לא לפגוע באקו-סיסטם. אנחנו בונים בנק של חלקי חילוף, עם אלפי גנים, ואתה בוחר מה אתה רוצה להרכיב או לקנות. היום אפשר לעשות את זה בשיטה של 'עשה זאת בעצמך' - אתה יכול להקים לך מעבדה, ולבנות ולהרכיב בה דברים".

- תן דוגמה.

קיראו עוד ב"גלובס"


"חבורה של מדענים צעירים החליטה להתמודד עם כמויות אדירות של נייר שאי אפשר למחזר. הם לקחו חיידק והכניסו לו גנים שאפשרו לו לאכול צלולוז (תאית שממנה מורכב נייר) ולהפוך אותו לסוכר. באחת התחרויות העולמיות הם לקחו את הנוזל עם החיידקים, הכניסו לתוכו קרטון, ואחרי 8 שעות הכול הפך לסוכר. יש בטבע הרבה דברים שיכולים לתת לנו רעיונות חדשים".

- מה למשל?

"כמו המחשב הביולוגי, שייתן מענה מדויק ויעיל יותר מכימותרפיה. מחשבים ביולוגיים יסרקו כל תא בגוף ויראו אילו חלבונים סרטניים נוכחים ואילו בריאים נעדרים, יאבחנו תאים סרטניים וישמידו רק אותם. החזון הוא לייצר טיפה אחת של מיקרו-ליטר, שמכילה 3 טריליון מחשבים ביולוגיים שיסתובבו בגוף ויסייעו בריפוי ותיקון של מחלות ובעיות".

- זה תיאורטי, או שזה כבר קורה בפרקטיקה?

"יש היום הרבה מעבדות של ביולוגיה סינתטית, וכל אחת משתמשת בשיטה אחרת. אחת יוצרת וירוס מחשב, שנייה מייצרת ננו-רובוטים בדמות קפסולות, שנושאות מטען שהורג תאים סרטניים, ויש שיטה שמשתמשת בחיידקים. אני מאוד מאמין בשיטת החיידקים, כי אחרי הכול, הם מרכיבים 90% מאיתנו. כששמעתי את הנתון הזה לראשונה, הייתי בטוח שזאת טעות. הלכתי לבדוק וגיליתי שאכן על כל תא אנושי יש 9 חיידקים, ולכן זה אך הגיוני להשתמש בהם.

"אפשר להוציא את החיידקים שנמצאים אצלנו במעיים באופן טבעי ולהחזיר אותם אחרי שנתקין בהם תוכנה שמאפשרת להם לנווט בגוף לעבר הגידול הסרטני, לזהות שהגיעו אל היעד ולהתפוצץ שם מקומית. אלו חיידקים שיצרנו שיודעים לעשות שערים לוגיים, כמו שערים חשמליים. במחשב, למשל, יש שער חשמלי שאם הוא מופעל, הוא יכול להעביר זרם שיפעיל את השער הבא, את זה שאחריו וכן הלאה. אז בנינו גן שיכול להפעיל את הגן הבא ואת החיידקים האלו כך שיעבדו באותו אופן".

- כלומר, מנסים להשתמש במחשב הביולוגי כדי למצוא תרופה לסרטן.

"המחשבים האלה יכולים לפתור בעיות בגוף האדם, דרך זה שיעשו חיתוך בתאים שונים ויבדקו אם מדובר במוטציות שמעידות על סרטן או מחלות אחרות. כלומר, אפשר לבדוק מה ההבדל בין תא אחד לאחר, באמצעות הפרופיל הגנטי והביטוי שלו. זה מה שנקרא רפואה מותאמת אישית, זה מדהים. היום אנשים שיש להם מספיק כסף או ביטוח טוב, לוקחים את הגידול שלהם ומשתילים אותו ב-50 עכברים, מנסים טיפולים שונים על העכברים ורואים למה הגידול מגיב הכי טוב".

- כך יטפלו בעתיד במחלות שלנו?

"כל אחד יוכל לבדוק באופן אישי איזה גידול יש לו. כבר היום יש דברים בסיסיים שאפשר לבדוק. יש לי חבר טוב שתמיד סבל מכאבי בטן. עשו לו את כל הבדיקות האפשריות ולא מצאו את הבעיה. הוא עשה את המיפוי, וגילו שיש לו מוטציה של אנזים שכוח-אל שאחראי על פירוק חומצות שומן מאוד ספציפיות. וכך, ממצב שהוא לא היה יכול לאכול עם כולם בעבודה, הוא פשוט שואל אם יש את מה שהוא רגיש אליו באוכל, והוא יכול לאכול עם כולם, כאדם בריא".

- אז איך ייראה העולם בעוד 15 שנה?

"מצד אחד, הכול מתקדם לאט. למנורה עדיין יש חוט להט ומנוע המכונית לא השתנה, ומאידך יש עולם שמלא בלייזרים וחיידקים מהונדסים. אז אנחנו נהיה היברידיים ולא היברידיים, ויהיו אנשים שונים, משופרים ולא משופרים".

- איך תיראה הזירה הרפואית?

"אני חושב שבעוד כמה שנים השאלה תהיה האם לערוך את המוטציות הגנטיות שמובילות למחלות ופתולוגיות לפני הבאת הילדים לעולם. יהיו הורים שיצדדו בלהביא ילדים 'טבעיים', ויהיו הורים שיבחרו למחוק את המוטציות שמובילות לסרטן, להשמנת יתר, לליקויי ראייה ועוד. יותר מזה, ניתן יהיה לא רק למנוע פתולוגיות, אלא להציע להורים שיפורים. השאלה תהיה אם לתת לעובר כדוריות דם אדומות כדי שיהיה ספורטאי, או האם לשפר את יכולותיו הקוגניטיביות. המחשבה לא תהיה האם לקנות לילד סמארטפון או לא, מתוך החשש שלכל שאר הילדים יש, אלא האם זה פייר לא להעניק לו את השיפורים שלאחרים יש, ובכך לסמן אותו כשונה או כחולייה החלשה בעדר".

- הבנתי שהסינים כבר שכללו כמה אנשים.

"שיא מינק, שחקן הכדורסל הסיני הכי מפורסם, הוא תולדה של הכלאה שהממשלה 'יצרה' בין שחקנית הכדורסל מס' 1 בסין והאיש הכי גבוה אצלם. כלומר, עשו הרבעות למען המדינה, וככה ייצרו את השחקן הסיני הראשון שהגיע לאנ.בי.איי".

- והרוסים לא עושים את זה?

"יכול להיות. זה ממש מזכיר את המלחמה הקרה, רק שבה העליונות הטכנולוגית התבטאה בלמי יש טיל יותר גדול. ממש רואים ציר בין רוסיה לסין אל מול ארה"ב, כשעל כל מאמר מדעי שצד אחד מפרסם, ישנו מאמר תשובה של הצד השני. תחשבי, למשל, על השחיין מייקל פלפס - יש לו מוטציה שכפות הרגליים שלו ארוכות יותר ביחס לגובה שלו, ובזכות זה יש לו אוטומטית סיכויים טובים יותר, כי יש לזה אפקט שפועל בדומה לסנפירים. יש כל מיני מוטציות כאלה. ברור לי שבעוד כמה שנים מי שיהיה הכי מכור לאולימפיאדות הם דווקא הגיקים, כי כל הספורטאים שיהיו שם יתחילו להיות ערוכים גנטית. יעשו אבולוציה טבעית לאנשים שהיו במקרה עם תוצאה טובה, ולא יצטרכו לגדל אותם מאפס. וגם יכניסו משתנים חדשים לגמרי, כמו שינוי כמות כדוריות הדם האדומות הצורכות חמצן, כך שאפשר יהיה לרוץ יותר מהר. זה יהיה עידן מגניב ומבהיל וחדש, בכל החזיתות".

- וזו תהיה טכנולוגיה לעשירים בלבד.

"זה תמיד ככה בהתחלה, אבל לאט לאט אי השוויון יקטן. מחירי הטכנולוגיות יורדים. אתן לך דוגמה יפה מזירת הביולוגיה הסינתטית. זה תחום שקיים משהו כמו עשר שנים, וכל הזמן שאלו 'נו, מתי יצא מזה משהו'. אחת הסיבות לתמותה במדינות עולם שלישי היא מלריה. הטיפול לזה מאוד יקר, כי אחוז מזערי מצמח הלענה משמש להפקת החומר הפעיל בתרופה, ודרושים שדות ענק של הצמח, מה שמייקר את עלות התרופה. זה מאוד לא יעיל. אז למדו מהמהפכה שהייתה בהפקת האינסולין - את גן האינסולין האנושי יודעים להעתיק מהאדם לתוך חיידקים, שמייצרים עבורנו כמות גדולה של אינסולין אנושי. אז למה לא להעתיק גם מהצמח כדי ליצור את התרופה למלריה? ההבדל פה הוא שזה לא היה גן בודד שהעתיקו, אלא רשת גנטית שלמה מתוך צמח הלענה, לתוך שמרים. והנה, יש שמרים שעושים את התהליך שמייצר את התרופה למלריה, וכבר לא צריך את השדות הענקיים של הלענה.

"תמיד בהתחלה הפתרונות הם לעשירים, אבל הפטנטים נגמרים והפתרונות הופכים זמינים וזולים יותר. בסופו של דבר אני חושב שהמצב של האנושות כיום טוב יותר משהיה פעם".

לנקות את הטעויות

המשך ישיר של מחקרים מסוג זה הובילו לוועידה 'סודית' שהתקיימה בהרווארד לפני כשנה וכללה כ-051 מדענים. התוכן של אותה ועידה נשמר תחת סודיות כבדה. "דובר שם על חזון יצירת גנום אנושי 'מושל', כלומר, ללא שום באגים או מחלות", מספר רן. "היום כבר רוצפו גנומים של כמויות עצומות של בני אדם, ויודעים לקשר מוטציות ספציפיות למחלות, כך שניתן ליצור במחשב רצף חף מטעויות וממחלות. ומכיוון שהיום כבר ניתן להדפיס ד.נ.א, דיברו בוועידה על לקחת את הרצף האידיאלי הזה, ולסנתז אותו במעבדות. כלומר, להדפיס את הד.נ.א ולעשות הפריה חוץ גופית. המשמעות היא שבעוד כמה שנים אני ואשתי נגיע למכון, ניתן דגימת ד.נ.א, ואחרי שירצפו ויראו את הטעויות, ישאלו אם אנחנו רוצים שינקו את הטעויות שאנחנו נושאים אתנו. כשאומרים את זה ככה, זה נשמע הגיוני".

- אז כולם ייראו אותו דבר ויהיו אותו דבר?

"ההיפך, לא כולם ייראו כמו בראד פיט. יהיה מישהו עם שיער סגול ומישהו עם עין בעורף. לא כולם ירצו להיות יותר חכמים או ספורטיבים. כל אחד יגדיר יופי, חוכמה או כל תכונה אחרת כמו שהוא תופס אותם, וירצה לכוונן דברים שונים".

- אם היום הייתי נותנת לך את הכלי הזה, מה היית עושה לילדים שלך?

"אני חושב שהייתי מפחד להתערב בסדר הטבעי ו'לשפר' בצורה קיצונית, אז הייתי נשאר ברמת תיקון מחלות. הייתי שמח להיות מהראשונים שמתקנים את הבעיות הגנטיות הבריאותיות שלהם".

- כמו שאתה מתאר את זה, מדובר בטכנולוגיה שאנשים עם מעבדה ביתית מאולתרת יכולים לייצר, ולעשות נזק מטורף לעולם.

"בתחילת דרכי, כשהזמינו אותי להרצות בחברת אנטי וירוס בחו"ל, התרגשתי מאוד. הגעתי לשם שמח ומתלהב ורק רציתי לצאת עם כוס עם הלוגו שלהם. תוך כדי השאלות הבנתי שהסיבה שהביאו אותי לייעוץ היא שהם רוצים להתכונן לזה שעוד מעט אנשים יצטרכו לקחת אנטי וירוס ולשתות אותו בקפה של הבוקר. אבל מבחינה טכנולוגית, אין בעיה שזה יקרה כבר עכשיו. כל אחד יכול, בעזרת חיפוש קצר באינטרנט, למצוא רצף של וירוסים כמו אבולה. היום כבר לכל סטודנט לתואר ראשון במדעים יש גישה למדפסות ד.נ.א. אפשר, למשל, לשנות את הרצף של הווירוס, כך שיכלול מוטציה שבה כולנו נקום בבוקר מכוסים בנקודות חן.

"בדומה לווירוסים ואנטי וירוסים בעולם המחשבים, גם פה, מי שכתב את הווירוס יחזיק את האנטי וירוס. התחום הזה מלא בסכנות, אבל מאידך כל הטכנולוגיות הגדולות ביותר שקידמו את המין האנושי טמנו בחובן גם סכנות גדולות".

- כן, אבל הסכנות מתעצמות.

"נכון, אבל אין ברירה. אנשים מדברים על הפצצה האירנית, הם לא מבינים שיש טירוף מוחלט בתחום המדעי, מדענים מתחילים לשכתב אורגניזמים שקיימים, רואים בזה דבר טוב ועל הדרך יכולות לצוץ סכנות לא צפויות. והסכנות הן לא טרוריסטים או דברים כאלה, אלא מדענים עם כוונות טובות".

- אפשר ליצור חיסול ממוקד גנטית?

"כן, זה אפשרי. הרי לכל אדם יש חתימה גנטית ייחודית, שעל פיה ניתן לזהות אותו. נניח שהאדם שאותו את רוצה לחסל נמצא במיקום שאי אפשר להגיע אליו, אז אפשר להכניס מחשבים ביולוגיים שמכילים את החותמת הגנטית הייחודית שלו למקור המים הקרוב, המים יגיעו לכלל הציבור הקרוב, אך התרכובת החדשה תצליח לזהות ולפעול אך ורק בגוף של האדם שהוגדר כמטרה".

- איך אפשר לרתום את הטכנולוגיות האלו למעשה חיובי?

"כבר היום אנשים יכולים ליהנות מטכנולוגיות זמינות של אבחונים מדהימים, שניתן להזמין דרך האינטרנט ב-100 דולר למבחנה. יורקים פנימה (הרוק שלנו מכיל את הד.נ.א שלנו), שולחים את המבחנה חזרה בדואר, ואחרי שבועיים, בערך, מקבלים אימייל 'שלום תום! ברוך הבא לעצמך! אתה יכול להתחיל לחפש'. אני חושב שהיכולת של אדם להכיר את עצמו גנטית ב-100 דולר ברמה כה גבוהה, היא בגדר חובה. זה לא הגיוני לי שלא כל אחד עושה את זה. אתה יכול כל שנתיים ללכת להיבדק לסרטן המעי כי זה מה שיש לך בהיסטוריה המשפחתית, בשעה שבכלל לא ירשת את המוטציה הזאת, אלא מוטציה אחרת, שהיא בגדר פצצת זמן מתקתקת, שאולי יש לה בכלל טיפול".

- יש לפיתוחים החדשים גם יתרונות עסקיים פשוטים יותר, חקלאיים למשל.

"בשביל להמשיך לקיים את גודל האנושות, דרושות כמויות גדולות יותר של זמן. אני מאוד אוהב את התחום של ה-OMG, מזון מהונדס גנטית. בשנה שעברה לקחו תפוח כדוגמה לאחד הפירות והירקות שהופכים להיות חומים ומגעילים בתוך חצי שעה כשהם נחשפים לחמצן, ופשוט השתיקו את הגן הזה. הוסיפו מיקרו ר.נ.א שינטרל את הגן שגורם לתפוח להיות חום עקב חשיפה לחמצן וחילקו את הפיתוח הזה בחינם לחקלאים בסין שהביעו עניין, מתוך כוונה שבעוד כמה שנים כשהעצים יניבו פרי, הם יגזרו קופון ויקבלו רווחים על כל תפוח שיימכר".

לנצח את הטבע

תחום הריצוף הגנטי הולך ותופס תאוצה בשנים האחרונות. פיתוחים שונים בתחום לא רק מאפשרים פתרון לבעיות בריאותיות, אלא מנפיקים כלים להתמודדות עם זירות פשע. "יש חברות שמציעות לגבר ואישה לשלוח דגימת רוק לריצוף גנטי", אומר רן. "כל אחד מקבל את המפה הגנטית שלו, ומקבלים גם שיערוך של המפה הגנטית של התינוק המשותף. זה לא רק ברמה של האם התינוק יסבול מאי סבילות ללקטוז, אפשר ממש ליצור קלסתרון".

- מה זאת אומרת קלסתרון?

"היום בזירת אונס, לוקחים את הזרע, מרצפים גנטית ומייצרים קלסתרון של האנס. כן, מטורף, אבל היום אפשר ליצור קלסתרון רק על פי הד.נ.א.

"כבר היום ישנן חברות כמו IBM, שבעזרת מחשב העל שלהן ('ווטסון'), מקימות שיתופי פעולה עם חברות לריצוף גנטי, כדי שלכל אחד מאתנו יהיה בענן את הרצף הגנטי שלו, ונוכל לקבל עדכונים והמלצות במהלך חיינו. מדוע מישהי צריכה לעבור מספר הפלות לפני שהיא מופנית לאבחון גנטי, שבו יכולים להתגלות גורמים שיש להם פתרון פשוט? ישנן נשים שיש להן פחות עותקים של האלל שאחראי על ייצור חומצה פולית שדרושה בעת ההיריון, והן פשוט יכולות לפתור זאת על ידי נטילת מינון גבוה יותר של חומצה פולית, וזהו. ריצוף גנטי הוא הדרך לפתרון הבעיות הללו".

- מה לגבי הרעיון ללמד את מערכת החיסון להילחם ולתקן את הגוף?

"המוטיבציה העיקרית היא לגייס כמה שיותר מהכלים שנמצאים באופן טבעי בשימוש של הגוף, ומהם להרכיב את הטיפולים הביולוגיים שמשמשים בעריכה גנטית, ולמעשה לרתום את מערכת החיסון הטבעית למלחמה בסרטן. בשיטה זו מוציאים את תאי מערכת החיסון מחוץ לגוף, מלמדים אותם כיצד לזהות תאים סרטניים, ומחזירים אותם כשהם מוכוונים להשמדת הסרטן".

- ישנה ביקורת על כך שתוצאות ההתערבות בטבע עלולות להיות הרות גורל.

"ההשלכות הן הרות גורל, אבל זה אותו דבר אם לא תיגע ולא תעשה כלום. אם אף אחד לא ייקח תרופות וחיסונים, אם אף אחד לא ישתמש בתוצרים של המדע, אני מניח שגם לזה יהיו השלכות נוראיות".

לכתבה הקודמתהכאוס הוא הסדר החדש במהפכה התעשייתית הרביעית