מחקר חדש: נחשף מנגנון חדש להיווצרות השונות הגנטית באדם

גנטיקאים מאוניברסיטת תל אביב יחד עם עמיתיהם גילו מקור בלתי צפוי לשונות גנטית בתאי הזרע של האדם.

כל ספר לימוד בגנטיקה מלמד שה-DNA הייחודי של כל אדם נוצר בזמן המיוזה – חלוקת תאים בעלת מבנה מיוחד, שממנה נוצרים תאי הזרע. דווקא בשלב המיוזה מחליפים הכרומוזומים ביניהם מקטעים בתהליך הקרוסאובר. אולם בעבודה החדשה הראו הגנטיקאים שעוד לפני המיוזה הספרמטוגוניות (תאי האב של תאי הזרע) משתנות בעצמן, והשינויים האקראיים האלה עוברים בתורשה. העבודה פורסמה בכתב העת Nature.

המדענים ניתחו 15 דגימות זרע בעזרת טכנולוגיית ריצוף ארוך בדיוק גבוה. התברר שבמהלך החלוקה הרגילה הספרמטוגוניות משתנות. בשונה מההחלפה המיוטית ה"מתוכננת", את השינויים ה"לא מתוכננים" האלה מחוללת מערכת התיקון החירומי של ה-DNA: כאשר נוצר שבר אקראי ב-DNA של תא מתחלק, האנזימים נוטלים כתבנית את הכרומוזום הזוגי (ההומולוגי) שהתקבל מההורה האחר, ומשכתבים ממש את המקטע הפגום. מאחר שהספרמטוגוניות מתחלקות ברציפות, "טלאי התיקון" המיקרוסקופיים האקראיים האלה מצטברים במשך שנים. וכל תיקון כזה בתא הגזע עובר לאחר מכן בתורשה לכל מיליוני תאי הזרע שייווצרו ממנו.

המחבר הראשון של המחקר, ד"ר רגב שווייגר, ציין: "גילינו שלצד המסלול המיוטי המוכר קיים תהליך חשוב, האופייני לתיקון DNA לפני המיוזה. היכולת לראות ישירות אלפי אירועים כאלה בתאי הזרע פותחת חלון חדש להבנה כיצד נוצרת השונות הגנטית".

התדירות והמיקום של שינויי ה"תיקון" האקראיים האלה שונים אפילו אצל תאומים זהים. משמעות הדבר היא שהשונות הגנטית נוצרת לא רק מגנים שעברו בתורשה, אלא גם מתוצאות אקראיות של התיקון התוך-תאי. מאחר שתיקונים כאלה מתרחשים לעיתים קרובות באזורים לא יציבים של הגנום, התגלית מספקת מפתח להבנת הגורמים להיווצרות מחלות תורשתיות ומנגנוני ההגנה על הבריאות הרבייתית.