מאת פסח בנסון • 26 באפריל 2026
ירושלים, 26 באפריל 2026 (TPS-IL) – חיידקים יכולים למנוע מחיידקים שכנים לרכוש גנים מועילים, כולל אלו המקנים עמידות לאנטיביוטיקה, על ידי השמדת DNA משותף במהלך העברה, כך קובע צוות חוקרים ישראלי, הודי וגרמני שמצא כי מיקרואורגניזמים מפעילים שליטה רבה יותר על חילופי גנים ממה שחשבו בעבר.
עמידות לאנטיביוטיקה היא היכולת של חיידקים לשרוד ולהמשיך להתרבות למרות טיפול בתרופות שבדרך כלל הורגות אותם או עוצרות את גדילתם. היא נגרמת משינויים גנטיים בחיידקים, שלעיתים קרובות מונעים על ידי שימוש יתר ושימוש לרעה באנטיביוטיקה, המאפשרים לזנים עמידים להופיע ולהתפשט.
כאשר חיידקים מתפתחים לעמוד בפני תרופות קיימות, מחלות כמו דלקת ריאות, זיהומים בדרכי השתן וזיהומים בזרם הדם הופכות לקשות יותר – ולעיתים בלתי אפשריות – לריפוי. רשויות הבריאות, כולל ארגון הבריאות העולמי, מזהירות כי זיהומים עמידים כבר תורמים למיליוני מקרי מוות מדי שנה ברחבי העולם ועלולים לעלות בחדות ללא התערבות יעילה.
המחקר, בהובלת מדענים מהאוניברסיטה העברית-הדסה בירושלים, מצא כי חיידקים אינם פשוט מערכות פתוחות החולקות תכונות מועילות באופן חופשי. במקום זאת, הם יכולים לחסום העברת גנים מועילים לתאים שכנים על ידי השמדת DNA נכנס לפני שהוא מתבסס. במחקר היו מעורבים גם חוקרים מהמכון המרכזי למחקר טכנולוגי של מזון במיסור, הודו, וממכון הביולוגיה של התא של גרמניה באוניברסיטת טיבינגן.
"גילוי זה משנה את האופן שבו אנו חושבים על קהילות חיידקים", אמרה פרופסור סיגל בן-יהודה מהאוניברסיטה העברית, אחת הכותבות המובילות של המחקר. "חיידקים לא רק משתפים פעולה על ידי שיתוף גנים – הם מתחרים ומחליטים בקפידה מה לשמור ומה לדחות".
חיידקים מחליפים לעיתים קרובות חומר גנטי באמצעות פלסמידים, מולקולות DNA קטנות שיכולות לשאת תכונות יתרון כמו עמידות לאנטיביוטיקה. המחקר התמקד במנגנון חילופי גנים שזוהה לאחרונה יחסית, הכולל מבנים זעירים הידועים כננו-צינוריות, המחברות בין תאי חיידקים שכנים ומאפשרות חילופי DNA ישירים מבוססי מגע.
בניגוד לתהליכים מוכרים יותר כמו טרנספורמציה או קוניוגציה, העברה מתווכת ננו-צינוריות מאפשרת ל-DNA לנוע בשני הכיוונים, ומאפשרת לתאים לתרום או לרכוש חומר גנטי.
עם זאת, המחקר מצא כי חילופי גנים אלו רחוקים מלהיות בלתי מוגבלים. החוקרים זיהו חלבון בשם YokF, המשמש כמחסום מולקולרי, המפרק באופן סלקטיבי DNA בזמן שהוא עובר דרך הננו-צינוריות הללו.
"YokF מתפקד כמו שומר סף", אמר פרופסור אילן רוזנשיין, שותף למחקר. "הוא יכול לעצור פלסמידים במסלולם, ולמנוע מחיידקים אחרים לרכוש תכונות שעשויות להעניק להם יתרון".
על ידי הגבלת התפשטות פלסמידים, YokF מפחית את מהירות התפשטות גני עמידות לאנטיביוטיקה באוכלוסיות חיידקים. הדבר מרמז כי חיידקים עשויים להשתמש במנגנונים כאלה כדי לשמור על יתרון תחרותי בסביבות צפופות, שבהן הגישה לגנים מועילים יכולה לקבוע את ההישרדות.
ניתוח נוסף הראה כי חלבונים דומים נפוצים בקרב חיידקים גרם-חיוביים רבים, מה שמצביע על כך שצורת שליטה גנטית זו היא ככל הנראה נפוצה ולא יוצאת דופן.
"הבנה כיצד חיידקים שולטים בהעברת DNA פותחת אפשרויות חדשות", אמר בן-יהודה. "אם נצליח להשפיע על מנגנונים אלה, נוכל אולי להאט או להגביל את התפשטות העמידות לאנטיביוטיקה".
על ידי מיקוד בחלבונים כמו YokF או חיקוי פונקציית "שומר הסף" שלהם, מדענים עשויים להיות מסוגלים להגביל את מהירות התפשטות גני עמידות בין חיידקים, ובכך לסייע בשימור יעילותן של תרופות קיימות. באופן רחב יותר, היכולת לשלוט אילו גנים משותפים יכולה לאפשר לחוקרים לעצב אוכלוסיות חיידקים – לקדם מיקרואורגניזמים מועילים תוך הגבלת אלו המזיקים בגוף האדם או בחקלאות.
למחקר יש גם השלכות על ביוטכנולוגיה וטיפולים עתידיים. הבנה טובה יותר של האופן שבו חיידקים חוסמים העברת DNA יכולה לסייע בשיפור טכניקות העברת גנים המשמשות לייצור תרופות, אנזימים ודלקים ביולוגיים, בין אם על ידי התגברות על הגנות טבעיות אלו או על ידי שימוש בהן כדי למנוע התפשטות בלתי מבוקרת של גנים מהונדסים. בנוסף, הוא מצביע על אסטרטגיות אנטי-מיקרוביאליות חדשות המתמקדות לא בהריגת חיידקים באופן מיידי, אלא במניעת רכישת תכונות שהופכות אותם למסוכנים יותר.
המחקר פורסם בכתב העת המדעי המוערך Nature Microbiology.
