היהפוך סוס את עורו?
שינוי גנטי שמקורו בנגיף העניק לסוסים מסוימים - כגון סוסי אפלוסה - דוגמת פרווה מנוקדת
על קירות מערת פש־מרל (Pech-Merle) בצרפת מצוירים סוסים בּרוּדים (בעלי כתמים מנוקדים). דגם הנקודות על פרוות הסוסים דומה להפליא לדגם של סוסים בני ימינו, אף שגיל הציורים הוא כ־25 אלף שנה. בגזעי סוסים בעלי דוגמת פרווה מנוקדת שכזו, כדוגמת הגזע הברוֹד המפורסם ביותר בן ימינו – האפלוסה (Appaloosa), מופיעים באזור העכוז כתמים לבנים סימטריים עם נקודות צבע. לעתים הצבע הלבן מכסה כמעט את כל גופו של הסוס, פרט לכמה נקודות בצבע חום או שחור. נוסף על כך, אפשר למצוא בקרב הגזעים הברודים סוסים שהכתמים הלבנים על גופם חסרי נקודות. סוסים חלקים אלה לוקים תמיד בעיוורון לילה מולד – הם רואים היטב ביום אך בקושי מסוגלים לראות בעוצמת אור נמוכה.
צילום: HTO, Wikipedia
דוגמת הפרווה בסוסים מועברת בתורשה, ולגן הקובע אותה יש צורות שונות (אָלֶלים) המאופיינות בדומיננטיות חלקית. דהיינו, דגם הפרווה של סוס שקיבל מאמו ומאביו שתי צורות שונות של הגן יהיה שונה מדגמי הפרווה של סוסים שקיבלו אללים זהים של הגן. האלל הקשור לדגם הנקודות מכונה LP (ראשי תיבות: Leopard Spot) או "מנומר". סוס שיש לו שני עותקים זהים ולא "מנומרים" של הגן הוא בעל פרווה חלקה וללא כתמים לבנים. הפרווה של סוס שאחד האללים שלו מנומר והשני לא תהיה ברודה עם כתמים לבנים, ולסוס ששני האללים שלו מנומרים תהיה פרווה בעלת כתמים לבנים חסרי נקודות וכן עיוורון לילה.
הקשר בין דוגמת הפרווה לבעיות ראייה בסוסים התגלה כבר בשנות ה־70 של המאה ה־20, והגן המעורב בכך, שמנומר הוא אלל שלו, זוהה בשנת 2008. הגן קרויTRPM1(שמו המלאtransient receptor potential cation channel subfamily M member 1) והוא מתבטא ברשתית ובעור, ומקודד יצירת חלבון של תעלת יונים. מדובר במולקולת חלבון המתפקדת כשער ומאפשרת מעבר של יונים מסוימים לתוך התא ומחוה לו. עם גילוי הגן בסוסים התגלה כי מוטציות בו גורמות לעיוורון לילה מולד גם בבני אדם ואף קשורות למלנומה.
סוסים מוטנטיים
במחקר שפורסם במגזין המדעיPlos Oneהצליחו רבקה בלונה (Bellone) מאוניברסיטת טמפה בארצות הברית ועמיתיה מאוניברסיטאות באוסטרליה, באנגליה, בארצות הברית, בגרמניה, בצרפת, בקנדה ובשווייץ, לגלות כיצד האלל "מנומר" נוצר בסוסים.
החוקרים ריצפו את הדנ"א של גזעי סוסים ברודים וכן של גזעים ללא מופע ברוד, והשוו את הרצפים שהתקבלו מאללים שונים שלTRPM1. תוצאות ההשוואה הצביעו על רצף דנ"א ארוך חוזר ונשנה, הקיים רק באלל המנומר של הגן. מניתוח הרצף התברר כי מדובר ב־LTR – רצף דנ"א הקיים ברֶטרו־וירוסים. רטרו־וירוסים, כדוגמת HIV, הם נגיפים שהחומר התורשתי שלהם הוא רנ"א במקום הדנ"א שלנו, ושמחזור החיים שלהם כולל השתלבות כדנ"א בגנום התא המאכסן. ההשתלבות נעשית באמצעות אנזים שמזהה את רצף ה־LTR. עותק הדנ"א המשולב מכונה פְּרוֹ־וירוס (קדם נגיף), ועל פיו נוצרים העתקים חדשים של הנגיף. הנגיפים החדשים יוצאים מהתא המאכסן תוך כדי גרימת נזק המוביל במוקדם או במאוחר למות התא, מדביקים תאים אחרים ולבסוף גורמים למותם. לעתים נדירות רטרו־וירוס מדביק ביצית או זרעון ומשתלב בגנום שלהם, כך שהצאצא שיתפתח מהם – בעקבות הפריה – יכיל את הפרו־וירוס בכל תאיו וכן יעביר אותו לדורות הבאים. במהלך הדורות מופיעות בפרו־וירוס מוטציות העשויות לפגוע ביכולתו לתפקד כנגיף וגורמות לרצף הדנ"א שלו להישאר "כלוא" בגנום. רצפים כאלו מכונים "רטרו־וירוסים אֶנדוֹגֶניים", והם מרכיבים, למשל, כשמונה אחוזים מהגנום האנושי, וחלקם אפילו "גויסו" במהלך האבולוציה לתפקידים חדשים.
צילום: שאטרסטוק
אם כך, מתברר כי הגורם האחראי למוטציה שיצרה את האלל המנומר הוא רטרו־וירוס אנדוגני – נגיף שחדר לתוך הגןTRPM1וגרם לשינויים בחלבון שאת ייצורו הוא מקודד. אך מתי התרחשה החדירה?
בלונה ועמיתיה ריצפו דנ"א קדום שהופק מדגימות – העתיקה בהם נלקחה מסוס שחי 15 אלף שנה לפני הספירה, ומצאו גם בו את רצף הדנ"א הנגיפי. מאחר שסוסים בויתו רק אלפי שנים לאחר מכן, בסביבות שנת 4,000 לפני הספירה, החוקרים הסיקו כי האלל המנומר הופיע כבר בסוסי בר, כמו הסוסים בציורי המערות בצרפת.
מוטציה שגורמת לתופעה שלילית – כמו עיוורון לילה – נעלמת על פי רוב או הופכת לנדירה בעקבות הברירה הטבעית, אך כאמור האלל המנומר קיים ונשמר בסוסים זמן רב מאוד. החוקרים סבורים כי אלל זה מקנה לסוסים הנושאים אותו יתרון כלשהו שמפצה על חסרונותיו. אותו גן עשוי לגרום לתופעות שונות, חלקן מזיקות וחלקן מועילות: בבני אדם, למשל, האלל שגורם לאנמיה חרמשית עלול לגרום למחלה קשה, אך גם מספק הגנה מפני מלריה. החוקרים אינם יודעים עדיין מה הוא אותו יתרון שנובע מהאלל המנומר, אך לפחות עתה הם יודעים כיצד נוצרו הסוסים הברודים – בזכות נגיף.