מסע בזמן: כיצד נוצרו התא המורכב הראשון בעולם?
מחקר חדש מאוניברסיטת בן-גוריון בנגב בשיתוף חוקרים מגרמניה שופך אור על אחד השלבים המשמעותיים בהתפתחות החיים באבולוציה של יצורים חיים על פני כדור הארץ
המעבר מתאים פשוטים (פרוקריוטים) לתאים מורכבים (אאוקריוטים), כמו אלו שמרכיבים את גופנו. הממצאים, שהתפרסמו לאחרונה בכתב העת The EMBO Journal, מתארים את תפקודם של חלבונים עתיקים שעשויים להסביר כיצד נוצר התא האאוקריאוטי הראשון – אירוע שהתרחש לפני יותר מ-1.5 מיליארד שנים.
כל היצורים החיים מורכבים מתאים שונים. אך התאים המורכבים, כמו אלו של בני האדם, צמחים ובעלי חיים, שונים באופן מהותי מתאים פשוטים כגון אלו של חיידקים. אך כיצד התפתחו אותם תאים מורכבים? קבוצה ייחודית של יצורים חד-תאיים (פרוקריוטים) שהתגלו רק בשנים האחרונות – ארכיאות ממשפחת האסגארד – מסתמנים כמפתח לפתרון השאלה. יצורים אלו, שחיים בסביבות קיצוניות כמו מעמקי האוקיינוס, מכילים חלבונים הדומים במבנה ובתפקוד לחלבונים של תאים מורכבים.
המחקר, בהובלת פרופ' נטלי אליה מהמחלקה למדעי החיים באוניברסיטת בן-גוריון, הצליח להראות כי חלבון הנמצא בארכאות אסגארד מסוגל להתארגן במבנים הדומים מאוד למקביליהם בתאים מורכבים. המבנים הללו אינם רק דומים מבחינה מבנית – הם גם מבצעים פונקציות דומות. דבר שגרם לחוקרים להציע כי ייתכן וחלבונים אלו שימשו ל"שלב מעבר" אבולוציוני בין תאים פשוטים (פרוקריוטים) ומורכבים (אאוקריוטים) שהיווה שלב מכריע בהתפתחות יצורים חיים מורכבים כגון בעלי חיים ובני אדם.
הממצאים אף מצביעים על כך שחלבונים אלו מסוגלים "לעצב" את קרום התא – מבנה בסיסי אך חשוב לתפקוד כל תא חי. בנוסף, נמצא שחלבונים אלו נקשרים ל-DNA, החומר הגנטי של התא. קשר זה עשוי להסביר כיצד נוצרו מבנים מורכבים בתאים כמו גרעין התא.
לדברי פרופ' אליה, "התגליות הללו מספקות עדויות חדשות ומשמעותיות על האופן שבו תאים מורכבים התפתחו מתוך תאים פשוטים. זהו צעד חשוב בהבנת אחד השלבים המרכזיים בהיווצרות החיים כפי שאנו מכירים אותם."
המחקר, שנערך בשיתוף עם חוקרים מובילים מגרמניה, מדגיש את תפקידם המרכזי של ארכאות אסגארד כחוליית ביניים בהתפתחות החיים המודרניים. הממצאים מספקים לא רק תובנות חדשות על האבולוציה, אלא גם בסיס למחקרים עתידיים שיחקרו את ראשית המורכבות התאית, מה שמעשיר את הבנתנו את שורשי החיים.
