קפה ובירה משנים לנו את הדנ"א?

קפה ובירה הם שני קטבים בעולם המשקאות. הקפה מעורר אתכם, והבירה מרגיעה.

כעת צוות חוקרים מאוניברסיטת תל אביב גילו כי המשקאות מסוגלים להשפיע בצורה הפוכה גם על הגנום שלנו. בעזרת שימוש בסוג מסוים של שמרים החולקים דמיון גנטי רב עם בני האדם, הם גילו כי הקפאין קיצר, והאלכוהול האריך, את אורכם של הטלומרים - קצוות הכרומוזום בדנ"א, תהליכים המתרחשים במהלך הזדקנות וסרטן.

זו הפעם הראשונה שחוקרים הצליחו לזהות מספר גורמים סביבתיים המשנים את אורך הטלומרים, ואף להראות כיצד הם עושים זאת. הם מקווים שממצאי המחקר יוכלו בעתיד לתרום לפיתוח דרכי מניעה וטיפול במחלות שונות.

ממצאי המחקר פורסמו בכתב העת PLOS Genetics.

טלומרים, המורכבים מדנ"א ומחלבונים, מציינים את קצות הכרומוזומים המכילים את החומר התורשתי שבגרעין התא. הם חיוניים כדי להבטיח שמקטעי הדנ"א משוכפלים ומועתקים כראוי. בכל פעם שתא משכפל את עצמו, הכרומוזומים מועתקים לתא החדש עם טלומרים מעט קצרים יותר. בסופו של דבר הטלומרים מתקצרים במידה כזו שהתא מת. רק לתאים עובריים ולתאי סרטן יש מנגנון שיכול לשנות את הגורל הזה - הם ממשיכים לשכפל את עצמם לנצח.

כוס אספרסו קצר

החוקרים גידלו תאי שמרים במצבים שיצרו רדיקלים חופשיים כדי לבדוק את ההשפעה על אורך הטלומרים. הם הופתעו לגלות כי אורכם לא השתנה.

לאחר מכן חשפו החוקרים את תאי השמרים ל-12 גורמי לחץ סביבתיים אחרים. לרוב גורמי הלחץ - מטמפרטורה ושינויים ברמת החומציות ועד לסוגים שונים של תרופות וכימיקלים - לא הייתה השפעה על אורכם של הטלומרים. אך ריכוז נמוך של קפאין, בדומה לכמות הנמצאת בכוס אספרסו קצר, קיצרה את הטלומרים, וחשיפה ל-7%-5% של תמיסת אתנול האריכה אותם.

כדי להבין שינויים אלו, החוקרים סרקו 6,000 סוגי שמרים, כל אחד מהם עם גן אחר שהושבת. לאחר מכן ערכו בדיקות גנטיות לאלו עם הטלומרים הקצרים והארוכים ביותר וגילו כי שני גנים - Rap1 ו-Rif1 הם השחקנים הראשיים בתיווך בין גורמי הלחץ הסביבתיים לאורך הטלומרים.

בסה"כ, כ-400 גנים היו מעורבים בשמירה על אורך הטלומרים. החוקרים הדגישו את חשיבותה של רשת גנים זו בשמירה על יציבות הגנום. באופן מפתיע, רוב הגנים האלו שזוהו בשמרים קיימים גם בבני אדם.

לדבריהם, זו הפעם הראשונה בה חוקרים ניתחו מערכת מורכבת בה כל הגנים המשפיעים עליה ידועים. מסתבר כי אורך הטלומרים מאד מדויק, כלומר שהדיוק הוא קריטי ולכן יש להגן עליהם מההשפעות הסביבתיות.