פרופ' צבי ליבנה. מניעת מוות מיותר
החומר הגנטי (DNA) ניזוק מדי יום ו"מתקלקל" כתוצאה מספיגת קרינה, דוגמת קרינת השמש, וכן כתוצאה ממגע עם חומרים שונים. "קילקולים" אלה עלולים לשבש את סדר מרכיביו של החומר הגנטי וליצור מוטציות (התמרות) גנטיות, דבר שעלול להוביל להתפתחות הפרעות ומחלות שונות. דרך אחת שבה יכול התא למנוע את היווצרות המוטציות היא ניסיון לתקן את הנזק הגנטי. ואכן, בתא פועלות כמה מערכות תיקון כאלה, אלא שברוב המקרים הן נוקטות אסטרטגיה של "הכל או לא כלום": כאשר הן אינן מצליחות לתקן את הנזק בדייקנות, הן עוצרות, דבר שמפסיק את תהליך השיכפול הגנטי. תגובה זו עלולה להביא לתוצאה חריפה ושלילית עוד יותר: למות התא.
סוד הקיום תלוי, אפוא, ביכולתו של התא "להתפשר" ולאפשר למערכות לתיקון הנזקים הגנטיים הפועלים בו לפעול ב"רשלנות" מסוימת, שתאפשר היווצרות כמות קטנה יחסית של מוטציות, שמצד אחד מהוות סיכון מסוים, אבל מצד שני, הן ממשיכות את הקיום, וביניהן יכולה לפעול ברירה טבעית - שהיא הכוח העיקרי המניע את האבולוציה.
תהליך השיכפול של חומר גנטי הוא חלק חיוני בתהליך ההתחלקות וההתרבות של תאים חיים. בתהליך זה נפתח הסליל הכפול של מולקולות ה-DNA ומול כל גדיל בודד נוצר גדיל תואם (על פי ההתאמה הייחודית שבין הבסיסים החנקניים שעל הנוקליאוטידים, שהם המרכיבים המחברים את גדילי המולקולה זה לזה). תהליך היצירה של הגדיל התואם מבוצע על ידי אנזים מיוחד (DNA פולימרז), ה"נוסע" על הגדיל הקיים כמעין רכבת המחליקה על חד-פס. ה"רכבת" הזאת "קוראת" את הרצף הגנטי של הגדיל שעליו היא נוסעת, ועל פיו היא מתאימה לו גדיל תואם. בדרך כלל, כאשר האנזים המשכפל הזה מגיע לנזק או ל"קילקול"
ב-DNA, הוא קופא על מקומו וחדל ממלאכתו. ברגע זה נכנסות לפעולה מערכות מיוחדות המנסות לתקן את החומר הגנטי הפגוע, אך אינן "מתעקשות" לבצע זאת בדייקנות מושלמת.
פרופ' צבי ליבנה מהמחלקה לכימיה ביולוגית במכון ויצמן למדע גילה באחרונה מערכת "רשלנית" כזאת, המבוססת על קבוצה חדשה של אנזימים המתפקדים גם הם כ- DNA פולימרז, כלומר, גם הם משכפלים חומר גנטי, אך הם לא תמיד עוצרים כשהם נתקלים בקטע גנטי "מקולקל". במקום לעצור ב"אדום", הם משכפלים את הקטע הגנטי הפגום - ויוצרים מוטציה. פרופ' ליבנה אומר שאנזים זה, אשר נמצא בחיידקים ובבני-אדם כאחד, הוא אחד הגורמים החשובים המונעים מוות מיותר של תאים ומאפשרים את קיומה של האבולוציה, ובאותה עת הוא מאפשר לחיידקים לפתח תכונות גנטיות חדשות, כגון עמידות כנגד תרופות אנטיביוטיות שונות. חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה נחשבים לאחד האיומים המשמעותיים ביותר על בריאות המין האנושי בעתיד. אבל עכשיו, הודות לתגליתו של פרופ' ליבנה, אפשר יהיה לפעול נגדם בדרך חדשה: נראה, כי פיתוח דרך לעיכובו של "המשכפל הרשלן" עשוי לסייע בבלימת התפשטותם של חיידקים בעלי עמידות לאנטיביוטיקה. יישומים אפשריים נוספים: שימוש מוגבר יחסית ב"משכפלים רשלניים" עשוי לסייע בשיחזור קטעי DNA פגומים שנותרו בזירות פשע, וכן בשיחזור מקטעים של DNA עתיק משרידים של בעלי חיים וצמחים קדומים.
