עושים תיקון

לבנות מבנים מושלמים מרכיבים בלתי-מושלמים? זה נשמע כמו לאפות עוגה מושלמת מרכיבים לא טריים. במילים אחרות, זה נשמע כמשימה בלתי-אפשרית. אבל זה בדיוק מה שהצליחו לעשות מדענים מהמחלקות למדעי המחשב ומתמטיקה שימושית, וכימיה ביולוגית במכון ויצמן למדע. כדי לעשות זאת הם השתמשו במושג מדעי הקרוי רקורסיה, שבו אנו משתמשים, באופן אינטואיטיבי, כדי ליצור ולהבין משפטים כמו "הכלב שרודף אחרי החתול שנשך את העכבר שאכל את הגבינה שנפלה מכיס האדם הוא שחור". באמצעות רקורסיה אפשר להרכיב מולקולות ארוכות של די-אן-אי, באופן היררכי, מאבני בנייה קטנות יותר. אבל, באבני הבנייה של די-אן-אי מלאכותי, וגם במולקולות הארוכות עצמן, קיימות טעויות שונות הפזורות במיקומים אקראיים על-פני הרצף. כדי להשתמש במולקולות אלו ולקבל תוצרים רצויים, יש לתקן תחילה את הטעויות הללו.

על-אף העובדה שהמולקולות שנבנו באופן מלאכותי מכילות טעויות, אפשר וסביר לצפות שלפחות כמה מהן יכילו רצפים ארוכים ללא פגם. אפשר לזהות את קטעי הדי-אן-אי המושלמים הארוכים האלה, להוציאם מהמולקולה, ולהשתמש בהם שוב בשלב נוסף של בנייה רקורסיבית, שבו מתחילים ממרכיבים ארוכים ומדויקים יותר, דבר המגדיל את הסיכוי לקבל מולקולות די-אן-אי ארוכות מושלמות.

בניסויים שביצע הצוות, אשר בראשו עמד פרופ' אהוד שפירא מהמחלקה למדעי המחשב ומתמטיקה שימושית, ומהמחלקה לכימיה ביולוגית במכון ויצמן למדע, וכלל גם את ד"ר גריגורי לינשיץ ותלמיד המחקר תובל בן-יחזקאל, נמצא כי די בשני סיבובים של בנייה רקורסיבית כדי ליצור מולקולת די-אן-אי ארוכה מושלמת, המאפשרת פעולה ביולוגית יעילה. עם זאת, החוקרים אומרים כי אם יש בכך צורך, ניתן, תיאורטית, להמשיך בתהליך תיקון הטעויות הזה עד לקבלת מולקולה מושלמת. ממצאים אלה פורסמו באחרונה בכתב-העת המדעי Molecular System Biology.

שיטת תיקון מקורית זו עשויה לשמש לבנייה מהירה ומדויקת של מולקולות די-אן-אי, וכן לשילוב מקטעים של די-אן-אי. "מולקולות די-אן-אי סינתטיות חיוניות למחקר הביולוגי והביו-רפואי, ואנו מקווים שבנייתן באופן יעיל ומדויק באמצעות התהליך הרקורסיבי הזה תוכל לסייע להתקדמות בתחומים אלה", אומר פרופ' שפירא.