צמחים טרנסגניים סקירה מדעית

(פורסם ב’תנובות שדה‘ גיליון 23 לצפייה בגיליון לחץ כאן)

הנדסה גנטית היא מדע יחסית חדש שנחשף לראשונה לתקשורת דווקא בזכות התפתחות ההפריה החוץ גופית.

לאחרונה, הצלחת המדענים “לשכפל” את הכבשה “דולי” נתנה תהודה תקשורתית נוספת לתחום מדעי זה.

הצלחות אלה יחד עם הצלחות בפיתוח מוצרים מיישום טכניקות ההנדסה הגנטית בבעלי חיים,

בקטריות, פטריות, וירוסים ועוד, מגיעות לסה”כ של מעט פחות מ 2% ,

לעומת יותר 98% מהמוצרים שהם צמחים טרנסגנים (צמחים שעברו שינוי גנטי באופן מלאכותי) אשר עליהם כמעט לא שמענו.

מושגי יסוד:

כדי להבין מהי הנדסה גנטית בצמחים, או מהם צמחים טרנסגנים ובאלו טכניקות הם פותחו

ומה התועלת שיש בהם, ומה המאזן סיכוי לעומת סיכון שבפיתוח מוצרים אלה,

ובכלל מהם האתגרים ההלכתיים שמדע זה מציב בפני הפוסקים, ועוד, ועוד, עלינו להבין קודם כל מספר מושגי יסוד.

התא:

התא הוא היחידה הבסיסית הקטנה ביותר המתפקדת כגורם חי – אורגניזם – (בע”ח, צמחים, פטריות, בקטריות, וחד תאיים אחרים).

מבחינה ביולוגית, תכלית קיומו של כל אורגניזם היא ביכולתו להתרבות ולהעמיד דור המשך זהה בדיוק למקור,

דהיינו בעל אותן תכונות גנטיות. (תכונות תורשתיות, תכונות המועברות בתורשה).

ננסה אם כן להבין את המנגנונים הפועלים לשם הבטחת שיכפולו של התא או חלוקתו.

קיימים הבדלים בין תא ממקור צימחי לבין תא ממקור של בע”ח. היות ועיקר תשומת הלב שלנו לצורך הענין מופנית לצמחים.

לפנינו אם כן, מכונה מושלמת שלא זו בלבד שעושה את עבודתה ביעילות מדהימה, אלא גם מסוגלת לשכפל את עצמה בצורה מדויקת להפליא.

גודל וצורת התאים, אינם אחידים ומשתנים בסוג האורגניזם אותו הם בונים.

באופן כללי וגס, ניתן לומר שגודלם של מרבית התאים יכול לנוע בין 10 ל100 מיקרון.

(מיקרון הוא 1 מילימטר מחולק ל1000 או אלפית המילימטר).

בתוך התא ניתן להבחין באברים שונים, אך נייחס תשומת לב לגרעין בלבד.

ידוע כי תאים שהוצא מהם הגרעין, הפסיקו להתרבות (להתחלק) ומתו.

מכאן שהגרעין אוצר בתוכו את יכולת התא לתפקד ולהתחלק.

הגרעין הוא גם מקום האחסון והשכפול של החומר התורשתי של התא.

והוא זה למעשה שמכוון ומווסת את התהליכים הקשורים בתיפקודו התקין של התא.

הכרומטין המופיע בגרעין הוא למעשה מצבור של חלבונים בסיסיים (היסטונים)

המכילים חומצות אמיניות  בסיסיות (ארגינין, היסטידין, ליזין) וכן חלבונים לא בסיסיים.

הכרומטין דחוס בצורת סיבים סליליים הנקראים כרומוזומים,

אם כן ניתן לומר שהכרומוזום בנוי מסליל דחוס של חלבונים המכילים חומצות אמינו.

לשם קיצור נקרא לסליל זה DNA   (דנ”א – חומצה דיאוכסיריבונוקלאית). כל מין, וצורת ארגון הכרומוזומים האופיינית לו,

והיא באה לידי ביטוי לא רק במספר הכרומוזומים אלא גם במספר הגנים המצויים על פני כל כרומוזום ובמיקומם במפה הגנטית.

לכל כרומוזום יש צנטרומר המשמע מעין אבר תנועה וממלא תפקיד גם בשעת חלוקת התא.

המספרים המופיעים בטבלה הם המספר הכולל. הכרומוזומים סדורים בזוגות.

טבלת מספר כרומוזומים

עם הכפלת הדנ”א בכרומוזום לאורכו, ללא חלוקת הצנטרומר, נוצרים שני חלקים הקרויים כרומטידים.

הגנים מסודרים לאורך הכרומוזומים בצורה לינארית כאשר לכל גן יש את מיקומו המדוייק על גבי הכרומוזום, לעיתים חל שיבוש בחלוקת הכרומוזום ובתנועתו, כך מתקבלים שיחלופים של קיטעי כרומוזומים, או אף שיבוש במספר הכרומוזומים, תופעות אלה נקראות באופן כללי מוטציות, והן כאמור חלות באופן ספונטאני ובלתי מכוון מראש. למוטציות יש משמעות רבה במיוחד כשמדובר באדם. למשל, יש ובתהליך החלוקה כבר בשלב חיבור תא הזרע עם תא הביצית חל שיבוש הגורם לכך שצמד הכרומוזומים מספר 21 הופך להיות שלישיה, התוצאה היא בדרך כלל תינוק עם תסמונת דאון.

תופעת האצבע השישית ביד היא מוטציה שכיחה בנישואי קרובים. בצמחים התופעה שכיחה עוד יותר.

בהרבה צמחים מתבצעים שינויים גנטים ע”י הכלאות, שחלופים, מוטציות,

השתלות גנים, עידוד או דיכוי גנים, הקרנות, טיפולים כימיים מעודדי מוטציות, ועוד.

חלק מהשינויים הם ספונטאנים וחלקם מכוונים. חלק גדול מהמוטציות באות לידי ביטוי בצמחים דווקא בגלל האפשרות לריבוי וגטאטיבי (אפשרות ריבוי צמחים מחלקי צמחים), כשחלק מהמוטציות הפכו לזנים.

אורכו של כרומוזום הוא כ מיקרון בעוד שמולקולה (פרודה) של דנ”א נמדדת בכ 50.000 מיקרונים, דהיינו כ 50 מ”מ או כ 5 ס”מ. מכאן שמולקולת דנ”א צריכה לעבור דחיסה במידה רבה מאוד כדי להיות חלק מהכרומוזום. אם נפתח חלק מהכרומוזום. וניישר את סליל הדנ”א, נגיע ליותר ממטר אורך, וכל זה נדחס לגרעין התא שנפחו כ 0.0001 מילימטר מעוקב (ממ”ק).

הוכח ע”י מחקרים שהדנ”א מכיל למעשה את הקוד או את המידע ליצור (לסינטזה של) חלבוני התא.

אם כן חלבונים אלה הם צורת הביטוי של המידע הזה.

עובדה זו הביאה את המדענים לעקוב אחר המנגנונים הגורמים לסינטזה של חלבוני התא בהדרכת הדנ”א ולגלות את הצופן הגנטי.

את הצופן הזה, מעביר הדנ,א לחומצה ריבונוקלאית הצכונה רנ”א שליח (DNA) וכך בעצם מתחיל תהליך השיעתוק   רנ”א   כדלהלן:

רנ”א שליח המכיל רצף בסיסים המשלימים את רצף הבסיסים הנגדי של הדנ”א כגון:

A – אדנין של הדנ”א, מולו מתייצב                       U – אורציל של הרנ”א

C- ציטוזין של הדנ”א, מולו מתייצב                     G – גואנין של הרנ”א

T – טימין של הדנ”א, מולו מתייצב                       A – אדנין של הרנ”א

G – גואנין של הדנ”א, מולו מתייצב                      C – ציטוזין של הרנ”א

אם כן, הדנ”א והרנ”א שליח מספקים מלות צופן לכל אחת מ20- חומצות האמינו הנדרשות לביצוע סינטזה של חלבונים.

עם גמר השיעתוק, עובר הרנ”א שליח שנוצר בגרעין, אל הציטופלסמה ובה הוא מתחבר לריבוזום ומשמש תבנית לסינטזת החלבון המתבצעת בריבוזום. כל חומצת אמינו נקשרת בציטופלסמה ל   RNA (רנ”א העברה) המכיל רצף של בסיסים המשלים את רצף הקודון הנמצא על הרנ”א שליח, נוצרים קשרים כימיים בין חומצות האמינו השונות והחלבון השלם משתחרר מהריבוזום.

יוצא אם כן שהגדרתו של גן היא: רצף הבסיסים שהוא הצופן הנמצא בתבנית לייצור חלבון אחד, או תכונה תורשתית אחת.

לשם המחשה, 5000 זוגות של בסיסים, הוא מכלול הגנים (גנום) וירוס.

בחיידקים לעומת זאת, המידע הגנטי אינו סדור בכרומוזומים אלא בטבעות של דנ”א הנקראות פלסמיד.

הנדסה גנטית

כעת לאחר שסקרנו מעט מהמידע הבסיסי, מושגי יסוד וחלק מהתהליכים העיקריים, אנו יכולים לגשת להנדסה גנטית עצמה.

מליוני אנשים בעולם סובלים ממחלת הסכרת ותלויים באספקה שוטפת של אינסולין להזרקה.

בתחילה, הופק האינסולין מבע”ח. אך מה לעשות ואינסולין זה שונה במעט מזה של האדם, והוא גרם לתופעות אלרגיה.

עוד לפני 21 שנה, הצליחו מדענים לזהות אצל האדם הבריא את הגנים האחראים לייצור האינסולין, בודדו אותו מהדנ”א האנושי,

לקחו חיידק החי במע’ העיכול שלנו, בודדו ממנו את הפלסמיד והשתילו בו את המידע התורשתי האנושי לייצור אינסולין.

כך שהחידק הזה הנושא בתוכו דנ”א מהונדס, התחיל להתרבות,

ואגב כך לייצר כמויות גדולות של אינסולין אנושי שהתחיל לצאת לשוק לפני כ17- שנה כמוצר תרופתי מהונדס (ביוסינטטי).

החלבון הבסיסי של השעועית נקרא פאסולין  חלבון זה יכול להיות מושלם מבחינה תזונתית אם יוסיפו לו בסיס אמינו בשם מטיאונין.

גם במקרה זה החיידק שלנו נכנס לתמונה. בודדו מהשעועית את הגן לייצור הפאסולין והשתילו אותו בפלסמיד של החיידק.

אל הגן הזה הוסיפו את הקודון של המטיאונין ואת כל הפלסמיד המהונדס השתילו בחיידק אחר החי בקרקע כטפיל של הצמח ונקרא אגרובקטריום טומפסיאנס. בגלל היותו טפיל, קיים מעבר של דנ”א מהחיידק לתאי הצמח. לאחר התבססות, בודדו חלק מתאי הצמח שקלטו את הדנ”א המהונדס, מכאן ואילך, בטכניקות של תרבית ריקמה, הצליחו לקבל שעועית מהונדסת המייצרת חלבון מושלם של פאסולין. זה חשוב לאזורים מוכי רעב.

פעם העגבניה החזיקה מעמד בבית מעט זמן, כיום היא שורדת ימים רבים יותר ובמצב טוב יחסית.

ידוע כי אחד הגורמים הפעילים בהבשלת פירות הוא ההורמון אתילן. מכאן שבהעדר ההורמון תתעקב הבשלת הפרי.

בודדו אם כן את הגן לייצור אתילן, שיבשו אותו ע”י יצירת “תמונות ראי” תוך כדי שמירת נקודות התחלה וסיום מתאימות והחזירו אותו לעגבניה, וכך היא המשיכה להתפתח כרגיל רק עם קוד משובש לייצור אתילן.

ההשלכות

אלה אם כן, מעט דוגמאות מתחום הרפואה והחקלאות המייצגות חלק קטן של הטכניקות הנהוגות בהנדסה גנטית.

בתיאור הדוגמאות דלעיל, ניסינו להמחיש את האפשרויות לגרום לשינויים תורשתיים בצמחים.

צמח שעבר טיפול מלאכותי במטענו התורשתי נקרא צמח טרנסגני.

מהדוגמאות דלעיל, אנו למדים שע”י שינויים תורשתיים מאולצים, ניתן לגרום תאורטית לעיצובו מחדש של הצמח תוך כדי קביעת תכונותיו התורשתיים כגון עמידות למחלות, ייצור חומרים ע”י הצמח שהם קוטלי או דוחי מזיקים, קביעת גודל הפרי ואיכותו, הרכב תזונתי של הצמח, ועוד תכונות רבות כיד הדמיון.

מובן כי לתופעה זו יש השלכות רבות מבחינה כלכלית, חברתית מוסרית, וגם מבחינה הלכתית.

ננסה לנתח בקצרה את ההשלכות הנ”ל אחת לאחת.

כלכלית:

עד לפני מספר שנים לא גדול, הדעה הרווחת בקהיליית העסקים הייתה כי תעשיית ההייטק היא תעשיית העתיד

והיא זו שתביא מזור לכלכלת העולם בשל היותה עתירת הון (ובעיקר הון אנושי) ולא עתירת עבודה.

כיום, מדברים על ענפי ההנדסה הגנטית והביוטכנולוגיה כתעשית העתיד. ללא ספק, ההון האנושי הוא מגורמי הייצור החשובים.

הוכח כי השווי הכלכלי של הפיתוחים החדשים של מדען במשך הקריירה שלו גדול לאין ערוך מעלות ההשקעה בהכשרתו ובלימודיו.

בנוסף, פיתוח אחד מוצלח בהנדסה גנטית יכול לא רק לגרוף הון תועפות

אלא גם לגרום לכך שתעשיות שלמות יירתמו ליוזמה כלכלית שבמרכזה עומד מדען עם רעיון.

ידוע כי ייצור זרעים הוא ענף עתיר יידע והכנסות, הרחבת השימוש בזרעים מהונדסים מגדילה עוד יותר את הכדאיות של ענף זה.

אנשי מכירות יכולים להכניס למזוודה זרעים של צמחים טרנסגנים בשווי מליוני דולרים.

יתר על כן, בגלל רווחיות הענף, חברות ענק לייצור חומרי הדברה התחילו לרכוש חברות זרעים.

חברתית מוסרית:

עם פיתוח ההפריה החוץ גופית, התעורר ויכוח מוסרי חברתי באשר לסכנות הטמונות בטכניקה זו לצד התועלת שבה.

כשמדובר בהנדסה גנטית במונחים מעשיים מאוד, הויכוח הזה רק מחריף.

לצד מדען השוקד על פיתוח צמח טרנסגני או על זן של בע”ח בעל תפוקות גבוהות,

יכול לעבוד מדען אחר מבריק ככול שיהיה, על רעיונות הרסניים ומפלצתיים. ומי מפקח?

הלכתית:

ממעט הדוגמאות שהובאו קודם, למדנו שפיתוח צמחים טרנסגנים אינו תמיד כרוך רק במידע תורשתי של אותו צמח,

ויש צורך לשלב מידע גנטי ממקורות אחרים. זה מביא אותנו להתיחסות לשאלת הכלאים,

התורה אסרה כלאי זרעים והרכבה, כלאי כרם, כלאי בע”ח בהרבעה ובחרישה וכלאי בגדים (שעטנז).

המושג “כלאים” מלמד על איסור יצירת תערובת של מינים שונים.

ההלכה מפרשת שאסור לזרוע מינים שונים ללא הפרדה ביניהם, וכן נאסרה הרכבה שיש בה מגע ויניקה של שני פרטים בני מינים שונים.

יחד עם זאת, האיסור אינו גורף. הוא אינו חל על צמחים שאינם מיועדים למאכל אדם (שו”ע, יו”ד, רצ”ז,ג’), עיין ב”דרך אמונה” לכלאים,

פרק ג’ בביאור הלכה ד”ה מכאן אנו רואים שפטריות וחיידקים אינם כלולים במושג “צמח”, ולכן הלכות כלאים לא נוגעות אליהם.

הגדרת המינים בהלכה אינה תואמת את ההגדרות מבחינה בוטאנית. בעיה.

1. בהנדסה גנטית מתבצעת למעשה העברה של חלק קטן מאוד של הדנ”א מהצמח התורם לצמח המקבל. אותו קטע דנ”א המועבר אינו יכול מסוגל להתפתח לצמח עצמאי בפני עצמו. לעומת זאת בהרכבה הרגילה המוכרת לנו לשיטותיה, כל חלק בפני עצמו מסוגל להתפתח לצמח עצמאי, גם התורם וגם המקבל.
3. פיתוח צמח טרנסגני אינה יכולה ליצור מין חדש.

השינוי המלאכותי במטען הגנטי יוצרת למעשה “מוטנט סינתטי”.

הרבה מוטציות נוצרות באופן ספונטני בטבע ואינן מוגדרות כמינים חדשים.

לעומת זאת בהכלאות בין מינם שונים, יש עירוב מלא של החומר התורשתי בין שני המינים

ולכן במידה מסויימת ניתן להתייחס לזה כיצירת מין חדש.

3. תהליך פיתוחו של צמח טרנסגני נעשה בדרך כלל בתווך חיידק או באופן ספונטאני ובשום מקרה אינו נעשה “בידיים”.

שו”ע, י’, רצז’, ג’. “מותר להכניס שני מינים לדיר אחד ואם ראה אותם רובעים זה את זה אינו זקוק להפרישם”

ובכן האם יצירת צמח טרנסגני היא עבירה על איסורי כלאים?

מכל מקום, מלבד “כלאי הכרם” אין איסור בהנאה ולכן זה לא צריך להדאיג את ציבור הצרכנים.

ב. תערובת איסור

הנושא טעון בדיקה במקרה של החדרת דנ”א של בעל חיים לתוך תא צימחי.

ג. התערבות במעשה בראשית

רמב”ן, ויקרא, יט’, יט’. “את חוקותי תשמורו”, “בהמתך לא תרביע כלאים”, “שדך לא תזרע כלאים”.

רש”י טוען שאלו גזירות מלך ושאין לדבר. רמב”ן מסתייג:

“בורא עולם נתן במינים את כוח התולדה והריבוי, באופן שיוציאו למיניהם ולא ישתנו לעד לעולם, והמרכיב שני מינים משנה ומכחיש במעשה בראשית ויחפוץ הוא לעזור בבריאותו של עולם להוסיף בו בריות”.

לדעת הרמב”ן, בעלי חיים אינם מולידים מין משאינו מינו וגם כאשר זה ניתן לקבל מהם צאצאים, הרי הם לא פוריים.

יתרה מכך, לדעת הרמב”ן, “המרכיב ומערב שני מינים שונים, מבטל כביכול חוקות שמים המופקדים על גידולו וצמיחתו של כל מין לעצמו.

פסחים, נ”ד, ע”א: “ובמוצאי שבת נתן הקב”ה מעלה, והביא שתי בהמות והרכיב זו בזו ויצא מהם פרד”.

ובכן, האם העוסקים בהנדסה גנטית, שותפים במעשה בראשית? האם העברת חומר תורשתי מייצור אחד למשנהו,

מנוגדת לחוקים שחקק הקב”ה? אם כן, יש להניח כי התערובת בבריאה יכולה להיות מותרת בשלושה תנאים:

1. אין איסור הלכתי ישיר.
2. אין לפעולת השיפור תוצאה הכרחית אסורה שאי אפשר למונעה או לתקנה.
3. יש בה תועלת לאדם.

קהלת, ז’, יג’: ראה את מעשי האלוקים כי מי יוכל לתקון את אשר עותו” קהלת רבה, ז’, כח’. “בשעה שברא הקב”ה את אדם הראשון נטלו והחזירו על כל אילני גן עדן ואמר לו: ראה מעשי, כמה נאים ומשובחין הן, כל מה שבראתי, בשבילך בראתי, תן דעתך שלא תקלקל ותחריב את עולמי”.

לסיכום:

טיפלנו בהנדסה גנטית ונגענו במספר טכניקות שלה.

למרות שזה ענף מדעי צעיר יחסית, הוא מקבל מדי פעם חשיפה תקשורתית שמגבירה את התעניינות הציבור בו,

וגם מחדדת את הרגישות לנושא מההיבט הבריאותי והסביבתי.

ולכן, ברוב ארצות אירופה הונהג סימון המאפשר לדעת באיזה טכנולוגיה השתמשו כדי להביא מוצר זה לשוק.

רגישות זו רבה עוד יותר בציבור שומרי המצוות הרוצים לדעת מה מותר ומה אסור,

משום כך ראוי שחכמי ההלכה בדורנו יתנו דעתם לסוגיה זו.

ברצוני רק להזכיר ולציין לסיום, כי כל מה שדובר עליו בנושא זה כאן,

היה במטרה להציג חומר למחשבה ובשום מקרה לא בא כדי להביע עמדה הלכתית.

(לצפייה במאמר צמחים טרנסגניים לאור ההלכה לחץ כאן)