כוח סוס: זה השינוי הגנטי הייחודי שהפך את הסוסים לחזקים ומהירים כל כך

מחקר פורץ דרך שפורסם בכתב העת היוקרתי Science חושף את אחד הסודות הגדולים ביותר בממלכת החי: כיצד הפכו הסוסים ליצורים עם יכולת אתלטית יוצאת דופן, המסוגלים לרוץ מהר ולמרחקים ארוכים יותר מכמעט כל בעל חיים אחר.

ג'יאני קסטיליונה, ביולוג מאוניברסיטת ונדרבילט, וצוותו לא התכוונו כלל לחקור סוסים. הם חיפשו דרכים שבהן בעלי חיים שונים מאזנים בין הצורך לייצר אנרגיה לבין תוצרי הלוואי המזיקים של תהליך זה.

"כדי לייצר אנרגיה, כרתנו ברית עם השטן כדי לקיים, בעצם, אש בוערת איטית בתאים שלנו", הסביר קסטיליונה לרשת NPR האמריקנית. האש הזאת "שורפת" חמצן כדי ליצור אנרגיה, אך התהליך מייצר "עשן" רב, או עקה חמצונית, שעלולה להזיק לתאים.

מתברר שסוסים פיתחו דרך ייחודית לוויסות מאזן זה, המאפשרת להם לייצר יותר אנרגיה מבלי לגרום נזק תאי נוסף. השינויים הגנטיים הללו עשויים להסביר, בחלקם, כיצד הפכו הסוסים לאתלטים כה חזקים.

"סוסים יכולים לגרום לאש הזו לבעור חזק יותר ובו-זמנית לצמצם את הנזק", אומר קסטיליונה.

החוקרים סרקו את הגנומים של כמעט 200 מיני יונקים בחיפוש אחר וריאציות חריגות במסלול גנטי מרכזי בשם NRF2/KEAP1. מסלול זה חש בהצטברות של עקה חמצונית ואז "מתניע" ייצור נוגדי חמצון, שיכולים לנקות אותה. "זה בעצם ייצור האנרגיה ומחלקת הכבאות, הכל בחבילה אחת", מסביר קסטיליונה.

הסוסים בלטו עם מוטציה יחידה, חריגה ביותר שהתגלתה כקטלנית עבור עכברים, כנראה מכיוון שהיא מאפשרת הצטברות יתר של "עשן" בתאים. "בדקנו איך יכול להיות שהסוסים מתמודדים עם זה?" משחזר קסטיליונה.

באמצעות מגוון טכניקות גנומיות ומולקולריות, החוקרים מצאו תשובה מפתיעה. "סוסים פיתחו אסטרטגיה מורכבת מאוד לעקיפת הבעיה", אומר אליה דוה, שותף למחקר וביולוג מולקולרי מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס. למעשה, סדרה של מוטציות מאפשרת להם לגרום לגן לעבוד, אך בדרך מעט שונה, שבסופו של דבר מיטיבה עם הסוסים.

החוקרים גילו שמוטציות אלה, שהתפתחו באבות הקדמונים של כל הסוסים המודרניים, מאפשרות לתאי השריר שלהם לייצר עד פי חמישה יותר אנרגיה מתאי עכבר, תוך הגברת מערכת בקרת הנזקים שלהם ב-200%.

"זה מספק להם את האמצעים הביוכימיים לרוץ מהר ולמרחקים ארוכים", אומר דוה. דבר זה מסייע להם להפוך ל"מכונות אירוביות" חזקות במיוחד.

מעניין לציין שהדרך בה הסוסים "עוקפים" את המנגנון שמורה להם לעצור דווחה בעבר רק אצל נגיפים, מציינים החוקרים.

להסתגלות זו עשויות להיות השלכות על בריאות האדם. מחלות תורשתיות רבות, כמו סיסטיק פיברוזיס וניוון שרירים, נובעות מהוראות עצירה המופיעות בגנים חשובים. אם חוקרים יבינו טוב יותר כיצד סוסים מצליחים להתעלם מפקודות עצירה כאלו, אומר דוה, אולי ניתן יהיה לפתח טיפולים גנטיים שיעשו זאת גם בבני אדם.