מין חדש בסוג Deinococcus – אקסטרמופיל מאנטארקטיקה

 

בשנת 1956, במפעל לייצור שימורי בשר באורגון שבארצות-הברית, התגלו לראשונה החיידקים המוכרים כיום בשם Deinococcus radiodurans. אז התקלקל מזון בכמה קופסאות שימורים שהוקרנו בקרינת גמא. בקופסאות המוקרנות מצאו החוקרים ארתור אנדרסון (Anderson) ועמיתיו מתחנת המחקר החקלאי באורגון חיידקים עמידים במיוחד לקרינה. גם לאחר חשיפה למינון קרינה עצום של כ-10,000 גריי עדיין שורדים חלק מהחיידקים. לשם השוואה, רמת קרינה של 5–6 גריי היא קטלנית לבני-אדם, ורמת קרינה של כ-1,000 גריי תעקר תמיסה של חיידקי Escherichia coli.

שם הסוג של החיידק נגזר מהמילים היווניות deinos (אדיר או יוצא דופן) ו-coccus (חיידק כדורי), ואכן בהמשך התברר שמדובר בחיידקים יוצאי דופן במיוחד. עם השנים התברר שהם עמידים לא רק לקרינה אלא גם לתנאי יובש וקור קיצוניים. עמידותם לשלושת הגורמים האלה – קרינה, יובש וקור – זיכתה אותם בתואר "החיידקים הקשוחים ביותר בעולם", ובתואר זה הם אף נכללו בשנת 1995 בספר השיאים של גינס.

תרבית חיידקי D. radiodurans על צלחת פטרי. שימו לב לצבען הורוד.
Prof. Michael Daly, Department of Pathology, Uniformed Services University of the Health Sciences,  Bethesda, Maryland

D. radiodurans הם חיידקים אווירניים בעלי צבען ורוד, המשתייכים לחטיבה Deinococcota - חטיבה קטנה הכוללת גם את הסוג Thermus. חיידקי Thermus aquaticus, המוכרים כחיידקים תרמופיליים, מספקים עד היום את האנזים המפורסם Taq DNA polymerase המשמש בתהליך ה-PCR.

החיידקים הללו מוזרים גם מבחינה טקסונומית. אף שהם נצבעים חיובית בצביעת גראם, הם אינם משתייכים לקבוצות האבולוציוניות העיקריות של החיידקים הגראם-חיוביים (כמו Firmicutes או Actinobacteria). בבחינה מדוקדקת של מעטפת התא מתברר שמבנה הבסיס שלה דווקא דומה לזה של חיידקים גראם-שליליים, אך תוספת של שכבות מעטפת ייחודיות מונעת מתצמיד הצבע-יוד להישטף מהתאים.

הסוג Deinococcus – הרבה יותר ממין אחד

במשך עשרות שנים היה D. radiodurans המין המפורסם ביותר בסוג. אולם עם השנים התברר שהסוג Deinococcus מגוון הרבה יותר מכפי שסברו בתחילה. כעת, כ-70 שנה לאחר הגילוי הראשון, דיווחו חוקרים מהודו – בהובלת אבינש שארמה (Sharma) ממכון המחקר הלאומי למדעי התא (BRIC) – על חיידקים חדשים שלא היו מוכרים למדע. החיידקים נמצאו בדגימות ממשקעים בקרקעית אגם באזור Schirmacher Oasis בארץ המלכה מוד (Queen Maud Land) שבצפון-מזרח אנטארקטיקה.

על בסיס ניתוח רצף הגן 16S rRNA שויכו החיידקים למין חדש בסוג Deinococcus, שקיבל את השם D. pantiae, על שמה של אדיטי פנט (Pant) – האוקיינוגרפית ההודית הראשונה שהגיעה לאנטארקטיקה במסגרת משלחת מחקר בשנת 1983.

מעניין לציין שבמהלך שבעת העשורים שחלפו מאז גילויו של D. radiodurans תוארו בסוג זה יותר מ-90 מינים שונים. רבים מהם מפגינים עמידות יוצאת דופן לקרינה, ליובש ולנזקי DNA. רובם התגלו בסביבות קיצוניות, אך חלקם גם בסביבות שגרתיות יותר.

כמה דוגמאות:
D. geothermalis – שבודד ממעיינות חמים וסביבות תרמיות;
D. deserti – שבודד מקרקעות מדבריות בסהרה;
D. ficus – שבודד מאדמה סביב עצי תאנה;
ו-D. marmoris – שאותר על משטחי שיש וסלעים.

ואם נחזור לתגלית האחרונה: D. pantiae התגלה גם כעמיד לאנטיביוטיקה ונקומיצין (vancomycin) – תרופה המשמשת לעיתים כמוצא אחרון לטיפול בזיהומים חיידקיים חמורים. ונקומיצין פועלת על-ידי פגיעה בתהליך בניית הפפטידוגליקן בדופן התא החיידקי. גם חיידקים ממינים אחרים בסוג Deinococcus מראים עמידות לתרופה זו. החוקרים משערים שבניגוד למנגנוני העמידות המולקולריים המוכרים מחיידקים גראם-חיוביים אחרים – שבהם משתנה המבנה של יחידת הבניין בפפטידוגליקן - במקרה זה העמידות נובעת ממבנה הדופן עצמו: דופן עבה ומורכבת יחסית, המקשה על חדירת האנטיביוטיקה אל שכבת הפפטידוגליקן.

גילויו של D. pantiae מזכיר לנו שגם במקומות הקיצוניים ביותר על פני כדור הארץ – ואפילו בחיידקים שנדמה שכבר הכרנו היטב – עדיין מסתתר מגוון ביולוגי גדול שממשיך להפתיע את החוקרים ואותנו.

לקריאה נוספת 

המאמר - על גילוי D. pantiae - פברואר 2026

Deinococcus radiodurans - החיידק העמיד לקרינה - בבלוג זה - 2005

על קרינה וחיידקים - בבלוג זה - 2007

המאמר ב-Science על  העמידות של D. radiodurans לקרינה - 1995

דינוקוקוס - האורגניזם היציב ביותר עלי אדמות, פנחס פוקס, סינתזיס 13, 1996.