ארכיאה הלופיליים הינם אורגניזמים חד-תאיים אשר חיים בתנאים של מליחות גבוהה, למשל בים המלח או בשלוליות אידוי בחופי הים התיכון. לארכיאה אלה יש מנגנון ייחודי שבו שני תאים או יותר יכולים להתאחות ולהחליף ביניהם חומר תורשתי. איחוי זה מתרחש ביעילות נמוכה יותר גם בין מינים שונים, מה שעורר את השאלה כיצד התאים מבחינים בין מקרים של איחוי עם מין זהה לעומת מקרים של איחוי בין שני מינים שונים. מטרת המחקר שלנו הייתה לזהות ולאפיין מנגנונים שיכולים להסביר כיצד מינים שונים של ארכיאה מעדיפים לקיים יחסי איחוי והחלפת דנ״א בתוך אותו המין ולא בין מינים שונים. במהלך המחקר השתמשנו בשיטות של הנדסה גנטית כמו גם בקביעת רצף החומר התורשתי של ארכיאה שונים שבודדנו משלוליות אידוי בחופים סלעיים בארצנו, בעתלית וצפונית לנתניה. מחקרנו זיהה שני מנגנונים אפשריים המונעים או מצמצמים איחוי בין שני מינים שונים. המנגנון הראשון הוא מערכות הגנה חיסוניות הקרויות CRISPR-Cas. אלו הן מערכות שמזהות דנ״א זר בתוך התא ואז חותכות ממנו פיסות שאותו הן משלבות במקומות מיוחדים בדנ״א של התא כדי שישמש זיכרון חיסוני: התא ״זוכר״ כך שכבר נתקל בעבר בדנ״א הזר הזה. ברגע שחודר לתא פולש שיש לו דנ״א אשר תואם לזכרון החיסוני הקיים, התא מפעיל מערכת של אנזימים המתחילים לחתוך ולפרק את הדנ״א הפולש. בדרך כלל מערכות אלה מתקיפות וירוסים וטפילים מולקולריים אחרים, אולם במקרה שלנו נראה שהן יכולות לזהות גם דנ״א של מינים אחרים בזמן האיחוי ולרכוש ממנו זיכרון חיסוני. כאשר השווינו בין תדירות האיחויים המוצלחים של תאי ארכיאה שתקפו זה את זה באמצעות מערכות CRISPR-Cas לתדירות האיחויים של תאים שאינם תוקפים זה את זה ראינו שהתקפה חיסונית שכזו מורידה את יעילות האיחוי. בדיקת הגנומים של מינים שונים שבודדנו מחופי ארצנו הראתה שאכן יש להם זיכרון חיסוני כנגד מינים אחרים שחיים באותה הסביבה. מכך ניתן להסיק שאחד המנגנונים להבחנה בין איחוי של שני מינים שונים לבין איחוי בתוך אותו המין הוא שבמקרה השני אין התא נתון להתקפה על ידי מנגנון ה-CRISPR-Cas בעוד שבאיחוי בין מינים זהו מצב שכיח שכנראה גורם להתנתקות מהירה של התאים ולתדירות נמוכה של איחויים מוצלחים. מנגנון אפשרי נוסף המונע או מצמצם איחוי בין שני מינים שונים הוא ציפוי שונה בסוכרי המעטפות של המינים. במקרים רבים בטבע, ובכלל זה גם בגוף האדם, תאים מזהים זה את זה על ידי מגע הדוק בין קולטן שהוא חלבון לסוג ספציפי של סוכר. ארכיאה הם בעלי מעטפת חלבונית ה"מעוטרת" בשרשראות של סוכרים שהם בדרך כלל ספציפיים לכל מין - כלומר שונים במינים שונים. לפיכך חלק מהזיהוי של בן זוג מועדף לאיחוי יכול להיות תלוי בזיהוי הסוכרים שהוא מציג על פני השטח שלו. בניסויים שערכנו הראינו שפגיעה בביטוי המערכת שמעטרת את המעטפת בסוכרים אכן מורידה באופן דרסטי את יעילות האיחוי בקרב תאים מאותו המין. יתרה מזאת, ריצוף הגנומים של מינים שונים מאותה סביבה הראה שלא רק שלמינים שונים יש גנים שונים הנוגעים ליכולת לייצר ולהוסיף סוכרים למעטפת אלא יש הבדלים גם בין מינים קרובים מאוד זה לזה. המסקנה מכך היא שסוכרי המעטפת מהווים אמצעי היכרות בין תאי ארכיאה מאותו המין.