רגעי השבירה

 

ג'ונתן סוויפט, מחבר "מסעי גוליבר", אמר שחזון הוא יכולת לראות את הבלתי נראה. אם להתייחס אל ההגדרה הזאת כפשוטה, נראה כי מדעני מכון ויצמן למדע הצליחו באחרונה להפוך חזון למציאות. הם הצליחו - לראשונה בעולם - "לצלם" את רגע השבירה של קשרים כימיים במולקולת חלבון הנחשפת לשטף של קרינת רנטגן שמקורה בסינכרוטרון. ממצאים אלה התפרסמו באחרונה כסיפור השער בכתב העת המדעי (PNAS-Proceeding of the National Academy of Science), והם יכולים לסייע בשיפור יכולתנו להכיר את התכונות הכימיות הגורמות למקרו-מולקולות ביולוגיות שונות להיות רגישות לקרינה, דבר שעשוי לסייע בפיתוח חומרים תרופתיים למניעת נזקי קרינה.

 

צוות המחקר של מדעני מכון ויצמן מנה את ד"ר גיתאי קריגר, ד"ר מיכל הראל ופרופ' יואל זוסמן מהמחלקה לביולוגיה מבנית, ואת פרופ' ישראל סילמן מהמחלקה לנוירוביולוגיה. הם שיתפו פעולה עם ד"ר מרטין וויק, ד"ר מריה ראבז, ד"ר פיאט גרוס ופרופ' יאן קרון, מהמרכז למחקרים ביומולקולרים שבאוטרכט, הולנד, ועם ד"ר ראימונד רוולי וד"ר סיאן מקסוויני מהמעבדה האירופית לביולוגיה מולקולרית שבגרנובל, צרפת.

 

"התוצאות המפתיעות המתינו לנו בסמטה צרה שהסתעפה מהשדירה הרחבה של המחקר, שאליה פנינו, למעשה, במקרה", אומר ד"ר קריגר. המדענים יצאו לחקור כיצד האנזים אצטילכולין-אסתרז, הממלא תפקיד מפתח בתהליכי למידה וזיכרון במוח, מגיב ב"זמן אמת". כדי לעשות זאת הם חשפו גבישים של האנזים לקרן חזקה של קרינת X ("רנטגן") שמקורה בסינכרוטרון. לשם כך נעזרו במתקן הסינכרוטרון של האיחוד האירופי בגרנובל שבצרפת. שיתוף פעולה מדעי זה התאפשר הודות לעובדה שבאחרונה נעשתה ישראל לחברה בקבוצת המדינות המפעילות את המתקן הזה.

 

האצטילכולין-אסתרז פועל במהירות עצומה, והמדענים קיוו להשיג סדרת "צילומים" שתתאר את השלבים השונים בפעילותו באמצעות רצף של פרצי קרינה מהירים וקצרים. אבל כשבחנו את ה"תצלומים" שקיבלו, הבינו המדענים שבמקום לתעד את השלבים השונים של התגובה הכימית של האנזים עם מולקולות אחרות, הם הצליחו, לראשונה בעולם, לתעד את השלבים השונים של שבירת קשר כימי במבנה המרחבי התלת-ממדי של מולקולת חלבון, כתוצאה מחשיפתה לשטף של קרינה. "קיבלנו רצף ברור של 'אנימציה' המתארת את שבירת הקשר הכימי בין שני חלקי המולקולה - דבר שעד כה לא נראה מעולם", אומר פרופ' זוסמן .

 

המדענים גילו שקשר כימי מסוים (די-סולפיד), הנפוץ למדי במולקולות חלבוניות, רגיש במיוחד לקרינת רנטגן. תגלית זו עשויה ללמד רבות על הדרך שבה קרינה יכולה להזיק לבעלי-חיים ולבני אדם. עכשיו מתכוונים מדעני מכון ויצמן, יחד עם עמיתיהם מאירופה, לנצל את הטכניקה הזאת כדי לחקור ולבחון בדייקנות את יכולתם של חומרים שונים למתן ואולי אף לבלום את נזקי הקרינה.