הינך נמצא כאן

גזור והדבק

01.09.2010


כשכותבים דוא"ל, קל מדי להקליק על כפתור ה"שלח" לפני שאנו קוראים אותו פעם נוספת. אחר-כך מתחרטים על הטעות המביכה שנשכחה ונשלחה. אבל כששולחים מסרים גנטיים בתא, אסור לוותר על ההגהות. במקרה כזה, הטעויות עשויות לגרום לא רק למבוכה, אלא אף לסרטן או למחלות אחרות.         

תהליך הגהה חשוב על ייצור החלבונים מתרחש בגרעין התא בשלב האר-אן-אי-שליח - המולקולה ש"מסיעה" את הוראות הייצור מהגרעין למכונות לייצור חלבונים. לאחר שההוראות המצויות בגנים משועתקות למולקולות אר-אן-אי-שליח ראשוניות, הן עוברות תהליך הקרוי "שחבור" (splicing): מקטעים של הצופן הגנטי נגזרים ומתחברים מחדש זה לזה, לפעמים במספר דרכים שונות, לשם קבלת המולקולה הסופית. כתוצאה מתהליך זה, אפשר "לכתוב" מסרים שונים המבוססים על אותו רצף גנטי ראשוני.

ממצאים שונים רומזים, כי תהליך השחבור מורכב יותר מגזירה והדבקה פשוטות של מקטעים שונים. פרופ' יוסף שפרלינג וד"ר אייל קמחי מהמחלקה לכימיה אורגנית שבפקולטה לכימיה במכון, יחד עם פרופ' רות שפרלינג וד"ר אולג רייטסקין מהאוניברסיטה העברית בירושלים, הבחינו כי מקטעים מסוימים לא תמיד נכנסים לגרסה הסופית, וזאת למרות שהם מסומנים בסימנים ברורים כמתאימים לשחבור. יש לכך סיבה טובה: מקטעים אלה נושאים קוד "עצור" -  שלושה בסיסים גנטיים המסמנים את סוף ייצור החלבון. הכנסת אר-אן-איי-שליח הנושא את הקוד במיקום לא-נכון לתוך מכונות ייצור החלבונים (ריבוזומים) עלולה לגרום לייצור חלבונים פגומים, ובכך לשבש תהליכים ביולוגיים חשובים.

מנגנון השחבור יודע כי עליו לדלג על המקטעים הנושאים את הקוד "עצור", ולעבור למקטעים הבאים. אך כיצד בדיוק הוא יודע זאת? בני הזוג שפרלינג וצוותי המחקר שלהם חקרו את תהליך ההגהה הזה. הממצאים שלהם, שהופיעו באחרונה בכתב העת של האקדמיה הלאומית למדעים של ארה"ב (PNAS), קוראים תיגר על צורת החשיבה המקובלת באשר לדרך בה הגנים מתורגמים לחלבונים.
 
 לפי ממצאיהם, ההגהה נעשית על-ידי מולקולה מסוימת של אר-אן-אי הקרויה "אר-אן-אי-מעביר- מאתחל". מולקולה קטנה זו כבר מוכרת למדענים כבעלת תפקיד חיוני בתהליך ייצור החלבונים בריבוזום: שם, אר-אן-אי-מאתחל קורא את צופן ה"התחל" שבתחילת רצף ההוראות שבאר-אן-אי-שליח, ונותן את הפקודה להתחיל לייצר את החלבון. המחקר החדש מראה, שמולקולות האר-אן-אי-מאתחל נכנסות לתמונה בשלב מוקדם הרבה יותר משסברו עד כה - כבר בזמן שהעותקים הראשוניים של האר-אן-אי-שליח עוברים את תהליך השחבור בגרעין התא.כמו בתהליך ייצור חלבונים, גם במקרה זה הן מקבלות את האות לפעול מצופן ה"התחל" שברצף הגנטי. אך בתהליך השחבור, נראה כי האר-אן-אי-המאתחל מחפש גם את הקוד המורה "עצור", וגורם למנגנון השחבור לא לכלול באר-אן-שליח את המקטעים האלה.  כדי לבדוק זאת, יצרו המדענים רצפים גנטיים מלאכותיים שהכילו קודי "התחל" שעברו מוטציה - כך שהאר-אן-אי-מאתחל לא יכול היה לקרוא אותם.במקרה זה, גם מקטעים שהכילו קודי "עצור" שרדו את שלב השחבור. בהמשך, הוסיפו המדענים אר-אן-אי-מאתחל שעבר מוטציה תואמת, כך שיוכל לקרוא קודי "התחל" משובשים, והבקרה הושבה על כנה.

"רוב המדענים לא האמינו כי האר-אן-אי-מעביר-מאתחל יכול להיות מעורב בשלב מוקדם כל כך של ייצור החלבונים, אבל התוצאות שקיבלנו מסירות כל ספק", אומר פרופ' יוסף שפרלינג. פרופ' רות שפרלינג מוסיפה: "קיים חשש כי מקטעים המכילים קודי 'עצור' הנכנסים לתהליך השחבור,ונכללים בטעות בהוראות לייצור חלבונים, עשויים להיות מעורבים בסרטן ובמחלות נוספות. הממצאים שלנו מראים כיצד טעות כזאת עשויה לקרות".
 
מימין: ד"ר אולג רייטסקין, ד"ר אייל קמחי, פרופ' יוסף שפרלינג ופרופ' רות שפרלינג
 
 

לשיתוף:

 

 

 

 

פודקאסטים
אינסטגרם