הינך נמצא כאן

חרקים ישמשו כ"בתי חרושת" לחלבונים אנושיים

23.08.2012

 
 
זחלי עש הכרוב קנו להם שם רע בשל הרגלי האכילה ההרסניים שלהם, אולם מחקר חדש של מדעני מכון ויצמן מראה, כי ייתכן שאפשר יהיה לנצל אותם כבית חרושת שימושי ויעיל לייצור חלבונים אנושיים.
פרופ' יואל זוסמן
האפשרות לייצר כמויות גדולות של חלבונים אנושיים, לפי דרישה, עומדת בבסיס המחקר במדעי החיים, התעשייה הביוטכנולוגית והרפואה. כיום, השיטה המקובלת ביותר לייצור חלבונים כאלה היא הפקתם בתרביות תאים: גן אנושי המקודד לחלבון המבוקש מוזרק לתוך תא חיידק, תא שמרים או תא בעלי חיים, ושם הוא "משתלט" על מערך ייצור החלבונים המקומי, ומסב אותו ליצירת החלבונים אנושיים. החלבונים הנוצרים בשיטה זו זהים – הן במבנה והן בתיפקוד שלהם – לחלבונים הנוצרים בגוף האדם.

למרות יעילותן, שיטות אלה הן יקרות מאוד, ודורשות זמן ממושך. שיטה חדשה לייצור חלבונים המשתמשת בזחלי חרקים מציעה חלופה חסכונית לייצור כמויות גדולות של חלבונים אנושיים. אך האם החלבונים הנוצרים במערכת זו דומים במבנה ובפעילות שלהם לחלבונים האנושיים? האם אפשר יהיה להשתמש בהם כתחליף לחלבונים אנושיים?

כדי לענות על שאלה זו פנו באחרונה חוקרים אמריקאיים לד"ר הארי גרינבלט ולפרופ' יואל זוסמן מהמחלקה לביולוגיה מבנית שבפקולטה לכימיה במכון ויצמן למדע. השניים התבקשו לפענח את המבנה המרחבי של האנזים האנושי קרבוקסיל-אסתראז 1, שיצרו החוקרים האמריקאיים באמצעות מערכת של זחלי חרקים מסוג עש הכרוב (Trichoplusia ni). האנזים מיוצר בעיקר בכבד, ומפרק שם תרופות. שינוי קטן במבנה שלו יאפשר אולי להשתמש בו כדי לפרק חומרי הדברה ואף גזי עצבים.
 
 
הארי גרינבלט
 
באמצעות השיטות המתקדמות של המרכז הישראלי לפרוטאומיקה מבנית (ISPC) שבמכון, אותו מנהל פרופ' זוסמן, ותוך שילוב של מספר שיטות, בהן שיטות לגיבוש חלבונים, ושיטות לכריית מידע, הצליח ד"ר גרינבלט ליצור גבישים של האנזים האנושי קרבוקסיל-אסתראז 1 שבודד מהזחלים, ולוודא כי המבנה שלו – וכן התיפקוד שלו – זהים לאלה של דוגמאות אחרות של האנזים, אשר יוצרו בשיטות מסורתיות, בתרביות תאים.

ממצאיו מאשרים, כי אכן ניתן להשתמש בחרקים שלמים כב"בית חרושת" לייצור חלבונים. "את זחלי העש לא רק קל יותר לגדל ולבצע בהם מניפולציות גנטיות", אומר ד"ר גרינבלט, "אלא גם זול יותר להשתמש בהם לעומת שיטות המבוססות על תרביות תאים, והם אף מייצרים כמויות גדולות יותר של חלבונים".
 
פרופ' זוסמן: "עד כה בדקנו רק את ייצור האנזים האנושי קרבוקסיל-אסתראז 1 בחרקים. אם יתברר כי המערכת החדשה יעילה לייצור חלבונים נוספים, היא תשמש מכשיר יקר ערך למדענים ולתעשייה כאחד".
 
 
מידע נוסף על המחקר אפשר למצוא ב"אנציקלופדיית החלבונים" (פרוטאופדיה)
 

קרבוקסיל-אסתראז 1

 

 

לשיתוף:

 

 

 

 

פודקאסטים
אינסטגרם