הינך נמצא כאן

בכיוון התנועה

26.11.2013

שיעתוק מקטעים גנטיים, אחד מהתהליכים הבסיסייים בכל בעלי-החיים והצמחים בעולם, מתנהל באופן שמזכיר זרימה של תנועה בכבישים, לרבות היווצרות עומסים, ואפילו פקקי תנועה ותאונות דרכים. על כל אלה מפקחת "משטרת תנועה" גנטית ייחודית. כך עולה ממחקר חדש שהתבצע בראשות פרופ' רבקה דיקשטיין מהמחלקה לכימיה ביולוגית במכון ויצמן למדע, ופורסם באחרונה בכתב-העת המדעי Nature Communications. ממצאים אלה עשויים לסייע בפיתוח דור חדש של תרופות למחלות שונות.

ד"ר נדב מרבך-בר ופרופ' רבקה דיקשטיין. פסי האטה
 
בתהליך השיעתוק "נוסעים" אנזימים על "מסילה", שהיא, למעשה, מקטע גנטי (הידוע כ"גן"); מקטע זה הם משעתקים. בתהליך זה יוצרים האנזימים מולקולות שהן תעתיק של הגנים, והן ממלאות תפקיד בתרגום הרצף הגנטי (על-פי הצופן הגנטי) לחלבונים (החלבונים הם אלה שמפעילים את מנגנוני החיים בתא). פרופ' דיקשטיין, וחברי קבוצת המחקר שהיא עומדת בראשה, גילו שבדיוק כמו בכביש, שמירת מרחק מתאים בין המכוניות, כלומר, בין אנזימי השיעתוק, חיונית כדי להימנע מתאונות ולהגיע למטרה בשלום. מלבד פרופ' דיקשטיין השתתפו במחקר ד"ר נדב מרבך-בר, אמיתי בן-נון, שקד אשכנזי, אנה תמרקין-בן הרוש, ד"ר טלי אבנית-שגיא ופרופ' מיכאל ווקר.
 
המדענים חקרו את שיעתוק הגנים המקודדים מולקולות בקרה קטנות הקרויות מיקרו-אר-אן-אי. הניסוי בוצע בתאי אדם, ובמסגרתו נבחנו תהליכי שיעתוק שבוצעו בקצב שונה: קצב גבוה, בו נעים האנזימים ב"צרורות", וקצב נמוך, בו יוצאים האנזימים בזה אחר זה, בהפרשי זמן גדולים יחסית. התוצאות היו מפתיעות, ולכאורה נוגדות את ההיגיון: כאשר אנזימי השיעתוק יצאו למשימה בצרורות, פחתה כמות המיקרו-אר-אן-אי שנוצרה. לעומת זאת, כאשר האנזימים יצאו לדרכם בהפרשים גדולים יותר, היה ייצור המיקרו-אר-אן-אי יעיל יותר.
 
המדענים גילו, שכאשר האנזימים יוצאים למשימה ב"צרורות", נוצרים פקקי תנועה, ממש כפי שקורה בשעות העומס בכבישים. כאשר האנזים הראשון נעצר ב"פסי האטה" – אות מולקולרי הגורם להפסקה השיעתוק – האנזימים הבאים אחריו מתנגשים בו, כמו ב"תאונת שרשרת", ונופלים מהגן (או "יורדים מהפסים"). תאונות כאלה מפחיתות את כמות המיקרו-אר-אן-אי הנוצרת. לעומת זאת, כאשר האנזימים יוצאים לדרכם במרווחי זמן גדולים יותר, הם שומרים על מרחק ביטחון אחד מהשני, וכך הנסיעה חלקה יותר, ללא התחוללות של תאונות דרכים – וכתוצאה מכך גוברת היעילות
של ייצור המיקרו-אר-אן-אי בתא. במילים אחרות, כמו בהרבה מקרים אחרים בחיים, מתברר שגם בעולם המולקולרי של התאים החיים – "פחות זה יותר".
 
ממצאים אלה שופכים אור חדש על ייצור המיקרו-אר-אן-אי, ובכך עשויים לסייע בתכנון תרופות המבוססות על מולקולות אלה. המיקרו-אר-אן-אי התגלה בשנות ה-90 של המאה הקודמת, והוא עשוי למלא תפקיד מפתח ברפואה העתידית, בין היתר מכיוון שהוא שולט בהתבטאות של גנים, ובהם גנים המעורבים בהתפתחות של מחלות סרטניות.
 
ממצא נוסף שעלה מהמחקר הנוכחי הוא, שבזמן דלקת, כאשר הגוף מאוים על-ידי פולשים (נגיפים, או חיידקים), נבלם זמנית ייצור המיקרו-אר-אן-אי האנטי-דלקתי. הבלימה נובעת מהגדלת קצב התנועה של אנזימי השיעתוק, אשר יוצאים להגן על הגוף. כתוצאה מהגברת הקצב משועתקים גנים דלקתיים ללא "פסי האטה" בכמות גדולה, ואילו בגן המקודד את המיקרו-אר-אן-אי האנטי-דלקתי נוצרים פקקי תנועה ו"תאונות דרכים" אשר מפחיתים את יצור המיקרו-אר-אן-אי. הפחתה זו מאפשרת לדלקת לנצל את הזמן ולבצע את פעולת הריפוי שלה, לפני שהמיקרו-אר-אן-אי שם לה קץ.
שיר אלקובי, י"א, אורט הנרי רונסון, אשקלון
 
בנוסף, המחקר החדש מסביר ממצא שעלה בעבר במעבדתה של פרופ' דיקשטיין: בגנים ארוכים יותר נוטה קצב השילוח של אנזימי השיעתוק להיות איטי יותר; ככל שהגן ארוך יותר, כך יש סיכוי רב יותר שיימצאו בו "פסי האטה" מולקולריים העלולים ליצור פקקי תנועה ולשבש את השיעתוק. לכן, אנזימי שיעתוק הנעים על הגנים האלה בקצב נמוך יותר יכולים לבצע את עבודתם ביעילות גדולה יותר בהשוואה ליעילותם של אנזימים היוצאים לדרך ב"צרורות".
 
 

לשיתוף:

 

 

 

 

פודקאסטים
אינסטגרם