הינך נמצא כאן

בתנועה מתמדת

28.05.2014

 
  מימין: פרופ' בנימין גיגר, ד"ר מיכל שרון ודרור חורב. הנדסה תאית
 
 
 
תאים רבים בגופנו מצויים בתנועה מתמדת – בדרכם לריפוי פצעים, להילחם בזיהומים או לתחזק רקמות. עובדה זו נשמעת ידועה ומוכרת, אבל אם נעצור לרגע ונחשוב על תנועת התאים עצמה, ניווכח שגם התנועה הקטנה ביותר היא פלא של הנדסה תאית. היא מחייבת את ההתא לעצב מחדש באופן מתמשך את הפיגום, או השלד הפנימי שלו, כדי ליצור מעין "רגל" בולטת אשר דוחפת אותו קדימה, בעוד החלק האחורי מצטרף אליו. במחקר חדש שבוצע באחרונה במכון ויצמן למדע, ופורסם בכתב-העת המדעי Nature Communications, התגלו ממצאים מפתיעים באשר לכלים האחראים לעיצוב מחדש של שלד התא.
 
תפקיד מרכזי בעיצוב מחדש של הפיגומים הפנימיים של התא מוטל על צבר גדול של מספר מולקולות, הקרוי Arp2/3. צבר זה נצמד לסיבים של שלד התא – הציטוסקלטון, וגורם להם להתפצל. כך נבנית הבליטה לה זקוק התא כדי שיוכל לנוע. הצבר המולקולרי הזה, אשר מוכר למדענים כבר יותר משני עשורים, נחקר בעשרות מעבדות ברחבי העולם, ונחשב תמיד כבעל מבנה קבוע, הכולל שבע תת-יחידות קבועות, אשר מאורגנות תמיד באופן זהה.
 
כעת גילו מדעני המכון, כי צבר זה הוא, למעשה, מודולרי, וכי הוא יכול לבצע פעולות שונות אשר משתנות בהתאם לצורתו ולמיקום שבו הוא מתחבר לשלד התא. למעשה, במקום לעזור לתא לנוע, יכול ה-Arp2/3 לגרום לו דווקא להתקבע במקום אחד. במקרה כזה, הצבר כולל שלוש או ארבע תת-יחידות בלבד במקום שבע, וכן חלבון אחד או שניים המשתתפים בהיצמדות תאים. צבר- כלאיים זה מתחבר לשלד התא באתרים המקדמים היצמדות. בעקבות זאת, אתרים אלה מתרבים וגדלים, ובכך גורמים לתא להישאר מעוגן במקום.
 
 
בסרטון: כאשר התא מכיל את גרסת הכלאיים של הצבר  (מימין), אתרי היצמדות תאים (נקודות בהירות) גדלים ומשנים את מיקומם,  בהשוואה לתא המכיל את הגרסה הרגילה של הצבר, בעלת שבע תת-היחידות (משמאל). צילום במיקרוסקופ פלורסננטי
 
אמנם, זהו ממצא בלתי-צפוי, אך מבחינת האבולוציה, שיטה זו הגיונית למדי: השימוש בכלי מגוון, המסתגל לשימושים שונים, הוא חסכוני הרבה יותר בפעילות התא, בהשוואה לחלופה האפשרית: יצירת כלים נפרדים לכל שימוש ומטרה. את המחקר ביצע תלמיד המחקר דרור חורב, בהנחיה משותפת של ד"ר מיכל שרון מהמחלקה לכימיה ביולוגית ופרופ' בנימין גיגר מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא.
 
המדענים חקרו את תכונותיהם של צברי Arp2/3 שונים באמצעות ספקטרומטריית מאסות. לאחר שגילו את קיומם של צברי כלאיים, הם וידאו כי לצברים אלה אכן יש השפעה מעגנת על התא. לשם כך הם שינו את הכמויות של צברים אלה בתאי אדם, והישוו את התנהגותם לזו של תאים המכילים את הצבר הרגיל, בעל שבע תת-היחידות.
 
ממצאים אלה פותחים כיוון מחקר חדש: הם מצביעים על האפשרות שגם צברי חלבונים נוספים – מלבד Arp2/3, עשויים להיות מודולריים ומגוונים. ייתכן כי בעזרת ממצאים אלה אפשר יהיה, יום אחד, לשלוט בתנועת התאים ברמה המולקולרית – להגביר אותה כשצריך, או לחלופין למנוע אותה, למשל כדי לבלום את התפשטותם של תאים סרטניים על מנת שלא ייווצרו גרורות.
 
סיבי שלד התא (בירוק) ואתרי היצמדות תאים (בכתום) גדולים יותר כאשר הצבר מצוי בגרסת הכלאיים (מימין) מאשר בנוכחות הגרסה הרגילה בעלת שבע תת-היחידות (משמאל). כאשר הצבר אינו נמצא, נעלמים גם הסיבים וגם אתרי ההצמדות (במרכז)
 

 

 

 

 

 

 

 
 
 

לשיתוף:

 

 

 

 

פודקאסטים
אינסטגרם