מים וסבון

בקיצור
 
השאלה: איך אפשר לפרק גושי חלבונים שאינם מקופלים כהלכה, ואשר מהווים תסמינים של מחלות כמו אלצהיימר ופרקינסון?
 
הממצאים: מדעני המכון זיהו את החלבונים שנקשרו לגושים אלה, וגילו שבעוד תאים צעירים מסוגלים לסלקם בקלות, יכולת זו נשחקת במהלך השנים. ייתכן שטיפול המבוסס על עיקרון זה יהיה יעיל בטיפול עתידי במחלות מוח ניווניות.
 

אחד התסמינים של מחלות ניווניות של מערכת העצבים, כמו אלצהיימר, פרקינסון או הנטיגנטון, הוא הופעתם של גושי חלבונים שאינם מקופלים כהלכה בתאי העצב. מדעני מכון ויצמן למדע גילו באחרונה, שהדרך הטובה ביותר לפרק גושי חלבונים אלו היא לשטוף אותם החוצה עם מעט "מים וסבון".
 
ד"ר מאיה שולדינר, מהמחלקה לגנטיקה מולקולרית במכון, מסבירה שגושים אלה, הקרויים "גופים מוכללים", עלולים להיווצר בכל תא כאשר הלחץ של חיי היום-יום גורם להיווצרות כמות גדולה מדי של חלבונים שאינם מקופלים כראוי או שאינם מקופלים כלל. מצב זה עלול להתרחש אם "צוות הניקיון" – שמורכב מחלבוני בקרה – מפסיק לעבוד ביעילות. תופעה זו מתחוללת לעיתים קרובות בעת זיקנה. כשמצטברים יותר מדי חלבונים כאלה, הם עלולים להפריע לפעילותו התקינה של התא.
 
ד"ר שולדינר ותלמיד המחקר עופר מולדבסקי, בשיתוף עם קבוצת המחקר של פרופ' דניאל קגנוביץ' מהאוניברסיטה העברית, החליטו לבדוק כיצד תאים פועלים לסילוק המטרד של הגופים המוכללים. הם חקרו תאי שמרים, שבדומה לתאי עצב בבני-אדם, מפתחים גופים מוכללים כאשר מנגנון הניקוי שלהם נכשל. באמצעות שיטות ניסיוניות שפותחו במעבדתה של ד"ר שולדינר החדירו המדענים גופים מוכללים מחלבונים של בני-אדם, לתאי שמרים.

גילינו שתאי שמרים ותאי
אדם צעירים מסוגלים
לשטוף את הגופים המוכללים
ולסלקם, אלא שלרוע המזל, היכולת הזאת נשחקת
ופוחתת בחלוף השנים  

 
מבין 6,000 החלבונים הקיימים בתא שמר אחד, מצאו המדענים 13 חלבונים שנקשרו לגופים המוכללים. כחצי מהם היו חלבוני בקרה מוכרים, בעוד השאר היו חדשים לחלוטין. בניסיון נוסף, שנועד לבדוק האם החלבונים החדשים שהתגלו משתתפים במלאכת הניקיון והסילוק של הגופים המוכללים, התברר שאכן חלק מהחלבונים החדשים שהתגלו היו מעורבים בתהליך הניקוי, וכי בהיעדרם נשארו הגופים המוכללים בתא, ושיבשו את תיפקודו.
 
המדענים בחרו להתמקד באחד מאותם חלבונים, הקרוי lml2, במטרה להבין את תפקידו. הרמז הראשון הגיע מהתגלית, כי lml2 נקשר לארבעה חלבונים אחרים, שמגיעים מאיזור אחר בתא שבו מאוחסן שומן. הקשר בין גופים מוכללים לאיזור איחסון השומן לא היה ידוע עד כה, אבל האופן שבו נקשרו החלבונים רמז שייתכן כי התקיימה ביניהם קירבה פיסית. צילומים מיקרוסקופיים חשפו, שכיסי השומן נקשרים לגופים המוכללים – עד כדי כך שהם אפילו נעים יחד איתם ברחבי התא.
 
אך מה משמעותו של הזיווג המוזר הזה? מתברר, שכיסי השומן מייצרים סוג מיוחד של שומן מבוסס-סטרול (בדומה לכולסטרול בבני-אדם), אך הם עושים זאת רק כאשר נוצרים גופים מוכללים. שומן זה מסוגל לייצר מולקולות המשמשות כ"חומר ניקוי", ומסייעות בפירוק הגופים המוכללים. למולקולות אלה שני צדדים: צד שומני שדוחה מים, וצד שני ש"אוהב" מים ויכול להיקשר אליהם. חומר זה מאפשר לתאים "לכבס" את הגופים המוכללים ולסלקם. בשלב זה ביצעו המדענים ניסוי בתאי אדם – שהניב ממצאים דומים.
 
"גילינו, שתאי שמרים ותאי אדם צעירים מסוגלים לשטוף את הגופים המוכללים, ולסלקם, אלא שלרוע המזל, היכולת הזאת נשחקת ופוחתת בחלוף השנים", אומרת ד"ר שולדינר. "טיפול עתידי, שיתבסס על 'חומרי הניקוי של הגוף', עשוי להיות פשוט ויעיל יותר בטיפול במחלות כמו אלצהיימר ופרקינסון".

מספרי מדע
 
בתאי שמרים אפשר למצוא יותר מ- 25% מהגנים שמוטציות בהם גורמות מחלות בבני -אדם.