במעלה המדרגות העולות

מדעני המכון זיהו את האנזים אשר חותך את החלבונים שיוצרים את הסתימות. התגלית עשויה לסייע בטיפול במחלות הגורמות להזדקנות מואצת, שבהן מעורבות סתימות שכאלה.

יש מי שאצה לו הדרך, והוא מעפיל בפסיעות מהירות במעלה המדרגות הנעות – בנמל התעופה, בבניין משרדים או בקניון – ומקרה כזה נוספת מהירות הטיפוס שלו לקצב העלייה הקבוע של הדרגנוע. כשתהליך דומה מתחולל במערכות הקובעות את קצב הזדקנות הגוף, האדם מזדקן במהירות מואצת. זה בדיוק מה שקורה בגופם של ילדים החולים במחלה הקרויה פרוג'ריה (progeria). תופעה דומה תוארה בסרט "ג'ק" של פרנסיס פורד קופולה, שבו כיכב רובין ויליאמס. בסרט, כמו הרבה פעמים בסרטים, יש מצבים מצחיקים-עצובים, חמוצים-מתוקים. אבל בחיים האמיתיים מדובר בטרגדיה: מחלה זו גורמת להזדקנותם של פעוטות בני שנתיים, וכשהם בני 12 הם מתים, כאנשים זקנים.

מחקרים שבהם נבחן השורש הגנטי של המחלה הצביעו על סיבה מרכזית להזדקנות המואצת. כעת עשוי מחקר חדש של מדעני מכון ויצמן למדע, שבחן שאלה אחרת לחלוטין, לשפוך אור נוסף על הגורמים למחלה, ובעתיד אולי אפילו לסייע בעיכוב תהליכי הזדקנות.

המחקר הנוכחי החל כאשר פרופ' מאיה שולדינר, וחברי קבוצת המחקר שהיא עומדת בראשה, ביקשו לבדוק תהליכי תקשורת בין תאים. "היכולת לשגר ולקלוט אותות מִתָאים שכנים ומהסביבה היא חיונית, ובלעדיה לא ייתכנו חיים", אומרת פרופ' שולדינר. "למעשה, 30% מהאנרגיה של כל תא חי מושקעים בביצוע תהליכי תקשורת". חלק ניכר מתהליכי התקשורת בין תאים מבוצע באמצעות חלבונים שחלקם קולטים אותות (קולטנים המוצבים על קרומי התאים), וחלקם משוגרים מן התא החוצה, כמסרים.

החלבונים שאמורים להיות מופרשים מהתא, כמסרים לתאים אחרים, עמדו במרכז מחקריהם של פרופ' שולדינר וחברי קבוצתה. חלבונים אלה מועברים – מיד עם יצירתם על-ידי הריבוזום – ל"איזור מעבר" בתא, שממנו הם מופרשים החוצה. איזור המעבר תָחום במעין "גדר" אשר מפרידה בין החלל הפנימי הפעיל של התא ("ציטופלסמה") לבין "רציף המעבר", שמזכיר איזור שבו מתארגן כוח צבאי לקראת יציאה לפעולה, או שנוסעים, אשר כבר עברו בידוק, ממתינים לעלייה למטוס. בגדר זו מצויות מעין מנהרות, שדרכן עוברים החלבונים הצעירים, המצויים בתצורה שרשרתית, עוד בטרם שהם מתקפלים למבנה המרחבי התלת-ממדי האופייני שלהם.

"כאשר החלבון הצעיר מתחיל לעבור במנהרה, הוא נמשך פנימה על-ידי חלבונים שאינם מאפשרים לו לחזור לאחור", אומרת פרופ' שולדינר. ״לפעמים, אם חלק של החלבון שעוד לא עבר, ועדיין מצוי בתחום הציטופלסמה, מתחיל להתקפל, הוא אינו מצליח לעבור במנהרה – והחלבון נתקע״. כך נוצרת מעין סתימה, שלא זו בלבד שאינה מאפשרת לחלבון לעבור, אלא אף מוציאה את המנהרה מכלל פעולה. כאשר תופעה זו מתחוללת במנהרות רבות, התא נקלע למצוקה, מכיוון שאינו יכול לקלוט או לשדר אותות, דבר שבמקרים מסוימים עלול לגרום למותו.

השאלה המרכזית שהעסיקה את המדענים הייתה, כיצד מצליח התא להתגבר על "סתימת" המנהרה בחלבון שנקשר בצדו האחד, והחל להתקפל בצדו האחר. כדי לענות עליה הם הינדסו תאי שמרים כך שיבטאו ביתר חלבון היוצר סתימות במנהרות. הניסוי התבצע ב-6,200 סוגים של תאי שמרים, שבכל אחד מהם חסר או מושתק גן אחר (הגנום של השמרים מכיל 6,200 גנים). בדרך זו, דיווחו המדענים במאמר שפרסמו באחרונה בכתב-העת המדעי Cell, עלה בידם לזהות את החלבון שממלא את תפקיד ה"שרברב". זהו אנזים מסוג פרוטאז, החותך את החלבון שגורם סתימה – וכך משחרר את המנהרה על מנת שתוכל להמשיך לתפקד. בשלב זה הינדסו המדענים תאי שמרים כך שהחלבון ה"שרברב" חסר בהם, וכתוצאה מכך סבלו התאים חסרי חלבוני ה"שרברב" מהיסתמות מנהרות, והתקשו להפריש חלבוני תקשורת, דבר שהוביל למותם.

פרופ' שולדינר אומרת, שהחלבון ה"שרברב" שמור היטב במעלה האבולוציה; כלומר, כמעט אין הבדל בין חלבון זה בתאי שמרים לבין הגרסה שלו המצויה בתאי אדם. ואכן, כאשר המדענים שתלו את הגן האנושי המקודד את החלבון הזה בתאי שמרים, התאים יצרו את החלבון האנושי – שתיפקד היטב בתאי השמרים.

כאן אפשר לחזור למחלת ההזדקנות המואצת. בתאי אדם, כשמעכבים את פעילותו של החלבון ה"שרברב", נוצרות סתימות במנהרות, ובמקביל מואצים תהליכי הזדקנות. מכאן עולה האפשרות, שגם תהליכי זיקנה רגילים נובעים במידה מסוימת מ"עייפות החומר" ומהאטה בפעילותו של החלבון ה"שרברב". אם כך, ייתכן שאם תימצא דרך להמריץ את החלבון ה"שרברב" (או שיימצא לו תחליף), יהיה בכך כדי לשפר ולייעל את תהליכי ההפרשה – ולהאט את ההזדקנות.