חלבון קטן

מדעני המכון זיהו במחקר קודם רכיב בסיגנלוזום שלא היה ידוע קודם לכן. כאשר הסירו את היחידה הזאת, הם גילו שמדובר בחלק בלתי-נפרד מהמנגנון, שכן חסרונו גרם להאטת מהירות ההתחלקות של התאים.

איך אפשר למצוא חלק שחסר בתצרף ("פאזל"), אם איננו יודעים כלל שמשהו חסר? עם האתגר הזה בדיוק התמודדו פרופ' מיכל שרון וחברי קבוצתה מהמחלקה למדעים ביומולקולריים. במחקר שביצעו, אשר התפרסם באחרונה בכתב-העת המדעי Cell Reports, הצליחו חברי הקבוצה לגלות חלק נוסף, שלא היה ידוע לפני כן, במנגנון תאי זעיר, והראו כי הוא מבצע תפקיד חיוני בבקרת תהליך פירוק החלבונים בתא. ייתכן שהחלק שהתגלה קשור להתפתחות גידולים סרטניים, ואולי גם מחלות אחרות.

עד לאחרונה סברו מדענים רבים שהמנגנון התאי – הקרוי סיגנלוזום – מורכב משמונה חלבונים שונים, אשר פועלים בתיאום מושלם כדי לווסת את תהליך הסימון של חלבונים המיועדים לפירוק. הסיגנלוזום ממלא תפקיד מרכזי בוויסות חיי התא, שכן חלבונים חדשים מיוצרים באופן שוטף, בעוד הגוף מפרק ומסלק חלבונים ישנים, או כאלה שאינם נחוצים עוד. הסיגנלוזום חיוני במיוחד במהלך התחלקות התא, ואם הוא נכשל בתפקידו ואינו מווסת את קצב גידול התאים, הדרך להתפתחות סרטן עלולה להיות קצרה.

במחקר קודם שביצעו חברי קבוצתה של פרופ' שרון הם הראו, כי הסיגנלוזום מסוגל לארגן את תת-היחידות המרכיבות אותו בתצורות שונות. "במחקר האחרון שלנו", אומרת פרופ' שרון, "לא חיפשנו את החתיכה התשיעית; המטרה שלנו הייתה אחרת לגמרי. אבל היא כל הזמן הופיעה בניסויים שביצענו, ולכן, בשלב מסוים, התחלנו לשאול למה החלבון הקטן הזה נמצא שם, והאם יש לו תפקיד".

במעבדתה של פרופ' שרון פועל ספקטרומטר מאסות ייחודי ורגיש במיוחד, המיועד לחקר צִבְרֵי חלבונים גדולים כמו הסיגנלוזום. רגישותו הרבה איפשרה לגלות את תת-היחידה הקטנה, ששיטות המחקר האחרות החמיצו במשך השנים. אבל כדי לגלות האם החלבון הקטן אכן שייך לסיגנלוזום, השתמשו פרופ' שרון וחברי קבוצתה במיגוון רחב של שיטות ניסיוניות. "פרוטאומיקה, תרביות תאים, ניסויים ביוכימיים, מיקרוסקופיה פלואורסצנטית – השתמשנו בכל שיטה שעלתה בדעתנו כדי לבדוק האם החלבון הקטן הזה הוא אכן תת-יחידה בלתי-נפרדת של הסיגנלוזום", אומרת פרופ' שרון.

ממצאיהם הראו, שחלבון זה הוא אמנם תת-היחידה התשיעית, ושהוא אכן גורם חיוני בתיפקודו התקין של הסיגנלוזום. כאשר הסירו המדענים את החלבון הקטן, התחלקו התאים במהירות נמוכה במיוחד בהשוואה לתאים רגילים, ולכן גדלו לממדים גדולים משמעותית מהממוצע.

אף על פי שפאזל הסיגנלוזום טרם הושלם, אומרת פרופ' שרון שגילויה של תת-היחידה התשיעית סוגרת, לכל הפחות, מעגל אחד: ישנו צֶבֶר חלבונים נוסף, בעל מבנה דומה לזה של הסיגנלוזום, המורכב מתשע תת-יחידות מקבילות. ייתכן שזהו רמז לכך, ששני הצְבָרים התפתחו מאותו מבנה קדום. בעבר חשבו שהחתיכה התשיעית אבדה בתהליך של אבולוציה, אך כעת, כשהיא נמצאה, מתכוונים פרופ' שרון וחברי קבוצתה להמשיך לחקור אותה, ואת התפקיד שהיא ממלאת בהתפרקות החלבונים בתא.

במחקר השתתפו ד"ר שלי רוזן, ד"ר מריה גבריאלה פוזשי-לוי, ועמיתת המחקר ד"ר גילי בן-ניסן מקבוצתה של פרופ' שרון, ד"ר מרים אייזנשטיין מהמחלקה לתשתיות למחקר כימי, ד"ר שפרה בן דור מהיחידה לשירותים ביולוגיים, וד"ר ישי לוין וד"ר אלכסנדרה גבשוילי מהמרכז הישראלי הלאומי לרפואה מותאמת אישית על-שם ננסי וסטיבן גרנד.