הינך נמצא כאן

אבטלה סמויה

מדוע מולקולות אר-אן-אי מתרכזות בגרעין התא?
01.03.2016

מדעני המכון גילו, שהאר-אן-אי המפריד בין הדי-אן-אי לבין מרכזי ייצור החלבונים שבציטופלסמה משתהה בגרעין התא כדי למסך רעשים בייצור שלו. ממצאים אלה עשויים לפתוח מספר אפיקים חדשים בחקר האר-אן-אי, ואף לסייע בזירוז יכולת התגובה של התא. 

מימין: ד"ר שלו איצקוביץ, ד"ר דורון למזה וד"ר קרן בהר הלפרן. שליחים

כמו השליחים באגדות, שמזדרזים למסור את איגרת המלך, גם למולקולת האר-אן-אי שליח יש תפקיד מכריע בסיפור מהאגדות: סיפורו של התא החי. עד כה נהוג היה לחשוב שמולקולה זו, ששועתקה מדי-אן-אי בגן, נשלחת ישירות מהגרעין אל חלל התא – הציטופלסמה – שם מחכה "בית החרושת לחלבונים" לקבלת הבשורה. אבל מחקר חדש שהתבצע במכון ויצמן למדע, והתפרסם באחרונה בכתב-העת המדעי Cell Reports, מציע שייתכן כי מולקולות אר-אן-אי שליח מסוימות דומות פחות לאותם שליחים מהאגדות, ויותר לנהגי מוניות שמחכים בתחנה ושותים קפה.

ד"ר שלו איצקוביץ וחברי קבוצתו במחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא פיתחו מערכת ייחודית, שמשלבת מיקרוסקופיה מתקדמת עם גישות חישוביות. המערכת מאפשרת למדענים ליצור דימוי חזותי של מולקולות אר-אן-אי בודדות – מכל סוג שהוא – בדגימות רקמה. קבוצת המחקר השתמשה במערכת זו כדי לבחון את תהליך הייצור של חלבון חשוב המצוי בכבד. אך כאשר הגיעו חברי הקבוצה לבחון את תוצאותיהם, הם הופתעו לגלות שמולקולות האר-אן-אי שמקודדות את החלבון, התרכזו בתוך גרעין התא, ולא בציטופלסמה – היכן שמתבצע ייצור החלבונים.

מדוע מולקולות האר-אן-אי שליח "נתקעו" בגרעין התא? קבוצת המחקר של ד"ר איצקוביץ – שכללה את החוקרת הבתר-דוקטוריאלית ד"ר קרן בהר הלפרן ואת תלמידת המחקר ענבל כספי בדקה ומצאה שכ-15% מכל הגנים בכבד מייצרים מולקולות אר-אן-אי ש"מתבטלות" בגרעיני תאים. מעבר לכך, המדענים גילו שכ-30% מהגנים בתאי בטא מייצרים מולקולות אר-אן-אי, המציגות כמויות גדולות יותר בגרעין לעומת הציטופלסמה.

מצב עניינים זה מעיד על עודף משמעותי של מולקולות אר-אן-אי בגרעין התא. השערה אחת, שלפיה מדובר במעין "כוחות חירום", עלתה בעקבות בחינה של אחד המקטעים שזיהתה הקבוצה, המשתתף בתגובה לגלוקוז. אבל כאשר ניסו המדענים לחשוף את הרקמה לתנאים שונים שעשויים ליצור צורך בכמויות גדולות יותר של אותם החלבונים, הם גילו שרמות האר-אן-אי בגרעין התא נותרו כשהיו.

בהמשך פנו המדענים להשערה אחרת, שלפיה האר-אן-אי העודף משמש כמעין "חוצץ" בין הדי-אן-אי למרכזי ייצור החלבונים שבציטופלסמה. מחקרים קודמים – שבוצעו, בין השאר, גם במעבדתו של ד"ר איצקוביץ – הראו שמולקולות אר-אן-אי משועתקות מהדי-אן-אי במרווחים לא קבועים. משמעות הדבר היא שכל  תא מכיל כמות שונה של אר-אן-אי, בעוד על התאים לעבוד יחדיו כצוות ולהיות מתואמים בכמויות האר-אן-אי שלהם. השהיית מולקולות האר-אן-אי בגרעין ממסכת אפקט זה, ומבטיחה כמויות אחידות של אר-אן-אי בציטופלסמה. מודל מתמטי שפיתחו המדענים תמך בהשערה זו. ניסויים נוספים שבוצעו במעבדתו של ד"ר איצקוביץ הראו כי מספרן של מולקולות האר-אן-אי "המתבטלות" בתאי כבד השתנה מגרעין תא אחד למשנהו, אך מחוץ לגרעיני התאים נמצאו כמויות דומות של מולקולות אלה – ממצא שתומך בהשערה.

ד"ר איצקוביץ סבור שממצאים אלה יפתחו מספר אפיקים חדשים בחקר האר-אן-אי. "לתופעה שגילינו עשויות להיות השלכות רבות", הוא אומר. "היא עשויה, למשל, לזרז את יכולת התגובה של התא – באמצעות ויסות שחרורן של מולקולות אר-אן-אי שליח מהגרעין – דבר שעשוי לקצר את זמן התגובה של התא למצבים משתנים".

במחקר השתתפו גם: ד"ר דורון למזה ושני לנדן מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא, ד"ר ערן אלינב ומעיין לוי מהמחלקה לאימונולוגיה, וד"ר איגור אוליצקי מהמחלקה לבקרה ביולוגית.

רוב מולקולות האר-אן-אי ממתינות בגרעין התא במשך כ-10 דקות, שאחריהן הן יוצאות ליום עבודה בציטופלסמה – שאורכו כמה שעות. הגנים שאופיינו במחקר החדש מייצרות מולקולות אר-אן-אי הממתינות בגרעין כשעה, אך לאחר יציאתם לציטופלסמה הן חיות כ-30 דקות בלבד.

#מספרי_מדע

לשיתוף:

 

 

 

 

פודקאסטים
אינסטגרם