התפקיד החדש של שומר הגנום

אם קיים מעמד של "כוכבים" בחקר הסרטן, הגן הזה הוא כוכב עליון. הוא הופיע על שערי מגזינים וזכה בתארים כגון "מולקולת השנה" ו"שומר הגנום". הגן – p53 שמו – זכה למעמד מיוחד זה מפני שהוא מדכא גידולים, ושיבושים בפעילות שלו מעורבים, בצורה כזו או אחרת, כמעט בכל סוגי הסרטן. עשרות אלפי מחקרים כבר הוקדשו לו, והחוקרים עדיין משקיעים מאמצים רבים על מנת לגלות כיצד בדיוק הוא פועל. במחקר שהתפרסם באחרונה בכתב-העת המדעי Genes & Development "ליהקו" מדעני מכון ויצמן למדע את הגן-הכוכב לתפקיד חדש: המדענים הראו, כי p53 מונע מתָאים להפוך לממאירים לא רק בכך שהוא מונע הצטברות של פגמים בדי-אן-אי ומגן על הגנום בדרכים נוספות, אלא גם באמצעות בקרה על פקודות אפיגנטיות, אשר קובעות כיצד יתפקד הגנום.

בכל תאי גוף האדם נמצא בדיוק אותו הגנום, אך באמצעות שינויים כימיים בדי-אן-אי ובחלבוני האריזה של הדי-אן-אי קובעות פקודות אפיגנטיות אילו גנים יבוטאו ואילו יושתקו בכל תא ותא. בשנים האחרונות גילו המדענים, כי לא רק טעויות בגנום עצמו, אלא גם טעויות בפקודות אפיגנטיות, יכולות לגרום לכך שתאים יהפכו לסרטניים, ויתחילו להתרבות ללא רסן. במחקר החדש גילו החוקרת הבתר-דוקטוריאלית ד"ר איילה טובי, מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא, וחברים נוספים בקבוצתו של פרופ' משה אורן, כי החלבון ש-p53 מקודד, מסדיר את ההצמדה של תגים כימיים הקרויים קבוצות מתיל – אחד המנגנונים האפיגנטיים החשובים ביותר – לדי-אן-אי. תגים אלה שולטים בביטוי הגנים: הם משתיקים גן שביטויו אינו רצוי בתא מסוים.

החוקרים ערכו ניסויים בתאי גזע שנלקחו מעוּברי עכברים, וגילו כי p53 מווסת את כמות האנזימים אשר מצמידים את תגי המתיל אל הדי-אן-אי, או מסירים תגים אלה. "האנזימים כל הזמן מצמידים ומסירים סממנים אפיגנטיים, כאילו הם כותבים ומוחקים טקסט על לוח", אומר פרופ' אורן. "מצאנו כי ללא p53 השתבש המאזן בין ה'כתיבה' לבין ה'מחיקה'. לדי-אן-אי הוצמדו יותר מדי תגי מתיל, כך שההוראות האפיגנטיות השתבשו".

האנזימים כל הזמן מצמידים ומסירים סממנים אפיגנטיים, כאילו הם כותבים ומוחקים טקסט על לוח. ללא p53 השתבש המאזן בין ה'כתיבה' לבין ה'מחיקה'"

הפרת המאזן בתגים אפיגנטיים פגעה בביטוי של גנים רבים. כתוצאה מכך, התאים לא תיפקדו כראוי, ולא הגיבו למסרים מהסביבה בצורה מסודרת. "המחקר שלנו גילה, כי p53 הוא שומר הסף לא רק של הגנום, אלא גם של האפיגנום", אומרת ד"ר טובי.

ממצאים אלה עשויים לקדם פיתוח טיפולים הממוקדים בפגמים האפיגנטיים הקשורים בסרטן – כטיפול עצמאי או כטיפול שישפר את יעילותן של תרופות קיימות. יתרה מזאת, תאים סרטניים "מתחבאים" מפני המערכת החיסונית, בין היתר באמצעות שינוי הפרופיל האפיגנטי שלהם. משום כך, הבנת טובה ומעמיקה יותר של הקשר בין האפיגנום לבין היכולת של המערכת החיסונית לפעול נגד תאים סרטניים עשויה לסייע למדענים לתת, בעתיד, כלי חשוב בידי המנגנונים החיסוניים של הגוף – האפשרות להשמיד גידולים.

קבוצת המחקר כללה גם את פרופ' עמוס תנאי, ד"ר אדם ספירו וד"ר זוהר שיפוני מהמחלקה למדעי המחשב ומתמטיקה שימושית; ד"ר יעל אילון ונועה פירט מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא; ד"ר אלנה איינבינדר מהמחלקה לתשתיות מחקר מדעי החיים; ופרופ' מישל ברטון, ד"ר ריין מקרתי וד"ר קנדרה אלטון ממרכז הסרטן אם-די אנדרסון באוניברסיטת טקסס.