תאים מלאכותיים ישמשו לזיהוי חלבונים

 

שיטה חדשה לזיהוי חלבונים על-פי פעילותם, שפיתחו מדעני מכון ויצמן למדע, עשויה להאיץ את התהליך פי כמה מאות. בגוף האדם קיימים כ100,000- סוגי חלבונים, המהווים כ-90% מהחומר היבש בגוף. חלבונים ממלאים תפקיד מרכזי ברוב תהליכי החיים, ושיבושים בפעילותם (כתוצאה מעודף, מחסור, תיפקוד יתר או תיפקוד לקוי) הם הגורמים לרוב המחלות. מכאן ברורה חשיבות היכולת של מדענים ורופאים לזהות חלבונים ביעילות ובמהירות.

 

תהליך הזיהוי של מולקולת חלבון בעלת תכונות מסוימות מחייב, בשיטות הקיימות, מיון של מיליוני, או אפילו מיליארדי, אפשרויות. השיטה החדשה, שפיתחו ד"ר דן תופיק והחוקר הבתר-דוקטוריאלי ד"ר אמיר אהרוני מהמחלקה לכימיה ביולוגית במכון ויצמן למדע, יחד עם פרופ' שלמה מגדסי מהאוניברסיטה העברית, בתמיכת משרד המדע והטכנולוגיה, מאפשרת לקיים מיליוני ניסויים במקביל, דבר שמאיץ את התהליך בשיעור של פי כמה מאות.

 

השיטה מבוססת על שימוש במעין "תאים מלאכותיים", העשויים טיפות של מים הלכודות בתוך טיפות שמן, כאשר שכבת השמן מדמה את הקרום השומני העוטף את התא החי וחוצץ בין הסביבה החיצונית לסביבה הפנים-תאית. המדענים מכניסים חומרים שונים (גנים, חלבונים, ועוד) לתוך הסביבה הסגורה ב"תאים", ואז בוחנים את יחסי הגומלין ואת התהליכים שמתחוללים ב"תא" המלאכותי. אמולסיה זו, המבוססת על מים ושמן, קרויה באנגלית "WOW" - ראשי תיבות של מים- שמן-מים.

 

לדוגמה, כדי ללמוד על שיעור הביטוי והפעילות של גן מסוים (ביטוי של גן משמעו ייצור החלבון שאותו מקודד הגן), השתמשו המדענים בסמן פלואורוסצנטי הזוהר כאשר הוא מופעל על-ידי החלבון שמקודד בגן הזה. כאשר מיליוני מערכות כאלה הוכנסו למיליוני "תאים מלאכותיים", אפשר היה להבחין בקלות ב"תאים" הזוהרים, ולהפריד אותם מאלה שבהם לא נמצא החלבון המבוקש, ולכן נותרו "כבויים". מתקני מיון אוטומטיים, הקיימים כיום כמעט בכל מעבדה, מסוגלים לבחון ולמיין אלפי טיפות בשנייה. "חיפושים שנמשכים כיום שנה", אומר ד"ר תופיק, "יסתיימו באמצעות השיטה החדשה בתוך ימים אחדים".