המפתחות בפנים

01.03.2004
מימין לשמאל: תלמידי המחקר ערן פרלסון, שלומית הנץ וד"ר מיכאל פיינזילבר. קטר מולקולרי
 
תאי עצב הם יישויות מופלאות. מגוף התא הם מגדלים מספר שלוחות דמויות עץ (דנדריטים), ושלוחה אחת מיוחדת, הקרויה אקסון, שאורכה עשוי להגיע לכמטר אחד. האקסון הוא הכלי העיקרי המאפשר לתא להעביר מסרים. כך, למעשה, משמשים האקסונים כקווי התקשורת העצבית של הגוף. לרוע המזל, קווי התקשורת העצביים עלולים היקרע, להתנתק ולצאת מכלל פעולה כתוצאה מפגיעה, ממש כמו חוטי החשמל וקווי הטלפון שעלולים להתנתק בליל סערה. מדעני מכון ויצמן חשפו באחרונה חלק מהמנגנון שמאפשר לתאים במערכת העצבים ההיקפית להתחדש לאחר פגיעה, תקן ולהחזיר לפעולה תקינה את האקסונים הפגועים (מערכת העצבים ההיקפית כוללת את כל העצבים בגוף, למעט המוח ועמוד השדרה, המהווים, יחד, את מערכת העצבים המרכזית). המנגנון שהתגלה יכול לתרום, למשל, ליכולתו של הגוף לחדש את תחושת המישוש לאחר פגיעה. המדענים מקווים שהבנת דרך ההתחדשות של תאי מערכת העצבים ההיקפית תסייע בגילוי דרך לחידוש ולהחזרה פעולה תקינה גם של תאים פגועים במערכת העצבים המרכזית (כידוע, תאים אלה אינם מסוגלים להתחדש לאחר שהאקסונים שלהם נקטעים).
 
ד"ר מיכאל פיינזילבר ותלמידי המחקר שלומית הנץ וערן פרלסון, מהמחלקה לכימיה ביולוגית במכון ויצמן למדע, דיווחו באחרונה, במאמר שהתפרסם בכתב העת המדעי Neuron, כי גילו שחלבון מיוחד, הקרוי אימפורטין-בטא, שבדרך כלל מצוי בקרבת גרעין התא, ומסייע לחלבונים שונים לחדור לתוך גרעין התא, מיוצר גם באקסונים פגועים, בקרבה "חשודה" למקום הפגיעה. באקסון הפגוע, אימפורטין-בטא מתחבר לחלבונים אחרים, ועולה יחד אתם על "קטר"מולקולרי שמסיע את חבורת החלבונים לאורך האקסון, אל גוף התא, ועד לתוך גרעין התא. בשלב זה, חלבונים שנקשרו אל אימפורטין-בטא מפעילים גנים מסוימים שפעילותם והיווצרות החלבונים שהם מקודדים מובילות לריפוי התא. המדענים מצאו, שהפרעה לתהליך שחשפו מונעת את התחדשות התא.

 

חלבון מפתח

באופן רגיל, אימפורטין-בטא שוכן הרחק מהאקסון, ליד הגרעין של תא העצב. שם הוא מהווה מעין "מפתח" שמאפשר למולקולות שונות להיכנס לתוך הגרעין. מדעני המכון שיערו שאקסון פגוע צריך, בדרך כלשהי, להודיע לגרעין התא על הפגיעה, כדי שגנים מתאימים יתחילו לפעול ולייצר את החלבונים החיוניים לתהליך הריפוי. השערה זו הובילה אותם להשערה נוספת, שלפיה החלבון אימפורטין-בטא, שהוא ה"מפתח" החיוני להחדרת מולקולות הדיווח אל גרעין התא, עשוי להיות מיוצר -יחד עם מולקולות הדיווח עצמן - באקסונים פגועים. הם גילו שחלבון האחות של אימפורטין-בטא, הקרוי אימפורטין-אלפא, מצוי באופן רגיל באקסונים. בתהליך החיפוש הם גילו שאימפורטין-בטא לא נמצא באקסונים בזמנים רגילים, אך מיד לאחר פגיעה הוא מיוצר בהם בכמויות גדולות.
 
תצפיות נוספות הראו, שלאחר היווצרותו באקסון הפגוע, אימפורטין-בטא נקשר לחלבון האחות שלו, אימפורטין-לפא, ושניהם נקשרים לחלבונים נוספים המהווים את המסר על הפגיעה באקסון (זהותם המדויקת של החלבונים המדווחים אלה עדיין אינה ידועה). החבורה כולה מתחברת ל"קטר" חלבוני הקרוי דינאין, שנוסע על גבי "מסילות" של סיבי השלד התאי אשר מובילות מהאקסון עד לגרעין התא. בשלב זה, הודות ל"מפתח", אימפורטין-בטא, מצליחה החבורה כולה לחדור מבעד לקרום הגרעין, ולהגיע עד למקום האיכסון של החומר הגנטי.

 

השלב הבא

השלב הבא במחקר יהיה, כמובן, ניסיון לחשוף את זהותם המדויקת של החלבונים המדווחים לגרעין על הנזק שנגרם לאקסון, וזיהוי הגנים ששיפעולם מכוון את תהליך ההתחדשות של תאי העצב. המדענים מקווים שחשיפת החלבונים והגנים האלה תסייע גם בקידום מחקרים שנועדו למצוא דרך להביא להחלמה של סיבי עצב פגועים במערכת העצבים המרכזית.  תא עצב מאזור ההיפוקמפוס בתרבית. הצבע הצהוב ממפה את מיקומהם של החלבונים
 
 
תא עצב מאזור ההיפוקמפוס בתרבית. הצבע הצהוב ממפה את מיקומהם של החלבונים אימפורטין-אלפא ואימפורטין-בטא. אפשר לראות שחלבונים אלה מצויים לא רק בגוף התא, אלא גם בשלוחות (דנדריטים) ובאקסון
 

לשיתוף:

 

 

 

 

פודקאסטים
אינסטגרם