תוכנית החלוקה

01.09.2002
 
ד"ר סימה לב . חבלי לידה
 
מי שרוצה להמשיך ולחיות, חייב ללמוד להתחלק. זו עובדת חיים המוכרת היטב לכל בעלי-החיים, גדולים כקטנים, ואפילו ליצורים חד-תאיים. אורך חייו של תא בודד הוא מוגבל, אבל הוא יכול להעביר את תופעת החיים לדורות הבאים. תאים חיים מתחלקים ומתרבים בתהליך מסודר ומתוזמן היטב, שבמסגרתו מרכיבים שונים של התא מבצעים צעדים שונים בסדר קבוע מראש. השלב הסופי והמכריע, שבו התא נחלק לשני תאים חדשים, נקרא ציטוקינסיס. זהו שלב דינמי, מבוקר, ומלווה בשינויים במרכיבי שלד התא וקרומו. שינויים אלה מבטיחים היווצרות של שני תאי-בת שכל אחד מהם מוקף בקרום משלו, ומכיל גרעין, ציטופלסמה ואברונים תוך-תאיים.
 
האירוע המרכזי הזה בחיי התא נחקר זה עשרות שנים. מחקרים שבוצעו בשנים האחרונות שפכו אור חדש על התהליך המורכב הזה, אך המנגנון המולקולרי המדויק שלו עדיין צופן סודות לא מעטים. ד"ר סימה לב, מהמחלקה לנוירוביולוגיה במכון ויצמן למדע, חשפה באחרונה את אחד מהסודות האלה, כשגילתה שחלבון הקרוי Nir 2 ממלא תפקיד חיוני בתהליך היפרדות תקין (ציטוקינסיס) של תאי אדם.
 
ד"ר לב היתה הראשונה שבידדה את החלבון Nir 2 ואת בני "משפחתו"Nir 3 -‘ וNir 1 , שהם חלבונים השמורים היטב באבולוציה, ומצויים בדגים, בתולעים, בזבובים וביונקים. עובדה זו מצביעה על תפקיד חיוני שהחלבונים האלה ממלאים בתהליכי חיים בסיסיים. אבל מהו האופי המדויק של התפקיד הזה? זו השאלה שעמדה במרכז מחקרה של ד"ר לב. המסע לחשיפת תפקידו של Nir 2 הוביל את ד"ר לב ואת חברי קבוצת המחקר שהיא עומדת בראשה, ולדימיר ליטבק, דונגוא טיאן ושרי כרמון, לסדרת ניסויים שנמשכו כשלוש שנים והביאו, בסופו של דבר, לגילוי תפקידיו הרבים והחשובים של החלבון Nir 2בחלוקת התא, משלב האיתות הראשוני ועד לחלוקתו הסופית.
 
המדענים זיהו קטע מסוים של החלבון Nir 2 , הכולל 219 חומצות אמיניות (החלבון השלם כולל 1,244 חומצות אמיניות). כשביטאו את הקטע הזה ביתר, בתאי אדם, הוא השפיע על צורת התאים וגרם שיבושים חמורים בציטוקינסיס, כך שהתאים שהחלו בתהליך החלוקה לא הצליחו להשלים אותו, ויצרו מעין גשרים צרים וארוכים בין שני חלקי התא שהיו אמורים להיפרד זה מזה. מכאן היה ברור שקטע זה של החלבון Nir 2בולם בדרך כלשהי את הציטוקינסיס, אבל לא היה ברור כיצד בדיוק הוא עושה זאת.
 
ד"ר לב וחברי קבוצת המחקר שלה בחנו את התאים המתחלקים, וגילו שבתהליך ציטוקינסיס תקין מתרכז החלבון Nir 2 ב"תלם הפילוג", ה"מותניים" הצרים שנוצרים בין שני חלקי תא האמורים להיפרד זה מזה וליצור תאים עצמאיים. אבל החלבון הזה לא נמצא שם לבדו: בסמוך אליו נמצא גם האנזים RhoGTPase, שתפקידו בתהליך הפרידה הסופית של התאים החדשים נחקר רבות. חקירה ודרישה נוספות העלו שהקטע בן 219 החומצות האמיניות מתוך החלבון Nir 2 יכול לבלום את פעילותו של האנזים הזה, ולפיכך החליטה ד"ר לב לקרוא לו Rid (RHO INHIBITORY DOMAIN).
 
כבר בעבר היה ידוע שכדי שהתאים החדשים ייפרדו סופית, צריכה להיבלם פעילותו של האנזים Rho. ד"ר לב סברה, כי החלבון Nir 2 מפעיל את קטע Rid הכלול בו כדי לחסום את פעילותו של האנזים Rho בעת הצורך. נראה שראיות פיסיות תומכות בהשערה הזאת: כשד"ר לב חתכה את קצה החלבון Nir 2 המכיל את הקטע Rid, הביא הדבר להפרעות משמעותיות בתהליך הציטוקינסיס. למעשה, התברר שהחלבו ן Nir 2 קטוע, שלא הכיל את קטע Rid, החל את תהליך הציטוקינסיס, אך לא היה מסוגל לסיימו. שני חלקי התא המתחלק התאמצו להיפרד, אך לבסוף ויתרו, ובכך נוצרו תאים לא מופרדים בעלי יותר מגרעין אחד. המחסור ב- Rid בחלבון הקטוע חיבל, כנראה, ביכולתם של התאים להיפרד.
 
חשיבותם של הממצאים האלה נובעת בין היתר מהעובדה שליקויים בתהליך הציטוקינסיס עלולים לגרום לאי-יציבות של הגנום, תופעה שיש לה קשר לסרטן. ד"ר לב אומרת, שהאתגר העומד עכשיו לפני החוקרים הוא למצוא דרך לתרגם את הידע החדש לרפואה פרקטית.
 
תאים חיים בעיצומו של תהליך התחלקות. אדום: איזור הריכוז של חלבון Nir 2 ב"תלם הפילוג".

לשיתוף:

 

 

 

 

פודקאסטים
אינסטגרם