ידענים: התא

מאת 9 במרץ 2010 תגובה אחת

לדברי פרופ' יואב הניס מהמחלקה לנוירוביולוגיה בפקולטה למדעי החיים באוניברסיטת ת"א זוהי הדגמה ראשונה מסוגה של מנגנון חדשני המסביר כיצד אותו אנזים יכול להביא לתגובות ביולוגיות שונות כתלות באופן גיוסו לממברנה, זמן שהותו בצמוד אליה ויכולת תנועתו לארכה

 פרופ' יואב הניס מהפקולטה למדעי החיים באוני' ת"א (מימין) ופרופ' פיטר גירשיק מביה"ס לרפואה באוניברסיטת אולם בגרמניה

פרופ' יואב הניס מהפקולטה למדעי החיים באוני' ת"א (מימין) ופרופ' פיטר גירשיק מביה"ס לרפואה באוניברסיטת אולם בגרמניה

תהליכים ביולוגיים מרכזיים רבים, הן במצב בריא והן במגוון מחלות, תלויים בוויסות העברת האיתותים המתאימים בקרום (ממברנת) התא. לדברי פרופ' יואב הניס מהמחלקה לנוירוביולוגיה בפקולטה למדעי החיים באוניברסיטת ת"א, שיבוש הספציפיות בתגובות מערכת האיתות עלול לגרום לתקלות ותופעות פתולוגיות שונות, ובהן בעיות בהתחלקות התא, שליחת גרורות של תאים סרטניים, מוות של תאים, תהליכים דלקתיים, ועוד.

אחת התעלומות המרכזיות בתחום זה הייתה כיצד מספר מוגבל של חלבונים מעבירי-אותות (חלבונים פעילים הגורמים לתגובות ביולוגיות בתאים חיים) מאפשרים לתא לברור תגובה ספציפית וסלקטיבית מתוך הקשת הרחבה של איתותים ביולוגיים הנשלטים ע"י אותו חלבון פעיל.

עבודתה של אורית גוטמן במעבדתו של פרופ' יואב הניס, בשיתוף עם קבוצתו של פרופ' פיטר גירשיק מביה"ס לרפואה באוניברסיטת אולם בגרמניה, גילתה לראשונה מנגנון המאפשר לתא להגיב באופן סלקטיבי באחת מתוך שורת תגובות ביולוגיות אפשריות המופעלות ע"י אותו חלבון פעיל. מנגנון זה, שנחקר בעבודה הנוכחית לגבי העברת אותות ע"י האנזים phospholipase C-b2 (או בקצור PLCb2), מתבסס על שני גורמים מרכזיים – האזורים בקרום התא אליהם מגוייס האנזים מהנוזל התוך-תאי ע"י הגורם הביולוגי המפעיל אותו, ויכולת התנועה של האנזים בממברנה לאחר גיוסו. אנזים זה מפרק מרכיב של קרום התא (פוספוליפיד הקרוי PIP2) לשני חומרי-משנה שכל אחד מהם מפעיל שורת אותות ביולוגיים מרכזיים בתא.

PLC-b2 מסוגל לעבור הפעלה וגיוס לאתרי פעילותו בקרום התא ע"י מספר חלבונים מפעילים בתוך התא. חלבונים אלה שייכים למשפחת חלבונים הקרויים G-proteins (חלבונים קושרי גואנין-נוקלאוטידים), וכוללים את החלבון הקטן Rac, את תת-היחידה אלפא ואת הצרוף של תת-היחידות בטא וגאמא של חלבוני G טרימריים (G-proteins המורכבים משלוש תת-יחידות, אלפא, בטא וגאמא).

מסביר פרופ' הניס: "הראינו שהפעלה על ידי כל אחד משלושת החלבונים השונים הללו:Rac , רכיב אלפא וצירוף הרכיבים בטא-גאמא מגייסת את האנזים PLCb2 לממברנה באופן שונה. התוצאה היא שכתלות בגורם המפעיל, מגיע האנזים לאזורים אחרים בקרום התא ויוצר בהם את חומרי-המשנה הפעילים ע"י פרוק PIP2 בממברנה. כאשר PLCb2 מופעל על ידי החלבון Rac, הוא מגוייס לפרוק PIP2 רק באזורים מוגבלים וקטנים בממברנה, בעוד שהפעלתו על ידי הצירוף בטא-גאמא מגייסת אותו לאזורים נרחבים בקרום התא, לארכם הוא נע במהירות גדולה ויוצר את האות על פני שטח גדול. ההפעלה על ידי אלפא מביאה למופע ביניים, כאשר האנזים מגוייס לאזורים גדולים יותר מאשר בהפעלה ע"י Rac, אך תנועתו מוגבלת יחסית לגלישה המהירה המלווה את הפעלתו ע"י בטא-גאמא".

"במילים אחרות", אומר פרופ' הניס, "יש לנו מנגנון חדש שבו זהות החלבון המגייס את האנזים לממברנה מגדירה מאיזה אזורים יצאו האותות וקובעת איך התא יתנהג. זוהי הדגמה ראשונה מסוגה של מנגנון חדשני המסביר כיצד אותו אנזים יכול להביא לתגובות ביולוגיות שונות כתלות באופן גיוסו לממברנה, זמן שהותו בצמוד אליה ויכולת תנועתו לארכה".

פרופ' הניס מדגיש כי הבנת המנגנון חשובה לפיתוח יכולת התערבות בוויסות תהליכים ביולוגיים הנשלטים ע"י אנזימים פעילים בממברנה, ועשויה להביא לפיתוח תרופות למחלות הנובעות מליקויים בפעילות אנזימים מסוג זה.

הקבוצה מאוניברסיטת ת"א ביצעה את הניסויים הביופיזיקליים ואילו הקבוצה הגרמנית ביצעה את הניסויים הביוכימיים. המחקר נתמך בידי קרן GIF – הקרן המשותפת ישראל-גרמניה למחקר ופיתוח מדעי.

המחקר פורסם ב-5.2.2010 בעתון המדעי The Journal of Biological Chemistry, ופורסם עליו מאמר סקירה ב-16.2.2010 בירחון המדעי היוקרתי Science Signaling לאור בחירתו כ"בחירת העורכים" בירחון זה.

המחקר עצמו

Gutman, O., C. Walliser, T. Piechulek, P. Gierschik, and Y.I. Henis. 2010. Differential regulation of phospholipase C-b2 activity and membrane interaction by Gaq, Gb1g2, and Rac2. J. Biol. Chem. 285:3095-3015.

בחירת העורך ב-Science Signaling:

Ray, L.B. 2010. Modulating Motion in the Membrane. Sci. signal. 3:ec51.

תגובה אחת ל “חוקרים באוניברסיטת תל אביב חשפו מנגנון וויסות חדש של העברת אותות דרך קרום התא”

הוספת תגובה

  • (will not be published)