חוקרים באוניברסיטה העברית גילו חומר חדש המאפשר לחיידקים לתקשר ביניהם

המחקר עשוי להוביל לפיתוח סוג חדש של אנטיביוטיקה

חוקרים מהאוניברסיטה העברית גילו חומר חדש המאפשר לחיידקים לתקשר בינם לבין עצמם וגורם למותם. לגילוי זה יכולות להיות השלכות משמעותיות שיובילו לפיתוח סוג חדש של תרופות אנטיביוטיות.
חיידקים נחשבים באופן מסורתי לאורגניזם חד תאי, אולם האם זה נכון? האם כל חיידק באמת חי עבור עצמו? בשנים האחרונות מתרבות העדויות מניסויים מדעיים שונים לפיהן רק לעתים רחוקות מתנהגים החיידקים כאורגניזמים בודדים. למעשה, החיידקים חיים בקהילה שבה אורגניזמים בודדים מתקשרים בינם לבין עצמם ומבטאים בכך התנהגויות רב-תאיות.
במאמר, שיתפרסם ביום שישי (26.10) בכתב העת המדעי היוקרתי Science, מתארים החוקרים מהאוניברסיטה העברית את החומר החדש שגילו. החומר, שנוצר ומופרש על ידי חיידק המעיים הידוע “אשריכיה קולי”, משמש כאמצעי תקשורת בין תאי חיידקים בודדים.
המחקר בוצע על ידי קבוצת מחקר בראשות פרופ' חנה אנגלברג-קולקה מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית בבית הספר לרפואה של האוניברסיטה העברית. במחקר השתתפו תלמידת הדוקטור אילנה קולודקין-גל, תלמיד המחקר לשעבר ד”ר רונן חזן וכן ד”ר אריאל געתון מהמחלקה לציוד בין מחלקתי של הפקולטה לרפואה.
החומר שנוצר מ”אשריכיה קולי” מאפשר הפעלתה של “מערכת התאבדות” מובנית המצויה בכרומוזום החיידק ואחראית למותו המתוכנת בתנאי עקה. מסיבה זאת, מכונה החומר החדש Extra-Cellular Death Factor (EDF). ללא חומר זה “מערכת ההתאבדות” אינה מופעלת ולכן החיידקים לא ימותו.
בעוד שתהליך המוות של התאים אינו מועיל לחיידק הבודד, הוא דווקא מועיל לקהילת החיידקים כולה – זאת באמצעות פעולתה הבו-זמנית של קבוצת התאים המתקשרים ביניהם באמצעות ה-EDF. בתנאי עקה, שבהם מופעל ה-EDF, תת-קבוצה גדולה בתוך תרבית החיידקים מתה ומאפשרת בכך את הישרדות הקבוצה בכללה. מותה של רוב קבוצת החיידקים המתקיימת רק בנוכחות ה-EDF כנראה מאפשר את הישרדות המין.
ההבנה כיצד מתפקד ה-EDF יכולה להוביל לפיתוחם של חומרים אנטיביוטיים שיפעילו את “מערכת ההתאבדות” הקיימת בחיידק המעיים “אשריכיה קולי” וברוב החיידקים האחרים. כולל גם אותם גורמי מחלה שונים הנושאים עליהם את “מערכת ההתאבדות”.
“חומר התקשורת שנחשף הוא מולקולה ביולוגית חדשה”, מציינת פרופ' אנגלברג-קולקה. “זהו פפטיד (חלבון קטנטן) הנוצר על ידי החיידק”. אפיונו של החומר היה קשה במיוחד עבור החוקרים. מאחר שהחומר מצוי בתרבית החיידקים בכמויות זעירות, אך מתפרק בשיטות האפיון המקובלות, נאלצו החוקרים לפתח שיטה חדשה עבורו. במהלך המחקר זוהו גנים אחדים של החיידק המשתתפים ביצירת חומר התקשורת.
המחקר נתמך בידי הקרן הלאומית למדע (ISF), הקרן הדו-לאומית אמריקה-ישראל (BSF) וקרן מכוני הבריאות האמריקאיים (NIH).